Thunderbolt es el nombre comercial de una interfaz de hardware desarrollada por Intel (en colaboración con Apple ) que permite la conexión de periféricos externos a una computadora . Thunderbolt 1 y 2 usan el mismo conector que Mini DisplayPort (MDP), mientras que Thunderbolt 3 y 4 reutilizan el conector USB-C de USB. Inicialmente se desarrolló y comercializó con el nombre de Light Peak , y se vendió por primera vez como parte de un producto de usuario final el 24 de febrero de 2011. [1]
Historial de producción | |||
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Diseñador | |||
Fabricante | Varios | ||
Producido | Desde el 24 de febrero de 2011 [1] | ||
Reemplazado | IEEE 1394 (FireWire) | ||
Especificaciones generales | |||
Largo | Máximos: | ||
Ancho | Macho de 7,4 mm (hembra de 8,3 mm) | ||
Altura | Macho de 4,5 mm (hembra de 5,4 mm) | ||
Conectable en caliente | sí | ||
cadena de margaritas | Sí, hasta 6 dispositivos [2] . Thunderbolt V4: compatibilidad con HUB [3] [4] | ||
Externo | sí | ||
Señal de audio | A través del protocolo DisplayPort o tarjetas de audio externas basadas en USB. Admite audio a través de convertidores HDMI . | ||
Señal de video | A través del protocolo DisplayPort | ||
Patas | Thunderbolt 1 y 2:20 Thunderbolt 3 y 4:24 | ||
Conector | Thunderbolt 1 y 2: Mini DisplayPort Thunderbolt 3 y 4: USB-C | ||
Eléctrico | |||
Max. Voltaje | 18 V (alimentación de bus) | ||
Max. Actual | 550 mA (9,9 W máx.) | ||
Datos | |||
Señal de datos | sí | ||
Bitrate | Thunderbolt 1: 2 canales, 10 Gbit / s cada uno (20 Gbit / s en total) [5] Thunderbolt 2:20 Gbit / s en total Thunderbolt 3:40 Gbit / s bidireccional, 80 Gbit / s unidireccional Thunderbolt 4:40 Gbit / s | ||
Protocolo | Thunderbolt 1: 4 × PCI Express 2.0 , [5] DisplayPort 1.1a [2] Thunderbolt 2: 4 × PCI Express 2.0, DisplayPort 1.2 Thunderbolt 3: 4 × PCI Express 3.0 , DisplayPort 1.2 (2 flujos), [6] USB 3.1 gen. 2 Thunderbolt 4: 4 × PCI Express 3.0 , DisplayPort 2.0, USB4 | ||
Extender con el rodillo | |||
Pin 1 | GND | Suelo | |
Pin 2 | HPD | Detección de conexión en caliente | |
Pin 3 | HS0TX (P) | Transmisión de alta velocidad 0 (positivo) | |
Pin 4 | HS0RX (P) | Recepción de alta velocidad 0 (positivo) | |
Pin 5 | HS0TX (N) | Transmisión de alta velocidad 0 (negativo) | |
Pin 6 | HS0RX (N) | Recepción de alta velocidad 0 (negativo) | |
Pin 7 | GND | Suelo | |
Pin 8 | GND | Suelo | |
Pin 9 | LSR2P TX | Transmisión de baja velocidad | |
Pin 10 | GND | Terreno (reservado) | |
Pin 11 | LSP2R RX | Recepción de baja velocidad | |
Pin 12 | GND | Terreno (reservado) | |
Pin 13 | GND | Suelo | |
Pin 14 | GND | Suelo | |
Pin 15 | HS1TX (P) | Transmisión de alta velocidad 1 (positiva) | |
Pin 16 | HS1RX (P) | Recepción de alta velocidad 1 (positiva) | |
Pin 17 | HS1TX (N) | Transmisión de alta velocidad 1 (negativo) | |
Pin 18 | HS1RX (N) | Recepción de alta velocidad 1 (negativa) | |
Pin 19 | GND | Suelo | |
Pin 20 | DPPWR | Energía | |
Este es el pinout para ambos lados del conector, el lado de la fuente y el lado del sumidero. El cable es en realidad un cable cruzado, intercambia todos los carriles de recepción y transmisión; por ejemplo, HS1TX (P) de la fuente está conectado a HS1RX (P) del sumidero. |
Thunderbolt combina PCI Express (PCIe) y DisplayPort (DP) en dos señales en serie , [7] [8] y, además, proporciona alimentación de CC , todo en un solo cable. Un conector puede admitir hasta seis periféricos a través de varias topologías .
