Apple Thunderbolt и Mini Displayport — это одно и то же? Технология Thunderbolt: как это работает и в чем плюсы Какой пропускной способностью обладает интерфейс thunderbolt 3.

Thunderbolt – это технология, которая используется для подключения периферийных устройств. Над технологией работали корпорации Intel и Apple, она образует собой универсальный стандарт соединения ПК с другими периферийными устройствами. Является некой альтернативой USB, но усовершенствованной и более современной.

Thunderbolt – переводится как «раскат грома» и является совокупностью двух интерфейсов DisplayPort и PCI Express. На один такой порт можно подключить до шести периферийных девайсов, тем самым, объединив их в одну цепочку.

Преимущества использования и характеристики

Главным достоинством технологии является то, что пропадает потребность в использовании коммутатора или концентратора если нужно подключить некоторое количество гаджетов. Используя всего один двухканальный порт можно задействовать одновременно до шести девайсов , при этом они не потеряют в скорости или производительности. Сейчас технология развита до такого уровня, что позволяет достигать скорости передачи данных до 40 Гбит/с. С учётом того, что даже первые версии Тандерболт превосходили по скорости USB примерно в два раза, технология стремительно развивается.

Ещё одной особенностью технологии является то, что она позволяет одновременно производить приём и передачу данных. С помощью разъёма Thunderbolt можно так же подключить дисплеи с Mini DisplayPort или с адаптером DisplayPort, VGA, DVI, HDMI, используя переходники.

Преимущества Сандерболт на большой скорости передачи данных ещё не заканчиваются, так как с помощью этого интерфейса осуществляется питание периферийных устройств подключенных через этот порт. Тем самым позволяя избавить пользователя от потребности в множестве кабелей.

Сравнение версий

Сейчас существуют две версии интерфейса Thunderbolt – 2 и 3. Более ранняя версия использует разъём Mini Display Port и имеет не такую большую пропускную способность, она ограничена в 20 Гбит/сек, что по-прежнему превышает пропускную способность USB в несколько раз. Тандерболт 3 – является последней разработкой. Создатели ушли от разъёма MDP и перешли на более популярный USB Type C при этом ещё увеличив пропускную способность до 40 Гбит/сек.

Вся топовая линейка Apple (Мас и Mac book) оснащены версией Thunderbolt 3.

Тандерболт и Pci Express

Архитектура PCI Express использует высокоскоростную шину чтобы осуществлять соединение и обмен данными между различными компонентами компьютера. С помощью такой архитектуры данные поступают к гаджету «напрямую» без каких-то помех, тем самым обеспечивая быстрое взаимодействие компонентов. Тандерболт в свою очередь используя шину PCI осуществляет прямое подключение к ней, тем самым обеспечивая себе большую пропускную способность передачи информации.

Порт Тандерболт

Многие задаются вопросом, в какой разъём подключать кабель Thunderbolt? В этом вопросе разработчики не стали изворачиваться и Thunderbolt подключается в обычный MDP порт, который присутствует на всех Macintosh.

Тандерболт и mini Displayport в чем разница

Тандерболт включает в себя особенности технологий PCI Express и mini DisplayPort. Соответственно с помощью него можно передавать видео такого же качества, как и через MDP.

В отличии от распространённых разъёмов для передачи видео-сигнала, таких как VGA и DVI, Тандерболт обладает лучшим качеством картинки, а главное возможностью передачи питания с помощью одного кабеля. В свою очередь интерфейс USB, который обеспечивает питанием периферийные устройства, не обладает возможностью передачи видеосигнала хорошего качества. Единственное в чём выигрывает USB – это дешевизна производства , именно поэтому многие производители не хотят отказываться от него в пользу Тадерболт.

Совместимость с USB и FireWire

Другие разработчики выпускают адаптеры/переходники для того, чтобы можно было подключить девайсы на интерфейсах FireWire 400, FireWire 800 и более распространённом USB. Ограничения по скорости появляется из-за контроллеров, установленных на данных устройствах.

Если подключить устройства на интерфейсе FireWire 400, пропускная способность обмена данными будет ограничена 400 Мбит/сек. А если подключённый гаджет использует интерфейс USB 3.0 то ограничение по скорости будут 5 Гбит/сек.

Из этого следует, что при подключении какого-либо другого устройства через специальный адаптер, ограничение по пропускной способности задаёт другой интерфейс.

Возможно ли подключение нескольких девайсов

На один порт Thunderbolt возможно подключить до шести различных устройств. Для этого потребуется чтобы на каждом девайсе было по два таких порта. Один для входа, другой для последовательной связи.

В отличии от более старого интерфейса USB, на котором проседает скорость передачи данных при подключении медленного гаджета, технология Thunderbolt разработана специально таким образом, что может справится с большим количеством подключенных низкоскоростных устройств без ущерба скорости основного канала.

Честно говоря, когда мне предложили протестировать устройства, поддерживающие интерфейс Thunderbolt, о самом интерфейсе я имел крайне слабое представление.

