Thunderbolt 的傳輸介面革命:8大觀念解析、雙向10Gb/s 速度精彩實測

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雙向傳輸速度不打折

Intel標榜的10Gb/s傳輸頻寬,基於全雙工傳輸模式,無論上行(up stream)或下行(down stream),都能享有各自獨立的10Gb/s通道頻寬。相較於被視為競爭對手的USB 3.0,雖然也採用全雙工傳輸,但是上、下行傳輸得共用5Gb/s頻寬。再加上可用頻寬差了一截,Thunderbolt無論用在配備固態硬碟的高階儲存裝置,或是多部儲存裝置高負載作業環境,實用性與效率都會比USB 3.0理想。

進一步比較兩者,Thunderbolt現行銅纜線方案具有10W供電能力,同樣是高於USB 3.0可提供的4.5W。

以往USB 2.0供電能力只有2.5W,可驅動單顆2.5吋5400RPM,換用USB 3.0理論上可以負荷2顆,至於Thunderbolt則是相當於可以驅動將近4顆硬碟。充裕供電量,能夠降低裝置端對於外接電源的依賴性,進而縮小實體產品體積與重量。

線材昂貴成為絆腳石

另外是菊花鍊拓譜架構(daisy chain topology),連接方式和IEEE 1394相同,裝置端能配備2個不分上、下行的連接埠,而主機端就只需要1個。在這串接模式下,最多可以連接多達7個裝置,唯獨標準型Display Port螢幕不像Thunderbolt有2個連接埠,因此必須排在裝置鍊最後面。反觀USB 3.0每個裝置都是獨立連接,主機端得配備較多連接埠,線材整理也不是那麼便利。

不過線材價格是Thunderbolt目前的第二個罩門,以目前少數能買到之一的蘋果產品而言,2.2公尺實售價高達1,550元,同長度USB 3.0線材卻不用400元。今年Computex展覽上,Intel表示將推動平價解決方案,但究竟能夠壓到多低,似乎要等到明年才有答案。顯然線材接頭內密密麻麻的晶片,以及相關零組件該如何壓低價格,並且提高線材製作良率,是眼前當務之急。

控制器價格左右未來

至於控制器簡單來說,可用於主控或裝置端,目前已經推出兩個世代產品。Intel表示前後代產品的效能表現一致,改變的是半導體進化,封裝尺寸得以再縮小。

此外,第二代新增單連接埠晶片產品(裝置端專用),尺寸比雙埠版本再小一些。控制器是價格居高不下的主要關鍵,據知要價高達30美元(折合新台幣約900元),幾乎和主機板晶片組一樣貴。

Thunderbolt 的傳輸介面革命:8大觀念解析、雙向10Gb/s 速度精彩實測

▲由左至右,第一代控制器代號Light Ridge很像主機板晶片組,中間的第二代Cactus Ridge控制器,雖然也是主控與裝置端兩用,尺寸大幅縮小了不少。至於最右邊代號Port Ridge控制器,則是裝置端專用、單連接埠設計。

光看數字可能無感,這麼說好了,假使拿來製作成介面卡,廠商預估售價至少要2,000元以上。對比USB 3.0剛出來的時候,也不過1,000元左右,現在更只要400元就能買到。看來Intel還得想辦法壓低生產成本、降低核心零組件組價格,才有利於加速普及。

軟體追不上推廣步伐

那麼在實務使用上,會有什麼疑難雜症呢?首先,Thunderbolt控制器本身並不需要驅動程式,因此能夠相容於所有作業系統。少了驅動程式這層變數,等於少了個瓶頸點,理論上對傳輸效能很有幫助。裝置的後端晶片,例如SATA磁碟控制器、音效晶片等,使用上和一般介面卡完全相同,得安裝相對應的驅動程式才能正常運作。

不過看似簡單的這點,卻也是目前實際應用中最大的罩門。追根究底起來,是由於Intel和蘋果那段合作關係,早先裝置產品都是以相容Mac OS來設計。現在移師到PC環境,廠商還得加緊趕製Windows版驅動程式與應用軟體,才能讓裝置發揮完整功能與速度。

Thunderbolt 的傳輸介面革命:8大觀念解析、雙向10Gb/s 速度精彩實測Thunderbolt 的傳輸介面革命:8大觀念解析、雙向10Gb/s 速度精彩實測

▲對作業系統來說,Thunderbolt等於PCI-E匯流排的一環,所以在裝置管理員裡面看不到控制器。但是裝置上採用的功能控制器,如SATA介面磁碟陣列之類,必須像一般介面卡那樣安裝驅動程式,才能順利被系統識別。

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▲外接儲存裝置產品在Windows環境下,如果無法進行內建的磁碟陣列功能設定,裝置內的硬碟會全數變成單一獨立。

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▲Thunderbolt也具備熱插拔能力,可以利用Windows外接裝置管理員,將裝置退出離線。相對的,開機後才連結的裝置,系統也會自動偵測啟用。

少了軟體功能打對折

以台灣目前能買到的Promise Pegasus、My Book Thunderbolt Duo,這些標示相容Mac OS的外接儲存裝置為例。原始設計具備RAID功能,也提供Mac OS版本設定控制軟體,使用上自然沒有問題。但是拿到Windows環境,欠缺驅動程式的結果是前者無法驅動使用(測試版本階段),後者由於磁碟控制器算是通俗,所以Windows 7判定為標準AHCI磁碟控制器,自動予以驅動。

另一方面,由於無法設定磁碟陣列功能,成功驅動之後只能得到半套功能。在Windows 7環境下就像使用支援Port Multiplier的eSATA裝置,所有硬碟變成獨立狀態,失去原本硬體設計該有的磁碟陣列功能。當然這並不是絕對,如果廠商在硬體上提供實體切換開關,自然就不會有這些疑難雜症。

(後面還有:10Gb/s大寬頻實測)

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1.  Hank (發表於 2012年9月21日 13:56)
這東西大概會淪落到跟 1394 一樣的地步吧...
neco
2.  neco (發表於 2012年9月21日 14:34)
還是有差,IEEE 1394主推是蘋果(1980年起)
所以在PC平台上都需要加裝3'Party的chip才能push
雷球是INTEL推的,都給他包在PCH內了
只需要拉出現路連接connecter就會動了
光是成本以及佈線考量就贏不少,且電器特性的部分也更簡單了
三十二朔月
3人給推

3.  三十二朔月 (發表於 2012年9月21日 15:33)
※ 引述《Hank》的留言:
> 這東西大概會淪落到跟 1394 一樣的地步吧...

Intel表示:逼筆電OEM廠強制搭載╮(╯_╰)╭

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