Descripción
Los controladores Thunderbolt multiplexan uno o más carriles de datos individuales desde dispositivos PCIe y DisplayPort conectados para la transmisión a través de dos carriles Thunderbolt dúplex, luego los demultiplexan para su uso por dispositivos PCIe y DisplayPort en el otro extremo. [2] Un solo puerto Thunderbolt admite hasta seis dispositivos Thunderbolt a través de concentradores o cadenas tipo margarita ; tantas como fuentes DP tenga el host pueden ser monitores Thunderbolt . [9]
Se puede conectar un solo monitor Mini DisplayPort u otro dispositivo de cualquier tipo directamente o al final de la cadena. Thunderbolt es interoperable con dispositivos compatibles con DP-1.1a. Cuando se conecta a un dispositivo compatible con DP, el puerto Thunderbolt puede proporcionar una señal DisplayPort nativa con cuatro carriles de datos de salida a no más de 5.4 Gbit / s por carril Thunderbolt. Cuando se conecta a un dispositivo Thunderbolt, la velocidad de datos por carril se convierte en 10 Gbit / sy los cuatro carriles Thunderbolt se configuran como dos carriles dúplex, cada 10 Gbit / s comprende un carril de entrada y un carril de salida. [2]
Thunderbolt se puede implementar en tarjetas gráficas PCIe , que tienen acceso a datos DisplayPort y conectividad PCIe, o en la placa base de computadoras nuevas con video integrado , como la MacBook Air . [9] [10] [11]
Originalmente, la interfaz estaba destinada a ejecutarse exclusivamente en una capa física óptica utilizando componentes y cableado de fibra óptica flexible desarrollado por los socios de Intel y en el laboratorio Silicon Photonics de Intel. Inicialmente se comercializó con el nombre Light Peak, [12] y después de 2011 como Silicon Photonics Link. [13] Sin embargo, se descubrió que el cableado de cobre convencional podía proporcionar los 10 Gbit / s deseados por canal a un costo menor.
Esta versión basada en cobre del concepto Light Peak fue desarrollada conjuntamente por Apple e Intel . Apple registró Thunderbolt como marca comercial , pero luego transfirió la marca a Intel, que tenía los derechos de propiedad intelectual primordiales. [14]
Thunderbolt se introdujo comercialmente en la MacBook Pro 2011 de Apple , utilizando el mismo conector desarrollado por Apple que Mini DisplayPort , que es eléctricamente idéntico a DisplayPort , pero utiliza un conector más pequeño sin bloqueo.
Sumitomo Electric Industries comenzó a vender cables Thunderbolt ópticos de hasta 30 metros de largo (100 pies) en Japón en enero de 2013, [15] y Corning, Inc. , comenzó a vender hasta 60 metros de largo (200 pies). cables ópticos en los EE. UU. a finales de septiembre de 2013. [16]
Historia
Introducción
Intel presentó Light Peak en el Intel Developer Forum (IDF) de 2009 , utilizando un prototipo de placa lógica Mac Pro para ejecutar dos transmisiones de video de 1080p más LAN y dispositivos de almacenamiento a través de un solo cable óptico de 30 metros con extremos USB modificados . [17] El sistema fue impulsado por un prototipo de tarjeta PCI Express , con dos buses ópticos alimentando cuatro puertos. [18] Jason Ziller, jefe de la Oficina del Programa de E / S ópticas de Intel, mostró los componentes internos de la tecnología bajo un microscopio y el envío de datos a través de un osciloscopio. [19] Se describió que la tecnología tenía una velocidad inicial de 10 Gbit / s sobre cables ópticos de plástico y prometía una velocidad final de 100 Gbit / s. [20] En la feria, Intel dijo que los sistemas equipados con Light Peak comenzarían a aparecer en 2010 y publicó un video de YouTube que muestra cámaras HD, computadoras portátiles, estaciones de acoplamiento y monitores HD conectados a Light Peak. [21]
El 4 de mayo de 2010, en Bruselas , Intel demostró una computadora portátil con un conector Light Peak, lo que indica que la tecnología se había reducido lo suficiente como para caber dentro de dicho dispositivo, y la computadora portátil envió dos secuencias de video HD simultáneas a través de la conexión, lo que indica que al menos alguna fracción de las pilas y protocolos de software / firmware eran funcionales. En la misma demostración, los funcionarios de Intel dijeron que esperaban que la fabricación de hardware comenzara a fines de 2010. [22]
En septiembre de 2010, se demostraron algunos de los primeros prototipos comerciales de los fabricantes en el Intel Developer Forum 2010. [23]
Cobre vs óptico
Aunque Thunderbolt se concibió originalmente como una tecnología óptica , Intel cambió a conexiones eléctricas para reducir costos y suministrar hasta 10 vatios de potencia a los dispositivos conectados. [24]
En 2009, los funcionarios de Intel dijeron que la compañía estaba "trabajando en unir la fibra óptica con alambre de cobre para que Light Peak pueda usarse para alimentar dispositivos conectados a la PC". [25] En 2010, Intel dijo que la intención original era "tener una tecnología de un solo conector" que permitiera " USB 3.0 eléctrico ... y una alimentación de corriente continua de USB 3.0 o 4.0". [26] Light Peak tenía como objetivo hacer grandes avances en tecnología óptica lista para el consumidor, para luego haber logrado "[conectores clasificados] para 7,000 inserciones, que igualan o exceden otras conexiones de PC ... cables [que estaban atados] en múltiples nudos a asegúrese de que no se rompa y de que la pérdida sea aceptable ", y" Casi puede hacer que dos personas tiren de él a la vez y no romperá la fibra ". Ellos predijeron que "los cables Light Peak no serán más caros que HDMI". [27]
En enero de 2011, David Perlmutter de Intel le dijo a Computerworld que las implementaciones iniciales de Thunderbolt se basarían en cables de cobre. [26] "El cobre salió muy bien, sorprendentemente mejor de lo que pensábamos", dijo. [28] Una de las principales ventajas del cobre es la capacidad de transportar energía. El estándar Thunderbolt final especifica 10 W CC en cada puerto. Consulte la sección de comparación a continuación.