Краткая информация о технологии Thunderbolt

Придумка изначально не Apple’овская, а Intel’овская. Сначала технология называлась Light Peak, и планировалась передача (как следует из названия) по оптическому волокну. В итоге концепция трансформировалась в передачу данных по обыкновенным медным жилам, как в стандартах USB и FireWire. Плюсом такой замены является то, что Thunderbolt может запитывать внешние периферийные устройства (мощность до 10 Вт). Имеются переходники на DisplayPort, DVI, HDMI – дело в том, что Thunderbolt миниатюрен, и для небольших компьютеров может спокойно заменить несколько разъёмов.

Технологически Thunderbolt представляет собой возможность подключения к шине PCI-Express, что обеспечивает скорость передачи данных до 10 Гбит в секунду. Для сравнения, современный интерфейс USB 3.0 обеспечивает скорость передачи до 5 Гбит в секунду, а распространённый повсеместно USB 2.0 – всего лишь 480 Мбит в секунду. Плюс к тому, Thunderbolt объединяет PCI Express и DisplayPort:

Разумеется, для работы технологии необходим специальный кабель (две тысячи рублей за двухметровый шнур).

В плане запаса прочности Thunderbolt впереди планеты всей, остаётся лишь вопрос – как это использовать? Зачем такая дикая пропускная способность?

Promise Pegasus R6

Для начала, рассмотрим одно из первых устройств с поддержкой Thunderbolt, произведённое сторонним разработчиком – Pegasus R6 (также имеется более простая модификация, Pegasus R4). Это внешний RAID-массив (шесть дисков по 2 ТБ), имеющий два разъёма Thunderbolt. Габариты можете оценить по фотографиям, устройство массивное (несмотря на относительно скромные размеры), о дизайне говорить не стоит – это не тот продукт, который вы будете показывать гостям. Много металла, есть пластик, диски съёмные. Два вентилятора – один, как я понимаю, обдувает жёсткие диски, а второй – плату RAID-контроллера.

Основные характеристики:

• Поддержка до шести (Pegasus R6) или четырех (Pegasus R4) жестких дисков с интерфейсом SATA
• Два порта Thunderbolt, 10 Гбит/с (1,25 Гб/с)
• Поддержка RAID-массивов 0, 1, 5, 10
• Скорость передачи данных 800 Мб/с (Pegasus R6) или 500 Мб/с (Pegasus R4)
• Емкость
  • Pegasus R6
    • Модель с шестью дисками емкостью 1 ТБ: 6 ТБ неформатированной емкости (4,7 ТБ в системе HFS+)
    • Модель с шестью дисками емкостью 2 ТБ: 12 ТБ неформатированной емкости (9,7 ТБ в системе HFS+)
  • Pegasus R4
    • Модель с четырьмя дисками емкостью 1 ТБ: 4 ТБ неформатированной емкости (2,7 ТБ в системе HFS+)
    • Модель с четырьмя дисками емкостью 2 ТБ: 8 ТБ неформатированной емкости (5,7 ТБ в системе HFS+)
• Поддержка ПО Time Machine в системе Mac OS X

Стоит этот монстр в среднем 80 тысяч рублей (в России), в США – 2.5 тысячи долларов. Ради интереса я посмотрел, сколько стоят отдельно жёсткие диски, использующиеся в R6 – цена колеблется от 4 до 5 тысяч рублей, то есть только дисковая подсистема (без плат контроллера, охлаждения, корпуса) обойдётся вам в 24-30 тысяч рублей.

Однако говорить о том, чтобы собрать такой набор своими силами, не приходится. Судите сами – R6 можно подключать к технике, оснащённой разъёмами Thunderbolt, и в итоге получить скорость передачи данных до 800 мегабайт в секунду (мне лично удалось добиться чуть меньшей скорости, но об этом ниже). Ни один из доступных непрофессионалам интерфейсов не обеспечивает такой пропускной способности. Кроме того, Thunderbolt поддерживает до 8 потоков передачи данных одновременно, что важно для монтажа видео.

Завершая введение – ещё пара сценариев использования.

Как видно, у Pegasus R6 два разъёма Thunderbolt, и можно подключить к нему цепочку из таких же накопителей либо Thunderbolt Display. О втором сценарии использования – чуть дальше.

И совсем уж напоследок, небольшой список устройств с поддержкой Thunderbolt (мысленно добавим в него все новые Mac и MacBook):

Монитор

• Apple Thunderbolt Display

Накопители

• Promise Pegasus R4 и Pegasus R6
• LaCie Little Big Disk
• Sonnet Fusion RAID

Устройства захвата видео

• Blackmagic UltraStudio 3D
• Matrox MX02

Адаптеры

• Promise SAN Link Fibre Channel
• Sonnet Allegro FireWire 800
• Sonnet Presto Gigabit Ethernet

Тесты

Тестовая связка – MacBook Pro 15 в последней инкарнации, Promise Pegasus R6, а также Thunderbolt Display.

Сначала я подключил R6 к MacBook Pro, а Thunderbolt Display временно поставил в стороне. На ноутбуке заранее был установлен софт от Promise под говорящим названием Promise Utility. Приведу скриншоты без пояснений, я не являюсь специалистом по RAID-массивам, полагаю, набор опций людям, которые владеют вопросом, скажет достаточно.

