Was man wissen sollte
- Thunderbolt ist ein von Apple und Intel entwickelter Hardwarestandard.
- Über die Thunderbolt-Schnittstelle können Benutzer Geräte wie iPhones und externe Festplatten mit ihren Computern verbinden.
- Thunderbolt 4 ist die neueste Version. Es konkurriert mit USB4 und ist vollständig kreuzkompatibel.
Thunderbolt ist ein Hardwarestandard, der es Peripheriegeräten wie Smartphones und externen Festplatten ermöglicht, sich mit einem Computer zu verbinden. Es wurde von Intel in Zusammenarbeit mit Apple entwickelt.
Thunderbolt-Versionen
Es gibt mehrere Versionen von Thunderbolt, wobei neuere Iterationen die Datenübertragungsraten oder -geschwindigkeiten stetig verbessern. Die erste Version von Thunderbolt, ursprünglich Light Peak genannt, wurde 2011 eingeführt. Der Standard wurde zuerst auf Mac-Computern gefunden, hat sich aber seitdem auf PCs ausgebreitet und konkurriert oft mit dem USB-Standard. Im Gegensatz zu USB-Geräten, die nicht zertifiziert werden müssen, müssen Thunderbolt-Geräte jedoch von Intel zertifiziert werden.
Die vierte Generation von Thunderbolt, genannt Thunderbolt 4, wurde 2020 angekündigt, Monate nach der Ankündigung von USB4. USB4 basiert auf und ist kompatibel mit Thunderbolt 3. Thunderbolt 3 war mit USB-C-Anschlüssen kompatibel.
Obwohl Thunderbolt und USB-Standards oft miteinander kompatibel sind, waren ihre Spezifikationen in der Vergangenheit unterschiedlich. Ein USB-Gerät, das an einen Thunderbolt-Anschluss angeschlossen ist, funktioniert möglicherweise, liefert aber wahrscheinlich keine Thunderbolt-Geschwindigkeiten. Die Übertragungsrate wird durch das langsamste Mitglied begrenzt. Traditionell war dies USB.
Mit der Veröffentlichung von Thunderbolt 4 sind Protokoll und Datenraten jedoch vollständig kompatibel mit USB 4, das abwärtskompatibel mit Thunderbolt 3, USB 3.2 und USB 2.0 ist. Diese Konvergenz der Kompatibilität macht USB zum am besten kompatiblen Standard, obwohl USB4-Geräte wahrscheinlich nicht vor 2021 auf den Markt kommen werden.
Die Geschichte von Thunderbolt
In seiner frühen Entwicklungsphase hieß Thunderbolt Light Peak. Light Peak war ursprünglich als Standard für optische Schnittstellen gedacht. Thunderbolt ließ das Ziel zugunsten einer traditionelleren elektrischen Verkabelung fallen.
Dadurch wurde Thunderbolt einfacher zu implementieren. Anstatt sich auf einen neuen Anschluss zu verlassen, basierte Thunderbolt auf der bestehenden DisplayPort-Technologie und ihrem Mini-Anschlussdesign. Die Idee war, einem Kabel zu ermöglichen, ein Videosignal und ein Standarddatensignal zu übertragen. DisplayPort war eine logische Wahl unter den Videoschnittstellen, da es einen zusätzlichen Datenkanal in seine Spezifikation eingebaut hatte. Den anderen beiden digitalen Display-Anschlüssen, HDMI und DVI, fehlte diese Funktion.
Um den Datenverbindungsteil der Thunderbolt-Schnittstelle zu erreichen, verwendete Intel die Standard-PCI-Express-Spezifikation. Die Verwendung der PCI-Express-Schnittstelle war ein logischer Schritt, da sie als Verbindungsschnittstelle zum Anschluss interner Komponenten in einem Prozessor verwendet wurde.
Bottom Line
Für Apple war Thunderbolt eine Übung zur Reduzierung von Kabelgewirr. Ultraportable Laptops wie das MacBook bieten begrenzten Platz für externe Peripherieanschlüsse. Mit Thunderbolt kombinierte Apple Daten- und Videosignale in einem einzigen Anschluss. Der Datensign alteil des Thunderbolt-Kabels ermöglichte es dem Display, USB-Anschlüsse, einen FireWire-Anschluss und ein Gigabit-Ethernet über ein einziges Kabel zu verwenden.
Mehr als ein Gerät an einem Port
Thunderbolt kann aufgrund seiner Daisy-Chain-Funktionalität mehrere Geräte von einem einzigen Peripherieanschluss aus betreiben. Damit dies funktioniert, müssen die Thunderbolt-Peripheriegeräte über einen eingehenden und einen ausgehenden Anschluss verfügen.
Das erste Gerät in der Kette ist mit dem Computer verbunden. Das nächste Gerät in der Kette verbindet seinen eingehenden Port mit dem ausgehenden Port des ersten Geräts. Dann wiederholt sich das Muster für jedes nachfolgende Gerät in der Kette. Alternativ können Sie ein Thunderbolt-Dock verwenden, um mehrere Geräte über einen einzigen Anschluss mit Ihrem Computer zu verbinden.
Die Anzahl der Geräte, die an einem einzigen Thunderbolt-Port betrieben werden können, ist begrenzt. Der Standard (einschließlich Thunderbolt 3 und 4) ermöglicht die Reihensch altung von bis zu sechs Geräten. Wenn Sie zu viele Geräte anschließen, kann dies die Bandbreite sättigen und die Gesamtleistung der Peripheriegeräte verringern.