Intel y los socios de la industria todavía están desarrollando hardware y cables Thunderbolt ópticos. [29] Los cables de fibra óptica deben correr "decenas de metros" pero no suministran energía, al menos no inicialmente. [10] [30] [31] La versión de Corning contiene cuatro fibras VSDN (red de muy corta distancia) de 80/125 µm para transportar una señal infrarroja hasta 190 m (600 pies). [32] La conversión de señal eléctrica a óptica está incrustada en el propio cable, por lo que el conector MDP actual es compatible con versiones posteriores. Eventualmente, Intel espera un conjunto de transceptor puramente óptico integrado en la PC. [31]
El primer cable Thunderbolt óptico de este tipo fue presentado por Sumitomo Electric Industries en enero de 2013. [33] Está disponible en longitudes de 10 m (30 pies), 20 m (70 pies) y 30 m (100 pies). Sin embargo, esos cables se venden al por menor casi exclusivamente en Japón, y el precio es de 20 a 30 veces más alto que los cables Thunderbolt de cobre.
La empresa alemana DeLock también lanzó cables Thunderbolt ópticos en longitudes de 10 m (30 pies), 20 m (70 pies) y 30 m (100 pies) en 2013, a un precio similar al de los Sumitomo, y se venden al por menor solo en Alemania. [34]
En septiembre de 2013, la empresa estadounidense de vidrio Corning Inc. lanzó la primera gama de cables Thunderbolt ópticos disponibles en el mercado occidental fuera de Japón, junto con cables USB 3.0 ópticos, ambos con la marca "Optical Cables". [16] La mitad del diámetro y un 80% más livianos que los cables Thunderbolt de cobre comparables, funcionan con el protocolo Thunderbolt de 10 Gbit / sy el protocolo Thunderbolt 2 de 20 Gbit / s, por lo que pueden funcionar con todos los dispositivos Thunderbolt autoalimentados (a diferencia de los cables de cobre, los cables ópticos no pueden proporcionar energía). [16] Los cables extienden la longitud máxima actual de 30 m (100 pies) ofrecida por el cobre a un nuevo máximo de 60 m (200 pies). Esto permite que los dispositivos Thunderbolt periféricos estén más lejos de sus dispositivos host.
A marzo de 2020[actualizar]no había cables ópticos Thunderbolt 3 en el mercado. Sin embargo, los cables ópticos Thunderbolt 1 y 2 podrían usarse en ese momento con los adaptadores Thunderbolt 3 (USB-C) a Thunderbolt 2 de Apple en cada extremo del cable. Esto logra conexiones hasta el máximo de 60 m (200 pies) ofrecido por versiones anteriores del estándar. [35]
En abril de 2019, Corning mostró un cable óptico Thunderbolt 3 en el NAB Show 2019 en Las Vegas . [36] Poco más de un año después, en septiembre de 2020, Corning lanzó sus cables ópticos Thunderbolt 3 en longitudes de 5 m (20 pies), 10 m (30 pies), 15 m (50 pies), 25 m (80 pies) y 50 m (200 pies). [37] Mientras tanto, la empresa taiwanesa Areca lanzó cables ópticos Thunderbolt 3 en abril de 2020 en longitudes de 10 m (30 pies), 20 m (70 pies) y 30 m (100 pies). [38]
A principios de 2021, llegaron cables Thunderbolt 4 de cobre de muchas empresas con una longitud de 0,8 m (3 pies). Las versiones de cobre de los cables Thunderbolt 4 ahora son todos cables pasivos que ofrecen una velocidad total de 40 Gbit / sy admiten todas las versiones de USB (hasta USB4), y se especifican tres longitudes: 0,2 m (0,7 pies), 0,8 m (3 pies) y 2 m (7 pies): empresas como CalDigit y Cable Matters ofrecen inicialmente unas de esta última longitud. Más adelante, los cables ópticos Thunderbolt 4 tienen como objetivo longitudes entre ~ 5 m (20 pies) y 50 m (160 pies) para su lanzamiento en algún momento en el futuro. [39]
Rayo 1
Brooke Crothers de CNET dijo que se rumoreaba que la actualización de MacBook Pro de principios de 2011 incluiría algún tipo de puerto de datos nuevo, y especuló que sería Light Peak (Thunderbolt). [40] En ese momento, no había detalles sobre la implementación física, y aparecieron maquetas que mostraban un sistema similar a las demostraciones anteriores de Intel usando un puerto combinado USB / Light Peak. [41] Poco antes del lanzamiento de las nuevas máquinas, el USB Implementers Forum (USB-IF) anunció que no permitirían tal combinación de puertos, y que USB no estaba abierto a modificaciones de esa manera.
Otras implementaciones de la tecnología comenzaron en 2012, con placas de escritorio que ofrecen la interconexión ahora disponible. [42]
Apple declaró en febrero de 2011 que el puerto estaba basado en Mini DisplayPort , no USB. A medida que se describió el sistema, la solución de Intel al problema de conexión de la pantalla quedó clara: los controladores Thunderbolt multiplexan los datos de los sistemas DP existentes con los datos del puerto PCIe en un solo cable. Las pantallas más antiguas que usan DP 1.1a o anterior deben ubicarse al final de una cadena de dispositivos Thunderbolt, pero las pantallas nativas pueden estar en cualquier lugar a lo largo de la línea. [10] Los dispositivos Thunderbolt pueden ir a cualquier parte de la cadena. En ese sentido, Thunderbolt comparte una relación con el antiguo sistema ACCESS.bus , que usaba el conector de pantalla para admitir un bus de baja velocidad.