Затем с помощью мастера я создал самый простой RAID-массив нулевого уровня объёмом 12 ТБ и начал прогонять самые разные тесты.

Black Magic Disk Speed Test (скорость далека от заявленной, но всё равно высокая)

DiskFire (как видно, чем больше потоков, тем выше суммарная скорость)

AJA System Test (скорость всё так же не является заявленной)

XBench (лично мне неясны подобные скачки производительности)

SpeedTools Utilities

Что могу сказать, с задачей выхода на номинальную скорость я бился достаточно долго – использовал различные бенчмарки, переразбивал RAID-массив, но в текущей конфигурации потолок был достигнут при потоковом чтении с помощью Speed Tools Utilities. В любом случае, потенциал интерфейса Thunderbolt использован примерно на 60-70 процентов.

«Запас прочности» показал и простой тест – я подключил последовательно к R6 монитор Thunderbolt Display, прогнал те же самые тесты – и результаты практически не менялись, были лишь малейшие колебания.

Заявленные же компанией Apple тесты (использовался Final Cut Pro со специально подготовленным видеороликом) повторить, по понятным причинам, я не мог.

Вывод

Так или иначе, Thunderbolt – мощная и перспективная технология, её популяризация – лишь вопрос времени, ассортимента устройств и, конечно же, цен. Пока её применение ограничено энтузиастами и профессионалами, но будущее у Thunderbolt определённо есть, пусть и не безоблачное.

Редакция благодарит компанию ProVideo за предлставленный на тест RAID-массив Promise Pegasus R6 .

Илья Тараканов ()

В данной статье мы рассмотрим два вида портов которые называются Thunderbolt Displayport и Thunderbolt Mini Displayport.

Тандерболт 3 — это своеобразная технология, она обеспечивает ввод и вывод данных между Вашим девайсом и персональным компьютером на очень приличной скорости, которая может достигать сорока гигабит в секунду. Эта технология дает возможность пользоваться передачей данных, передавать видео файлы и заряжать свой гаджет через единственный разъем. Технология оснащена шикарной скоростью передачи, на порядок быстрее чем у тандерболт 2, во втором поколении скорость передачи находится на уровне до двадцати гигабит, при условиях, если Вы используете совместимый с третьим поколением кабель, то скорость может достигать сорока гигабит.

Так же третий тандерболт поддерживает разъемы usb, которые могут работать на скоростях до десяти гигабит в секунду. Поддерживают эту технологию MacBook, которые были выпущены в конце 2016 года, а именно MacBook Pro пятнадцати и тринадцати дюймовые. На тринадцати дюймовых моделях есть две вариации, первая из которых содержит два порта, вторую же разработчики оснастили четырьмя портами.

Второе поколение имеет такой же разъем как и у первого поколения,но это не одно и тоже, разница в том, что второе поколение может передавать данные на скорости до двадцати гигабит, имеет тесную связь с предыдущим поколением, поэтому Вы спокойно можете подключиться от второго к первому, соответственно Вы сможете так же использовать кабель в обратном случае, от первого ко второму.

Порты использовалась на MacBook в 2013-2015 годах и была установлена на многих гаджетах компании Apple

Оптимизация

Для того чтобы технология работала на максимуме своих возможностей, Вам необходимо соблюдать некоторые рекомендации, которые будут приведены ниже:

Адаптеры и кабели

Компания изготовила несколько адаптеров и кабелей для более удобного использования порта. Если Вы воспользуетесь кабелем Apple Thunderbolt вы можете подключать все периферийные устройства к Вашему персональному компьютеру, так же с помощью этого кабеля Вы сможете подключить некоторые из моделей iMac и воспользоваться режимом внешнего дисплея, еще Вы можете подключить компьютеры Apple воспользовавшись режимом внешнего диска.

Если Вы будете пользоваться адаптером Gigabit Ethernet то сможете подключить к компьютеру все устройства которые работают по технологии Gigabit Ethernet

Так же есть еще такой адаптер, который называется FireWire, он позволит вам использовать на компьютере устройства которые работают по технологии FireWire.

Подключение телевизора

Так же с помощью данного порта Вы сможете подключить свой компьютер к телевизору сверхвысокой четкости, подключиться можно несколькими способами, первый из них, это подключение через стандартный hdmi, который есть на всех телевизорах, кабель hdmi, вторым вариантом подключения компьютера будет, подключение через адаптер, который мы рассматривали выше.

К компьютерам в которых присутствует порт второго поколения, Вы сможете подключить все телевизоры с 4К матрицей, если Вы используете третье поколение разъема, то Вы смело сможете подключиться к телевизорам с технологией Ultra HD.

Так же с помощью данного порта Вы имеете возможность подключать к своему компьютеру один или несколько мониторов.

В числе наиболее технологичных коммуникационных интерфейсов, представленных на современном IT-рынке — Thunderbolt. Устройства, совместимые с ним, впервые появились на рынке в 2011 году. Какова специфика данного стандарта? Каковы его преимущества перед распространенными конкурентными решениями?

Thunderbolt?