DisplayPort-Kompatibilität
Thunderbolt-Anschlüsse sind vollständig kompatibel mit den DisplayPort-Standards, um die Kompatibilität mit herkömmlichen DisplayPort-Monitoren zu gewährleisten. Das bedeutet, dass jeder DisplayPort-Monitor an einen Thunderbolt-Peripherieanschluss angeschlossen werden kann. Es macht jedoch die Thunderbolt-Datenverbindung auf dem Kabel funktionsunfähig.
Aus diesem Grund haben Unternehmen wie Matrox und Belkin Thunderbolt-Basisstationen für Computer entwickelt, die eine DisplayPort-Durchleitung ermöglichen. Auf diese Weise kann der PC eine Verbindung zu einem Monitor herstellen und die Datenfunktionen des Thunderbolt-Anschlusses für Ethernet und andere Peripherieanschlüsse nutzen.
PCI-Express
Mit den PCI-Express-Datenbandbreiten kann ein einzelner Thunderbolt-Port bis zu 10 Gbit/s in beide Richtungen übertragen. (Thunderbolt 3 und 4 unterstützen eine Gesamtbandbreite von bis zu 40 Gbit/s, einschließlich des DisplayPort-Signals.) Dies ist mehr als genug für die meisten Peripheriegeräte, mit denen ein Computer eine Verbindung herstellen würde. Die meisten Speichergeräte laufen unterhalb der aktuellen SATA-Spezifikationen, und Solid-State-Laufwerke können diese Geschwindigkeiten nicht erreichen.
Die meisten lokalen Netzwerke basieren auf Gigabit-Ethernet (1 Gbps), was ein Zehntel der Bandbreite ist, die von einer 4-Wege-PCIe-Verbindung bereitgestellt wird. Folglich bieten Thunderbolt-Displays und -Basisstationen normalerweise Peripherieanschlüsse und leiten Daten für externe Speichergeräte weiter.
Thunderbolt im Vergleich zu USB und eSATA
USB 3.0 ist die am weitesten verbreitete der aktuellen Hochgeschwindigkeits-Peripherieschnittstellen. Es hat den Vorteil, dass es mit allen rückwärtsgerichteten USB 2.0-Peripheriegeräten kompatibel ist. Es ist jedoch auf einen Port pro Gerät beschränkt, es sei denn, es wird ein USB-Hub verwendet.
USB 3 bietet vollständige bidirektionale Datenübertragungen, aber die Geschwindigkeiten sind mit 4,8 Gbit/s etwa halb so hoch wie bei Thunderbolt. Es überträgt nicht speziell ein Videosignal, wie es Thunderbolt für DisplayPort tut. Es wird für Videosignale entweder über einen direkten USB-Monitor oder ein Basisstationsgerät verwendet, das das Signal an einen Standardmonitor weiterleitet. Der Nachteil ist, dass das Videosignal bei DisplayPort-Monitoren eine höhere Latenz als Thunderbolt hat.
USB4 verdoppelt die Übertragungsgeschwindigkeit von USB 3.0. Mit 40 Gbit/s liegt es auf einer Stufe mit Thunderbolt 3 und 4, die beide mit USB4 kompatibel sind.
Thunderbolt ist flexibler als die eSATA-Peripherieschnittstelle. Externes SATA ist nur für die Verwendung mit einem einzelnen Speichergerät funktionsfähig. Die aktuellen eSATA-Standards erreichen maximal 6 Gbit/s im Vergleich zu den 10 Gbit/s von Thunderbolt.
Thunderbolt 3
Thunderbolt 3 wurde 2015 veröffentlicht und baut auf den Ideen früherer Versionen auf. Anstatt die DisplayPort-Technologie zu verwenden, basiert Thunderbolt 3 auf USB 3.1 und seinem neuen Typ-C-Anschluss. Dies eröffnete neue Möglichkeiten, einschließlich der Fähigkeit, sowohl Energie als auch Datensignale zu übertragen.
Es ist denkbar, dass ein Laptop, der einen Thunderbolt 3-Anschluss verwendet, über das Kabel mit Strom versorgt wird und gleichzeitig das Kabel verwendet, um Video und Daten an einen Monitor oder eine Basisstation zu senden. Die Übertragungsgeschwindigkeiten für Thunderbolt 3 liegen bei 40 Gbit/s, was mehr als genug ist, um mehrere Geräte gleichzeitig mit Strom zu versorgen.
Thunderbolt 4
Anfang 2020 angekündigt, mit Geräten, die später im Jahr in den Regalen erscheinen, hat Thunderbolt 4 keine Geschwindigkeit zu Thunderbolt 3 hinzugefügt. Dennoch hat es die Spezifikationen in mehrfacher Hinsicht verbessert.
Das Thunderbolt 4-Protokoll kann zwei 4K-Displays anstelle von einem oder ein einzelnes 8K-Display unterstützen. Kabel können bis zu zwei Meter lang sein. Es enthält auch mehrere Mindeststandards für Peripheriegeräte, einschließlich Unterstützung für das Aufwachen aus dem Schlafmodus für Docks, Nennleistung für das Aufladen von Laptops und Schutz vor Thunderspy-Angriffen.
Thunderbolt 4 ist vollständig kompatibel mit dem USB4-Protokoll und den Datenraten. Diese Kreuzkompatibilität hat zu Verwirrung geführt, nämlich dass die Ports für Thunderbolt 4, Thunderbolt 3 und USB4 visuell nicht zu unterscheiden sind.