Apple afirma que se admiten hasta seis periféricos conectados en cadena por puerto Thunderbolt, [43] y que la pantalla debería estar al final de la cadena, si no es compatible con la conexión en cadena.
En febrero de 2011, Apple presentó su nueva línea de computadoras portátiles MacBook Pro y anunció que el nombre comercial de la tecnología era Thunderbolt , siendo las MacBook Pros las primeras máquinas en presentar la nueva tecnología de E / S.
En mayo de 2011, Apple anunció una nueva línea de iMacs que incluyen la interfaz Thunderbolt. [44]
El puerto Thunderbolt en las nuevas Mac se encuentra en la misma ubicación en relación con otros puertos y mantiene las mismas dimensiones físicas y distribución de pines que el conector MDP anterior. La principal diferencia visible en las Mac equipadas con Thunderbolt es un símbolo Thunderbolt junto al puerto. [9]
El estándar DisplayPort es parcialmente compatible con Thunderbolt, ya que los dos comparten el conector MDP físicamente compatible de Apple. El modo de pantalla de destino en iMacs requiere un cable Thunderbolt para aceptar una señal de entrada de video de otra computadora compatible con Thunderbolt. [45] Un monitor DP debe ser el último (o único) dispositivo en una cadena de dispositivos Thunderbolt.
Intel anunció que lanzaría un kit de desarrollo en el segundo trimestre de 2011, [46] mientras que los fabricantes de equipos de desarrollo de hardware han indicado que agregarán soporte para las pruebas y el desarrollo de dispositivos Thunderbolt. [47] El kit de desarrollo se proporciona solo a pedido. [48]
En julio de 2011, Sony lanzó su línea Vaio Z21 de computadoras portátiles que tenían un "Power Media Dock" que usa Thunderbolt óptico (Light Peak) para conectarse a una tarjeta gráfica externa usando un puerto combinado que se comporta como USB eléctricamente, pero que también incluye la interconexión óptica necesaria para Thunderbolt.
Thunderbolt 2
En junio de 2013, Intel anunció que la próxima versión de Thunderbolt, basada en el controlador con nombre en código "Falcon Ridge" (que se ejecuta a 20 Gbit / s), se llama oficialmente "Thunderbolt 2" y entró en producción en 2013. [49] El La velocidad de datos de 20 Gbit / s es posible uniendo los dos canales de 10 Gbit / s existentes, lo que no cambia el ancho de banda máximo, pero hace que su uso sea más flexible. Apple anunció Thunderbolt 2 en junio de 2013 en su conferencia de desarrolladores ( WWDC ) y dijo que se distribuiría en la próxima generación de Mac Pro. [50] Thunderbolt 2 incluido en el MacBook Pro 2013, lanzado el 22 de octubre de 2013. [51]
A nivel físico, el ancho de banda de Thunderbolt 1 y Thunderbolt 2 son idénticos y, por lo tanto, el cableado de Thunderbolt 1 es compatible con las interfaces Thunderbolt 2. En el nivel lógico, Thunderbolt 2 permite la agregación de canales, por lo que los dos canales de 10 Gbit / s previamente separados se pueden combinar en un solo canal lógico de 20 Gbit / s. [52]
Intel dice que Thunderbolt 2 podrá transferir un video 4K mientras lo muestra simultáneamente en un monitor discreto. [53]
Thunderbolt 2 incorpora compatibilidad con DisplayPort 1.2 , que permite la transmisión de video a un solo monitor de video 4K o monitores QHD duales. Thunderbolt 2 es compatible con versiones anteriores, lo que significa que todos los cables y conectores Thunderbolt son compatibles con Thunderbolt 1.
El primer producto Thunderbolt 2 para el mercado de consumo fue la placa base Z87-Deluxe / Quad de Asus , anunciada el 19 de agosto de 2013, [54] y el primer sistema lanzado con Thunderbolt 2 fue la Retina MacBook Pro de Apple de finales de 2013, el 22 de octubre de 2013. [55]
Thunderbolt 3
Thunderbolt 3 es una interfaz de hardware desarrollada por Intel. [56] Comparte conectores USB-C con USB, [57] [58] [59] y puede requerir cables "activos" especiales para un rendimiento máximo para longitudes de cable superiores a 0,5 metros (1,5 pies). En comparación con Thunderbolt 2, duplica el ancho de banda a 40 Gbit / s (5 GB / s). Permite hasta 4 carriles de PCI Express 3.0 (32,4 Gbit / s) para la transferencia de datos de uso general y 8 carriles de DisplayPort HBR2 (34,56 Gbit / s) para video, pero la velocidad de datos combinada máxima no puede exceder los 40 Gbit / s . Los datos de video tendrán prioridad sobre los datos de PCIe. [60]
El controlador Thunderbolt 3 de Intel (con nombre en código Alpine Ridge, o el nuevo Titan Ridge ) reduce a la mitad el consumo de energía y controla simultáneamente dos pantallas 4K externas a 60 Hz (o una sola pantalla 4K externa a 120 Hz, o una pantalla 5K a 60 Hz cuando se usa Apple's implementación para los MacBook Pros de finales de 2016) en lugar de solo la pantalla única que los controladores anteriores pueden manejar. El nuevo controlador admite PCIe 3.0 y otros protocolos, incluido DisplayPort 1.2 (que permite resoluciones 4K a 60 Hz). [61] Thunderbolt 3 tiene hasta 15 vatios de suministro de energía en cables de cobre y no tiene capacidad de suministro de energía en cables ópticos. Al usar USB-C en cables de cobre, puede incorporar USB Power Delivery , lo que permite que los puertos generen o absorban hasta 100 vatios de energía. Esto elimina la necesidad de una fuente de alimentación separada de algunos dispositivos. Thunderbolt 3 permite la retrocompatibilidad con las dos primeras versiones mediante el uso de adaptadores o cables de transición. [62] [63] [64]
Intel ofrece tres variedades para cada uno de los controladores: [65]
- Double Port (DP) utiliza un enlace PCIe 3.0 × 4 para proporcionar dos puertos Thunderbolt 3 (DSL6540, JHL6540, JHL7540)
- El puerto único (SP) utiliza un enlace PCIe 3.0 × 4 para proporcionar un puerto Thunderbolt 3 (DSL6340, JHL6340, JHL7340)
- Low Power (LP) utiliza un enlace PCIe 3.0 × 2 para proporcionar un puerto Thunderbolt 3 (JHL6240).