Thunderbolt — что это за технология? Ранее она была известна как Light Peak. Представляет собой стандарт проводных коммуникаций, посредством которого возможна передача различного типа цифровых данных, а также электроэнергии. Разработана совместными усилиями двух гигантов IT-индустрии — Intel и Apple. По-английски Thunderbolt означает "раскат грома". Похожее название имеет военный самолет A-10 Thunderbolt II, используемый ВВС США. Неизвестно, присутствует ли здесь какая-либо преемственность между ним и решениями от IT-брендов. Но факт достаточно примечательный.

В основе технологии — две архитектуры: PCI Express, а также DisplayPort. Основное преимущество технологии — в высокой скорости передачи данных, а также в универсальности. Возможна организация взаимодействия с широким спектром устройств — жесткими дисками, мультимедийными девайсами. Также порт, поддерживающий стандарт Thunderbolt, может передавать видеопоток с высоким разрешением посредством протокола DisplayPort. Суммарная предельная мощность подключенной к порту Thunderbolt техники — 10 Вт.

Технология позволяет передавать данные как оптическим, так и электронными методом. Второй вариант экономичнее. Но спрос на оптическую реализацию технологии также ожидается ощутимый.

Задержка при передаче данных в рамках рассматриваемого стандарта минимальна — порядка 8 нс. Для соединения устройств может задействовать медный кабель длиной до 3 м или оптический — до 100 м. Подключение устройств к компьютерам Mac, оснащенным портами Thunderbolt, возможно в «горячем» режиме — без выключения устройства.

Ожидается, что в перспективе технология Thunderbolt будет способна обеспечивать скорость передачи данных до 100 Гбит/сек. Особенно ощутим спрос на соответствующий стандарт наблюдается со стороны специалистов, которые занимаются обработкой высококачественных видеофайлов.

История создания технологии

Технология, изначально названная Light Peak, была представлена общественности компанией Intel в 2009 году. При этом американский бренд задействовал прототип девайса Mac Pro, посредством которого через оптический кабель транслировались видеопотоки с высокой четкостью. Одновременно была показана возможность передачи данных в рамках локальной сети и взаимодействия системы с внешним накопителем. Технология функционировала на базе интерфейса PCI Express.

Посредством оптических каналов обеспечивалась скорость передачи данных, составляющая 10 Гбит/сек. Также был отмечено, что возможно достижение показателей в 100 Гбит/сек. Представители компании Intel заявили, что устройства, оснащенные Light Peak, могут появиться на рынке в 2010 году. В мультимедийных онлайн-презентациях также было показано, что технология Light Peak способна взаимодействовать с широким спектром устройств — камерами, компьютерами, мониторами.

В мае 2010 года компания Intel показала общественности ноутбук, оснащенный Light Peak, тем самым доказав, что интерфейс может быть встроен в небольшие по размеру устройства. Также специалисты Intel показали, как может осуществляться одновременная передача двух видеопотоков в высоком качестве. Бренд объявил, что фабричный выпуск контроллеров, поддерживающих соответствующую технологию, возможен в конце 2010 года. Осенью 2010-го некоторые прототипы девайсов, в которых был реализован новый стандарт, были показаны общественности на форуме Intel Developer Forum.

Появление на рынке

В феврале 2011 года стандарт Light Peak был реализован под новым названием — Thunderbolt на устройствах от Apple. Сначала новый порт появился на MacBook Pro, затем на компьютерах iMac, а также на MacBook Air, Mac Mini, а также в мониторах от Apple.

Сейчас на базе технологии уже создано большое количество устройств. В числе таковых — популярный дисплей Thunderbolt Display от Apple. Он примечателен прежде всего своей величиной. Количество дюймов, которым его оснастила Apple — 27. Thunderbolt Display позволяет в полной мере задействовать одно из главных преимуществ технологии — скорость передачи данных. Посредством данного ресурса обеспечивается вывод на большой экран видеопотока в большом разрешении и высочайшем качестве.

Thunderbolt и PCI Express

Выше мы говорили о Thunderbolt, что это технология, объединяющая два стандарта. Рассмотрим то, каким образом в рамках нее задействуется архитектура PCI Express. Данный стандарт — высокоскоростной, он задействуется для интеграции различных элементов устройств типа Mac — процессора, видеокарты, диска. Благодаря технологическим возможностям PCI Express, стандарт Thunderbolt может передавать данные со скоростью порядка 10 Гбит/сек. При этом в рамках каждого порта функционирует два канала — приема и передачи. Указанная скорость выше, чем при задействовании таких стандартов, как FireWire 800, или, например, USB 3.0. Но высокая скорость передачи данных — не единственное преимущество технологии.

Преимущества технологии

В числе ключевых особенностей технологии — универсальность. Рассматриваемый стандарт позволяет передавать соответствующего типа цифровые данные, а также электропитание через общий порт. Тем самым нет необходимости подключать к компьютеру большое количество кабелей. Другой аспект универсальности технологии — это совместимость с USB-портами и стандартом FireWire посредством специальных адаптеров. При этом технология Thunderbolt позволяет работать устройствам в пределах тех скоростей, которые гарантируются соответствующими интерфейсами, то есть, не замедляет их работу.