Esto sigue la práctica anterior, donde los dispositivos de gama alta como Mac Pro de segunda generación, iMac, Retina MacBook Pro y Mac Mini usan controladores de dos puertos; mientras que los dispositivos de gama baja y de menor consumo, como el MacBook Air, utilizan la versión de un puerto.
Se agregó soporte a los conjuntos de chips de arquitectura Skylake de Intel, que se enviaron desde fines de 2015 hasta principios de 2016. [62] [63] [64]
Los dispositivos con puertos Thunderbolt 3 comenzaron a enviarse a principios de diciembre de 2015, incluidos portátiles con Microsoft Windows (de Acer , Asus , Clevo , HP , Dell , Dell Alienware , Lenovo , MSI , Razer y Sony ), así como placas base (de Gigabyte Technology ) y un cable USB-C pasivo Thunderbolt 3 de 0,5 m (de Lintes Technology). [66]
En octubre de 2016, Apple anunció la MacBook Pro actualizada , que cuenta con dos o cuatro puertos Thunderbolt 3 según el modelo. [67] En junio de 2017, Apple anunció nuevos modelos de iMac que cuentan con dos puertos Thunderbolt 3, así como el iMac Pro , que presentaba cuatro puertos cuando se lanzó en diciembre de 2017. [68]
El 8 de enero de 2018, Intel anunció una actualización de producto (con nombre en código Titan Ridge) con "robustez mejorada" y soporte para DisplayPort 1.4. Intel ofrece una versión de puerto único (JHL7340) y puerto doble (JHL7540) de este controlador de host y un controlador periférico que admite dos puertos Thunderbolt 3 (JHL7440). El nuevo controlador periférico ahora puede actuar como un receptor USB (compatible con los puertos USB-C normales). [69]
USB4
La especificación USB4 fue lanzada el 29 de agosto de 2019 por USB Implementers Forum , [70] basado en la especificación del protocolo Thunderbolt 3. [71]
Admite un rendimiento de 40 Gbit / s (5 GB / s), es compatible con Thunderbolt 3 y retrocompatible con USB 3.2 y USB 2.0. [72] [73] La arquitectura define un método para compartir un único enlace de alta velocidad con varios tipos de dispositivos finales de forma dinámica que sirve mejor para la transferencia de datos por tipo y aplicación.
Thunderbolt 4
Thunderbolt 4 se anunció en CES 2020 [74] y la especificación final se publicó en julio de 2020. [75] Las diferencias clave entre Thunderbolt 4 y Thunderbolt 3 son la compatibilidad con el protocolo USB4 y las velocidades de datos, un requisito de ancho de banda mínimo de 32 Gbit / s para enlace PCIe, soporte para pantallas 4K duales (DisplayPort 1.4), [76] y protección de acceso directo a memoria basada en Intel VT-d para prevenir ataques físicos DMA.
Otra mejora importante es que TB4 ahora es compatible con concentradores USB de modo alternativo Thunderbolt ("Arquitectura de accesorios multipuerto"), y no solo con conexión en cadena . [3] [4] Esos HUB son retrocompatibles con dispositivos Thunderbolt 3 y pueden ser retrocompatibles con hosts Thunderbolt 3 (solo Titan Ridge, con Alpine Ridge los puertos HUB descendentes adicionales se degradan a USB3). [77] [78]
El ancho de banda máximo permanece en 40 Gbit / s, el mismo que Thunderbolt 3 y cuatro veces más rápido que USB 3.2 Gen2x1. [79] [75] Los productos de apoyo comenzaron a llegar a finales de 2020 e incluían procesadores móviles Tiger Lake para portátiles Project Athena y controladores Thunderbolt independientes de la serie 8000 (con nombre en código Goshen Ridge para dispositivos y Maple Ridge para hosts).
DisplayPort Alt Mode 2.0: USB 4 admite DisplayPort 2.0 en su modo alternativo. DisplayPort 2.0 puede admitir una resolución de 8K a 60 Hz con color HDR10. DisplayPort 2.0 puede usar hasta 80 Gbps, que es el doble de la cantidad disponible para datos USB, porque envía todos los datos en una dirección (al monitor) y, por lo tanto, puede usar las ocho líneas de datos a la vez.