Следующий аспект универсальности технологии — возможность одновременного подключения до 6 устройств к одному порту Thunderbolt последовательным методом. Правда, ресурс канала будет делиться между девайсами. Для обеспечения оптимальной скорости передачи данных важно, чтобы на каждом из устройств, формирующих цепочку, поддерживался соответствующий стандарт без использования переходников. Еще один аспект универсальности технологии — совместимость с любыми процессорами и чипсетами — неважно, под каким конкретно брендом.

Конкурирующие технологии

Итак, мы рассмотрели основные преимущества Thunderbolt. Что это за технология, теперь вы знаете. Но есть у нее и конкуренты. Рассмотрим их специфику. Основной конкурирующий относительно технологии от Apple стандарт — это SuperSpeed USB, который также именуется USB 3.0. Каковы его ключевые преимущества относительно решения от Apple?

В числе таковых:

Поддержка оборудования, работающего на предыдущей технологии, USB 2.0;

Совместимость с современными моделями цифровой техники, материнскими платами;

Растущий рыночный спрос на соответствующего типа оборудование;

Питающее напряжение характеризуется высокой мощностью, и это позволяет запускать различные портативные девайсы.

Есть технологические нюансы, в которых стандарт USB 3.0 объективно уступает технологии от Apple. А именно:

Скорость передачи данных - до 200 МБ/сек;

Наличие одного порта USB 3.0 и двух разъемов типа Thunderbolt 2;

Пониженное выделение шума и высокая эффективность охлаждения, благодаря корпусу из алюминия;

Слабая вибрация, благодаря присутствию в конструкции корпуса амортизирующих элементов;

Устройство совместимо с Time Machine;

В комплекте поставки предустановлено несколько программ, предназначенных для резервного копирования данных;

Жесткий диск может быть модернизирован до модели SSD, благодаря чему скорость обмена данными может вырасти в 5 раз;

Благодаря возможностям Thunderbolt 2 диск можно задействовать как мощный инструмент больших данных - например, файлов монтажа высококачественного видео. В комплекте с устройством поставляется кабель для подключения к разъему Thunderbolt, аналогичный компонент для соединения через USB 3.0 (при совместимости с более ранним стандартом - USB 2.0), блок питания и руководство по установке.

Разумется, Apple Thunderbolt Display, жесткий диск LaCie d2 и экспресс-станция от Belkin — это лишь некоторые примеры девайсов, работающих на новой технологии. Устройства, задействующие преимущества высокоскоростного и универсального стандарта от Intel и Apple, представлены на рынке в самом широком спектре. Совершенно неудивительно, каким количеством дюймов оснастила свой дисплей Apple — 27" Thunderbolt Display представляет обзору пользователя высочайшего качества картинку. Вполне объясним также и интерес компании Belkin к новой технологии — стандарт, разработанный Apple и Intel, предполагает универсальность, совместимость с большим количеством иных интерфейсов, а потому и востребованность на рынке.

Примерно полгода назад топовые материнские платы стали снабжать новым высокоскоростным интерфейсом Thunderbolt, и одновременно с этим начали появляться оснащенные им периферийные устройства. Прежде всего это внешние накопители и NAS-системы, которые как раз нуждаются в высокоскоростном интерфейсе.

Интерфейс Thunderbolt

Напомним, что интерфейс Thunderbolt был разработан компанией Intel как универсальный высокоскоростной интерфейс для широкого класса периферийных устройств. Первоначально он назывался Light Peak и впервые был представлен на IDF 2009. Однако в своем первом варианте интерфейс Light Peak был ориентирован на использование оптического кабеля в качестве транспортной сети для передачи сигналов. Первое поколение устройств Light Peak, согласно заявлениям Intel, имело теоретическую скорость передачи данных 10 Гбит/с (полнодуплексный режим) на расстоянии до 100 м с применением оптического кабеля.

В дальнейшем было принято решение создать данный интерфейс на базе медных соединений. Кроме того, после реализации этой технологии на базе медных проводов Light Peak стал позиционироваться как замена большинству существующих проводных интерфейсов, таких как USB, SCSI, eSATA, FireWire, HDMI и DVI.

В 2011 году впервые были представлены продукты с использованием этой технологии, которая получила официальное название Thunderbolt. Первыми устройствами с Thunderbolt-портом стали ноутбуки MacBook Pro компании Apple. А на выставке Computex 2012 был представлен уже достаточно широкий ассортимент разнообразных решений с поддержкой интерфейса Thunderbolt.

Высокоскоростной интерфейс Thunderbolt основан на совмещении технологий DisplayPort и PCI-Express, то есть позволяет подключать периферийные устройства, применяющие эти протоколы передачи данных. Это дает возможность одновременно передавать видеоизображение и большие объемы данных, поскольку такие потоки разграничены между собой и передаются по разным каналам без задержек. По сути, в контроллере Thunderbolt установлены мультиплексор и демультиплексор, которые отвечают за передачу данных разных протоколов в едином потоке. Интерфейс Thunderbolt обеспечивает теоретическую пропускную способность передачи данных до 10 Гбит/с в одном направлении. При этом каждый из портов данного интерфейса включает два канала, что позволяет подключать по два устройства к одному порту Thunderbolt либо до шести устройств в виде цепочки. Каждый из каналов имеет в таком случае полную пропускную способность 10 Гбит/с для обоих направлений. Если же к порту подключено устройство, работающее по интерфейсу DisplayPort, то в этом случае пропускная способность условно делится на четыре линии с максимальной пропускной способностью 5,4 Гбит/с. Как заявляет компания Intel, в отличие от традиционных архитектур передачи данных, в которых используется единая шина, в Thunderbolt применяется другая топология, что обеспечивает высокую пропускную способность для каждого из портов независимо от их количества.