Situación de regalías
El 24 de mayo de 2017, Intel anunció que Thunderbolt 3 se convertiría en un estándar libre de regalías para los fabricantes de equipos originales y fabricantes de chips en 2018, como parte de un esfuerzo por impulsar la adopción del protocolo. [80] La especificación Thunderbolt 3 se lanzó posteriormente al USB-IF el 4 de marzo de 2019, lo que la hace libre de regalías, para ser utilizada para formar USB4 . [71] [81] [82] Intel dice que mantendrá el control sobre la certificación de todos los dispositivos Thunderbolt 3. [83] Intel también afirma que emplea "certificación obligatoria para todos los productos Thunderbolt". [84]
Antes de marzo de 2019, no se lanzaron ni se anunciaron conjuntos de chips AMD ni computadoras con soporte Thunderbolt debido a los requisitos de certificación (Intel no certificó plataformas que no sean de Intel). Sin embargo, el YouTuber Wendell Wilson de Level1 Techs pudo obtener compatibilidad con Thunderbolt 3 en una computadora AMD con una CPU Threadripper y una tarjeta complementaria Titan Ridge que funcionaba modificando el firmware, lo que indica que la falta de compatibilidad con Thunderbolt en sistemas que no son Intel es no debido a limitaciones de hardware. [85] [86] A partir de mayo de 2019, es posible tener soporte Thunderbolt 3 en AMD usando tarjetas complementarias sin ningún problema, [87] y las placas base como ASRock X570 Creator ya tienen el puerto Thunderbolt 3. [88]
En enero de 2020 Intel certificó [89] ASRock X570 Phantom Gaming ITX / TB3 y ahora los proveedores pueden producir libremente el silicio del controlador Thunderbolt (aunque esas placas base ASRock usaban Intel Titan Ridge). [90]
Dispositivos periféricos
Apple lanzó su primera computadora equipada con Thunderbolt a principios de 2011 con la MacBook Pro . Los primeros dispositivos periféricos Thunderbolt aparecieron en las tiendas minoristas solo a fines de 2011, con las carcasas RAID Pegasus R4 (4 unidades) y Pegasus R6 (6 unidades) relativamente caras de Promise Technology destinadas al mercado prosumidor y profesional, que inicialmente ofrecían hasta 12 TB de almacenamiento, luego aumentado a 18 TB. Las ventas de estas unidades se vieron afectadas por las inundaciones de 2011 en Tailandia (que fabrican gran parte del suministro mundial de discos duros), lo que provocó un recorte en la producción mundial de discos duros y un consiguiente aumento de los costos de almacenamiento, de ahí el precio minorista de estas unidades Promise aumentaron en respuesta, lo que contribuyó a una aceptación más lenta de los dispositivos.
También tomó algún tiempo para que otros fabricantes de almacenamiento lanzaran productos: la mayoría eran dispositivos más pequeños destinados al mercado profesional y enfocados en la velocidad en lugar de la alta capacidad. Muchos dispositivos de almacenamiento tenían menos de 1 TB de tamaño, y algunos tenían SSD para un acceso más rápido a datos externos en lugar de discos duros estándar.
Otras compañías han ofrecido productos de interfaz que pueden enrutar múltiples conexiones antiguas, generalmente más lentas, a través de un solo puerto Thunderbolt. En julio de 2011, Apple lanzó su Apple Thunderbolt Display , cuyo gigabit Ethernet y otros tipos de conectores más antiguos lo convirtieron en el primer concentrador de su tipo. Más tarde, empresas como Belkin , CalDigit , Other World Computing , Matrox , StarTech y Elgato lanzaron bases Thunderbolt.
A finales de 2012, habían aparecido algunos otros dispositivos de almacenamiento que ofrecían una capacidad de TB de dos dígitos . Las excepciones incluyeron las unidades profesionales de alto precio de Sonnet Technologies y los gabinetes de 4 y 5 unidades de Drobo , este último con su propio sistema de manejo de datos patentado BeyondRAID .
La compatibilidad con versiones anteriores con computadoras no equipadas con Thunderbolt fue un problema, ya que la mayoría de los dispositivos de almacenamiento presentaban solo dos puertos Thunderbolt, para conectar en cadena hasta seis dispositivos de cada uno. A mediados de 2012, LaCie , Drobo y otros fabricantes de dispositivos comenzaron a cambiar uno de los dos puertos Thunderbolt por una conexión USB 3.0 en algunos de sus productos de gama baja a media. A los modelos posteriores se les agregó el USB 3.0 además de los dos puertos Thunderbolt, incluidos los de LaCie en su gama 2big .
La Retina MacBook Pro de finales de 2013 fue el primer producto en tener puertos Thunderbolt 2, luego de lo cual los fabricantes comenzaron a actualizar sus ofertas de modelos a los que presentaban la conexión más nueva y más rápida de 20 Gbit / s a lo largo de 2014. Una vez más, entre los primeros se encontraba la tecnología Promise, quienes lanzaron versiones actualizadas de Pegasus 2 de sus modelos R4 y R6 junto con una unidad RAID R8 (8 unidades) aún más grande , que ofrece hasta 32 TB de almacenamiento. Más tarde, otras marcas introdujeron de manera similar modelos de alta capacidad con el tipo de conexión más nuevo, incluida G-Technology (con sus modelos G-RAID Studio que ofrecen hasta 24 TB) y LaCie (con sus modelos 5big y 8big montados en rack , que ofrecen hasta 48 TUBERCULOSIS). LaCie también ofrece versiones de diseño actualizado de sus modelos de consumo principales 2big , hasta 12 TB, utilizando nuevos discos duros de 6 TB.
Thunderbolt 3 se introdujo a finales de 2015, con varios fabricantes de placas base y fabricantes de portátiles OEM , incluido Thunderbolt 3 con sus productos. Gigabyte y MSI , grandes fabricantes de componentes informáticos, entraron al mercado por primera vez con componentes compatibles con Thunderbolt 3. [91] [92]
Dell fue el primero en incluir puertos Thunderbolt 3 en computadoras portátiles con su serie XPS y su gama Dell Alienware . [93]
Las máquinas Apple Mac con Thunderbolt 3 incluyen: iMac Pro , iMac 2017, Mac Mini 2018, MacBook Pro 2016 en adelante, MacBook Air 2018.
Aunque Thunderbolt inicialmente ha tenido un soporte de hardware deficiente fuera de los dispositivos de Apple y ha sido relegado a un puerto de dispositivo de nicho, la adopción del Thunderbolt 3 usando el estándar de conector USB-C en una amplia gama de hardware es un buen augurio para la aceptación del estándar en el mercado, además que se convertirá en parte del estándar USB4.
Vulnerabilidades de seguridad
Vulnerabilidad a los ataques DMA
Thunderbolt, como muchos buses de expansión de alta velocidad, incluidos PCI Express , PC Card , ExpressCard , FireWire , PCI y PCI-X , es potencialmente vulnerable a un ataque de acceso directo a memoria (DMA) . Si los usuarios extienden el bus PCI Express (el bus de expansión de alta velocidad más común en los sistemas a partir de 2018[actualizar]) con Thunderbolt, permite un acceso de muy bajo nivel a la computadora. Un atacante podría conectar físicamente un dispositivo malintencionado que, a través de su acceso directo y sin obstáculos a la memoria del sistema y otros dispositivos, podría eludir casi todas las medidas de seguridad del sistema operativo, lo que permitiría al atacante leer y escribir en la memoria del sistema, lo que podría exponer claves de cifrado o instalación de malware . [94] Estos ataques han sido demostrados, modificando hardware Thunderbolt de bajo costo. [95] [96] La virtualización IOMMU , si está presente y configurada por el BIOS y el sistema operativo, puede cerrar la vulnerabilidad de una computadora a los ataques DMA, [95] pero solo si un dispositivo malicioso no puede alterar el código que configura el IOMMU antes de que se ejecute el código. A partir de 2019, los principales proveedores de sistemas operativos no habían tenido en cuenta la variedad de formas en que un dispositivo malicioso podría aprovechar interacciones complejas entre múltiples periféricos emulados, exponiendo errores sutiles y vulnerabilidades. [97] Algunas implementaciones de UEFI ofrecen protección Kernel DMA.
Esta vulnerabilidad no está presente cuando Thunderbolt se usa como una interconexión del sistema ( IPoTB es compatible con OS X Mavericks ), porque la implementación de IP se ejecuta en la estructura de conmutación de paquetes de baja latencia Thunderbolt subyacente y el protocolo PCI Express no está presente en el cable. . Eso significa que si se usa una red IPoTB entre un grupo de computadoras, no hay amenaza de tal ataque DMA entre ellos. [94] [95] [98] [99]
Vulnerabilidad a los ataques de ROM de opción
Cuando se inicia un sistema con Thunderbolt, carga y ejecuta las ROM de opción desde los dispositivos conectados. Una ROM opcional maliciosa puede permitir la ejecución de malware antes de que se inicie un sistema operativo. Luego puede invadir el kernel, registrar pulsaciones de teclas o robar claves de cifrado. [100] La facilidad de conectar dispositivos Thunderbolt a computadoras portátiles los hace ideales para ataques de malvadas . [101]
Algunos sistemas cargan las ROM de opción durante las actualizaciones de firmware, lo que permite que el malware en la ROM de opción de un dispositivo Thunderbolt sobrescriba potencialmente la ROM flash SPI que contiene el firmware de arranque del sistema. [102] [103] En febrero de 2015, Apple emitió una actualización de seguridad para Mac OS X para eliminar la vulnerabilidad de cargar las ROM opcionales durante las actualizaciones de firmware, aunque el sistema sigue siendo vulnerable a los ataques de las ROM opcionales durante el arranque normal. [104]
Las medidas de seguridad de arranque reforzadas por firmware, como UEFI Secure Boot (que especifica la aplicación de firmas o listas blancas hash de las ROM de opción) están diseñadas para mitigar este tipo de ataque.