Теоретически новый интерфейс передачи данных по своей пропускной способности опережает другие современные интерфейсы для подключения периферийных устройств, такие как USB 3.0, FireWire 800 и eSATA. Нельзя не отметить полную совместимость нового интерфейса с устройствами DisplayPort. Так, стандартный разъем Thunderbolt является полностью электрически совместимым с разъемом mini DisplayPort. То есть для подключения устройств с таким разъемом не нужны дополнительные переходники или адаптеры. Технология Thunderbolt аппаратно поддерживает спецификацию DisplayPort 1.1a, однако это не мешает подключать устройства, поддерживающие предыдущие спецификации данного протокола. Отметим интересную особенность работы устройств: подключенные мониторы с интерфейсом DisplayPort должны быть последними в цепочке - это объясняется алгоритмом работы контроллера Thunderbolt и распределения свободных каналов. Thunderbolt может обрабатывать те же самые типы видео­ и аудиосигналов, что и DisplayPort, то есть передавать видеоизображения высокой четкости с разрешением FullHD 1080p и восемью каналами звука.

Для подключения контроллера Thunderbolt к чипсету Intel задействуются четыре линии PCI Express 2.0.

Помимо высокой скорости передачи данных, большим преимуществом нового интерфейса можно считать то, что Thunderbolt поддерживает передачу данных, видео, аудио и питания всего через один порт и кабель. Это избавляет от лишних проводов USB, опутывающих компьютер или ноутбук при работе с многочисленными периферийными устройствами. Пользователь может подключить до шести устройств к каждому из портов Thunderbolt, связав их одной цепью (daisy-chain), то есть посредством последовательного подключения. Такая топология предполагает, что каждое устройство в цепи должно иметь два порта Thunderbolt.

Несмотря на то что новый интерфейс поддерживает подключение некоторых периферийных устройств без использования дополнительного питания, данная технология не может сравниться по мощности с Apple Display Connector (ADC), позволяющей подсоединять даже мониторы. Максимальная мощность подключаемых устройств обусловлена реализацией контроллера на системной плате, поэтому говорить о возможности подключения через этот интерфейс мощных решений пока рано.

В отличие от интерфейса USB, где соединение с низкоскоростным устройством или решением, поддерживающим старую ревизию интерфейса, может снизить производительность всей шины, новый интерфейс Thunderbolt специально построен таким образом, чтобы работать со многими устройствами без ущерба для пропускной способности канала. Конечно, они будут разделять общую пропускную способность канала Thunderbolt, что может ограничить производительность каждого из них при передаче большого потока данных, однако общая производительность канала Thunderbolt не уменьшится.

Пока устройств, поддерживающих новый интерфейс, всё еще мало, но велика вероятность того, что он получит широкое распространение и потеснит USB 3.0 на рынке периферийной техники.

Теперь, после краткого рассказа об интерфейсе Thunderbolt, давайте рассмотрим его реализацию на примере портативного адаптера Seagate GoFlex Thunderbolt для накопителей с интерфейсом SATA.

Прежде всего, этот адаптер предназначен для Mac-пользователей. Дело в том, что продукты компании Apple до последнего времени не поддерживали USB 3.0 и единственным высокоскоростным интерфейсом в них был Thunderbolt. Это, конечно же, не означает, что данный адаптер совместим только с Mac-системами - если в вашем ноутбуке или десктопном ПК есть интерфейс Thunderbolt, то адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt позволит подключать накопители по нему.

Адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt

Адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt едва ли можно назвать портативным. Он довольно массивный и по размерам превосходит стандартный 2,5-дюймовый накопитель.

Адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt совместим только с 2,5-дюймовыми SATA-накопителями. Отметим, что, несмотря на совместимость разъема, использовать 3,5-дюймовый HDD с адаптером Seagate GoFlex Thunderbolt не удастся. По всей видимости, интерфейс Thunderbolt не может обеспечить достаточного питания для таких дисков.

Отметим, что адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt имеет только один порт Thunderbolt, то есть он не позволяет создать цепочку устройств и может использоваться только как оконечное устройство в цепочке или как единственное. В общем­то, это объяснимо: устройства с интерфейсом Thunderbolt, ориентированные на работу в цепочке, должны иметь дополнительное (отдельное) питание, которое в адаптере Seagate GoFlex Thunderbolt отсутствует.

На сайте компании Seagate адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt позиционируется для дисков Seagate Backup Plus и GoFlex, однако это, конечно же, не означает, что он несовместим с другими 2,5-дюймовыми накопителями. Тем не менее, отдавая дань производителю, мы сначала протестировали адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt с внешним накопителем Seagate Backup Plus емкостью 500 Гбайт.

Внешний накопитель Seagate Backup Plus выполнен на основе 2,5-дюймового HDD-диска и поставляется в пластиковом корпусе. Он представляет собой реализацию стандарта USM (Universal Storage Module), разработанного компанией Seagate. Данный стандарт определяет спецификацию бокса для НDD-дисков, позволяющего подключать их и к шине SATA, и к контроллерам USB, и к FireWire, и к Thunderbolt.

Накопитель Seagate Backup Plus

Согласно спецификации USM, НDD-диск помещается в корпус, а к разъему SATA присоединяется внешний сменный адаптер с контроллером того или иного интерфейса.

Накопители Seagate Backup Plus поставляются в комплекте только с адаптером USB 3.0, но отдельно можно купить адаптер с портом FireWire 800 или Thunderbolt.

Адаптер USB 3.0 накопителя Seagate Backup Plus

В накопителе Seagate Backup Plus устанавливается 2,5-дюймовый HDD-диск семейства Momentus ST500LM012 с интерфейсом SATA 3 Гбит/с.

Методика тестирования

Для тестирования мы использовали стенд следующей конфигурации:

• процессор - Intel Core i7-3770K;
• системная плата - ASUS P8Z77-V Premium;
• чипсет системной платы - Intel Z77 Express;
• память - 16 Гбайт DDR3-1333 (двухканальный режим работы);
• накопитель с операционной системой - Intel SSD 520 Series (240 Гбайт);
• режим работы SATA - AHCI;
• драйвер накопителей - Intel RST 10.6;
• контроллер накопителей - интегрированный в чипсет контроллер SATA 6 Гбит/с.

Системная плата ASUS P8Z77-V Premium использовалась нами по той причине, что на ней имеется интегрированный контроллер Thunderbolt на базе контроллера Intel DSL3310.

На стенде для тестирования устанавливалась операционная система Windows 7 Ultimate (64 bit).

Адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt
c накопителем Seagate Backup Plus)

Тестирование проводилось с применением тестовой утилиты IOmeter 2008.06.1, которая представляет собой очень мощный инструмент для анализа производительности накопителей (как HDD, так и SSD) и фактически является отраслевым стандартом для измерения производительности накопителей.

Тестирование накопителя с помощью утилиты IOmeter вполнялось без создания на нем логического раздела, чтобы не привязывать результаты тестирования к конкретной файловой системе.

При тестировании исследовалась зависимость скорости выполнения операций последовательных чтения и записи, а также случайных чтения и записи от размера блока данных.

Для определения скорости последовательного чтения, случайного чтения и последовательной записи использовались блоки данных следующих размеров: 512 байт, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 Кбайт, 1, 2, 4, 8, 16 и 32 Мбайт. В этих тестах в настройках IOmeter количество одновременных запросов ввода­вывода (# of Outstanding I/Os) задавалось равным 4, что типично для пользовательских приложений.

Адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt
c SSD-накопителем Silicon Power Velox V70

Для анализа зависимости производительности накопителя (IOPS) в операциях случайного чтения и записи блоками по 4 Кбайт количество одновременных запросов ввода­вывода задавалось равным 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 и 256.

Тестирование проводилось по следующей схеме. Сначала мы тестировали накопитель Seagate Backup Plus с интерфейсом USB 3.0, для чего к нему подключался USB 3.0-адаптер, поставляемый в комплекте, который, в свою очередь, подключался к USB 3.0-порту на системной плате, реализованному через интегрированный в чипсет контроллер Intel Z77 Express. Затем тестирование проводилось с подключенным к накопителю Seagate Backup Plus адаптером Seagate GoFlex Thunderbolt. Далее мы тестировали накопитель Seagate Backup Plus, подключенный к системной плате через интерфейс SATA. Фактически при подключении накопителя напрямую к системной плате через интерфейс SATA достигается максимально возможная скорость. Добавление же дополнительных промежуточных преобразований между различными интерфейсами может лишь снизить ее.

Как видно по результатам тестирования накопителя Seagate Backup Plus (рис. 1-4), нет никакой разницы между использованием интерфейсов Thunderbolt и USB 3.0. Интерфейс SATA, когда накопитель подключается к плате напрямую, имеет преимущество в операциях последовательных чтения и записи при размере блока менее 16 Кбайт. То есть только при малых размерах блока начинают сказываться задержки, вносимые контроллерами, выполняющими преобразование SATA - Thunderbolt и SATA - USB 3.0. Однако при размере блока более 16 Кбайт узким местом становится сам HDD и скорость последовательных записи и чтения определяется уже производительностью HDD и никак не зависит от типа контроллера.

Рис. 1. Зависимость скорости последовательного чтения

Рис. 2. Зависимость скорости последовательной записи
накопителя Seagate Backup Plus от размера блока

Рис. 3. Зависимость скорости случайного чтения
накопителя Seagate Backup Plus от размера блока

Рис. 4. Зависимость скорости случайной записи
накопителя Seagate Backup Plus от размера блока

В операциях случайного чтения и записи при всех размерах блока скорость определяется исключительно производительностью самого HDD, а потому нет никакой разницы между интерфейсами SATA, USB 3.0 и Thunderbolt.

Итак, на основании тестирования накопителя Seagate Backup Plus можно сделать следующий важный вывод. Если в системе имеются интерфейсы USB 3.0 и Thunderbolt, то для накопителя Seagate Backup Plus, в котором адаптер USB 3.0 поставляется в комплекте, нет смысла покупать дополнительный адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt. Это нужно делать лишь в том редком случае, если в системе есть интерфейс Thunderbolt и нет USB 3.0. Причем это касается не только накопителя Seagate Backup Plus, но и любого внешнего накопителя на основе HDD-диска. Интерфейс Thunderbolt не позволит получить никакого выигрыша в производительности относительно интерфейса USB 3.0, поскольку оба интерфейса имеют более чем достаточную для любого HDD-диска полосу пропускания.

Тестирование накопителя Seagate Backup Plus с интерфейсами USB 3.0 и Thunderbolt прежде всего позволило нам сравнить их по производительности. В то же время понятно, что, когда речь идет о высокоскоростных интерфейсах, узким местом в системе может быть не интерфейс, а именно накопитель. Ведь от 2,5-дюймового HDD-диска Seagate Backup Plus ожидать каких­то выдающихся результатов не приходится.

Именно поэтому на следующем этапе мы повторили весь процесс тестирования, но уже с быстродействующим SSD-накопителем Silicon Power Velox V70 емкостью 240 Гбайт (подробно с результатами его тестирования можно ознакомиться в статье «SSD-накопитель Silicon Power Velox V70 240 Гбайт», опубликованной в этом номере журнала). Отметим, что мы проводили тестирование с предварительно состаренным накопителем Silicon Power Velox V70, для чего в течение 10 часов осуществлялась операция случайной записи блоками по 4 Кбайт (при количестве одновременных запросов равном 16).

Результаты тестирования SSD-накопителя Silicon Power Velox V70 с интерфейсами SATA 6 Гбит/с, USB 3.0 и Thunderbolt представлены на рис. 5-8.

Рис. 5. Зависимость скорости последовательного чтения

Рис. 6. Зависимость скорости последовательной записи
SSD-накопителя Silicon Power Velox V70 от размера блока

Рис. 7. Зависимость скорости случайного чтения
SSD-накопителя Silicon Power Velox V70 от размера блока

Рис. 8. Зависимость скорости случайной записи
SSD-накопителя Silicon Power Velox V70 от размера блока

Начнем с того, что при подключении SSD-накопителя по интерфейсу SATA 6 Гбит/с максимальная скорость последовательного чтения составляет 525 Мбайт/с, а последовательной записи - 505 Мбайт/с.

Максимальная скорость случайного чтения равна 522 Мбайт/с, а случайной записи - 275 Мбайт/с. Фактически, это максимальные значения скоростей, которые может продемонстрировать SSD-накопитель Silicon Power Velox V70.

При подключении SSD-накопителя Silicon Power Velox V70 по интерфейсу Thunderbolt, несмотря на заявленную пропускную способность интерфейса в 10 Гбит/с (1,25 Гбайт/с), всё оказалось не так хорошо, как хотелось бы. Максимальная скорость последовательного чтения составила 347 Мбайт/с, а последовательной записи - 340 Мбайт/с.

Максимальная скорость случайного чтения была равна 347 Мбайт/с, а случайной записи - 275 Мбайт/с. Как видите, только в операциях случайной записи, где производительность SSD-накопителя не очень высокая, нет разницы между подключением SSD-накопителя по интерфейсам SATA 6 Гбит/с и Thunderbolt. А вот в операциях случайного чтения, последовательной записи и последовательного чтения интерфейс Thunderbolt явно проигрывает и не позволяет реализовать весь скоростной потенциал SSD-накопителя. Понятно, что пропускная способность интерфейса Thunderbolt в данном случае ни при чем (она утилизируется лишь на треть), - по всей видимости, проблема в задержках, вызываемых преобразованием интерфейсов SATA - Thunderbolt. Кстати, в адаптере Seagate GoFlex Thunderbolt за это преобразование отвечает контроллер ASMedia ASM1061.

При использовании интерфейса USB 3.0 показатели SSD-накопителя Silicon Power Velox V70 были еще хуже. Поставляемый в комплекте с ними адаптер USB 3.0 не позволяет развить скорость последовательного чтения более 178 Мбайт/с и скорость последовательной записи более 200 Мбайт/с. Максимальная скорость случайного чтения составила 170 Мбайт/с, а случайной записи - 140 Мбайт/с. Видимо, чип, реализующий преобразование USB 3.0 - SATA 6 Гбит/с в USB 3.0-адаптере, прилагаемом к накопителю Seagate Backup Plus, не обладает достаточной производительностью для реализации возможностей скоростных SSD-накопителей.

Выводы

На основании проведенного тестирования можно сделать следующий важный вывод. Адаптеры Seagate GoFlex Thunderbolt и USB 3.0 имеет смысл использовать только с HDD-дисками Seagate Backup Plus. Применять с ними высокоскоростные SSD-накопители нецелесообразно, поскольку в таком случае узким местом станут адаптеры, которые существенно ограничат скорость чтения и записи.