Vulnerabilidad a los ataques de exposición de datos (Thunderspy)
En mayo de 2020, se descubrieron las siete principales fallas de seguridad de Thunderspy en el protocolo Thunderbolt, que permiten que una parte malintencionada acceda a todos los datos almacenados en una computadora, incluso si el dispositivo está bloqueado, protegido con contraseña y tiene un disco duro encriptado. Estas vulnerabilidades afectan a todos los puertos Thunderbolt 1, 2 y 3. [96] Las vulnerabilidades de Thunderspy se pueden mitigar en gran medida utilizando Kernel DMA Protection, junto con las características tradicionales de hardware anti-intrusión. [105] [106]
Cables
En junio de 2011, Apple lanzó el primer cable Thunderbolt de 2 m (7 pies) de longitud, con un costo de 49 dólares. [107] Como cable activo , contiene circuitos en sus conectores.
En junio de 2012, Apple comenzó a vender un cable adaptador de Thunderbolt a Gigabit Ethernet por 29 dólares. [108] En el tercer trimestre de 2012, otros fabricantes comenzaron a proporcionar cables de diferentes longitudes hasta la longitud máxima admitida de 3 m (10 pies), mientras que algunos constructores de gabinetes de almacenamiento comenzaron a incluir un cable Thunderbolt con sus dispositivos.
En enero de 2013, Apple redujo el precio de su cable de 2 m (7 pies) de longitud a US $ 39 y agregó un cable de medio metro por US $ 29. [109]
Varias otras marcas han lanzado cables Thunderbolt de cobre, y algunos llegan al máximo de 3 metros (10 pies) permitido para cables Thunderbolt 1 y 2 de cobre. Inicialmente, la mayoría de los dispositivos no venían con un cable Thunderbolt incluido para mantener el costo de venta más bajo, de ahí el uso masivo de cables de Apple o cables de terceros, especialmente si un usuario quería una longitud de 3 m (10 pies), pero la mayoría de los dispositivos finalmente comenzaron a incluir un poco de cable Thunderbolt de cobre con el producto.
Con la introducción de Thunderbolt 3, Intel anunció que los cables USB-C pasivos estándar podrían conectar dispositivos Thunderbolt a velocidades más bajas que los cables Thunderbolt activos completos, pero aún más rápido que USB 3.1. [110] Esto permite conexiones más baratas a los nuevos dispositivos Thunderbolt, con cables USB-C económicos que cuestan significativamente menos que los cables Thunderbolt activos.
Lanzadas a mediados de 2016, las versiones de cobre de los cables Thunderbolt 3 se lanzaron en longitudes de hasta 2 m (7 pies). Sin embargo, las longitudes más cortas de hasta 0,8 m (3 pies) (inicialmente solo disponibles hasta 0,5 m (2 pies)) son cables pasivos que ofrecen la velocidad completa de 40 Gbit / s. Los cables de 2 m (7 pies) están disponibles en dos tipos: los pasivos que ofrecen solo 20 Gbit / s de velocidad pero más baratos en costo, y los activos más costosos de 2 m (7 pies) que ofrecen la velocidad completa de 40 Gbit / s. Además, solo los cables pasivos pueden ofrecer compatibilidad con hasta puertos USB 3 (20Gbit / s), mientras que los activos solo admiten hasta USB 2.0 (480Mbit / s). Mucho más tarde, a partir de abril de 2020, finalmente se lanzaron los cables ópticos Thunderbolt 3 (consulte la sección Cobre frente a óptica más arriba).
Las versiones de cobre de los cables Thunderbolt 4 ahora son todos cables pasivos , ofrecen una velocidad total de 40 Gbit / sy admiten todas las versiones de USB (hasta USB4). Lanzados a principios de 2021, también estarán disponibles en tres longitudes específicas : 0,2 m (0,7 pies), 0,8 m (3 pies) y 2 m (7 pies), y muchas empresas ofrecen inicialmente 0,8 m (3 pies). unos, mientras que empresas como CalDigit y Cable Matters inicialmente ofrecían unos a 2 m (7 pies). En algún momento no especificado en el futuro, los cables ópticos Thunderbolt 4 tienen como objetivo longitudes entre ~ 5 m (20 pies) y 50 m (160 pies). [39]
Controladores
Ver | Modelo | Ch | Tamaño (mm) | Potencia (W) | Familia | Fecha de lanzamiento | Características |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 82523EF | 4 | 15 × 15 | 3.8 | Light Ridge | Cuarto trimestre de 2010 | |
82523EFL | 3.2 | ||||||
DSL2510 | 2 | ? | Eagle Ridge | T1 2011 | |||
DSL2310 | 8 × 9 | 1,85 | SFF | ||||
DSL2210 | 1 | 5 × 6 | 0,7 | Port Ridge | Cuarto trimestre de 2011 | Solo dispositivo | |
DSL3510H | 4 | 12 × 12 | 3.4 | Cactus Ridge | - | Cancelado | |
DSL3510L | 2.8 | Segundo trimestre de 2012 | |||||
DSL3310 | 2 | 2.1 | Solo anfitrión | ||||
DSL4510 | 4 | ? | Redwood Ridge | 2013 | |||
DSL4410 | 2 | 10 × 10 | ? | Solo anfitrión | |||
2 | DSL5520 | 4 | ? | ? | Falcon Ridge | Tercer trimestre de 2013 | Thunderbolt 2, velocidad de 20 Gbit / s + DP 1.2 |
DSL5320 | 2 | ? | ? | ||||
3 | DSL6540 [111] | 10,7 × 10,7 | 2.2 | Cresta alpina [112] | Cuarto trimestre de 2015 | Velocidad de 40 Gbit / s, PCIe 3.0, HDMI 2.0 LSPCon (Convertidor de protocolo DP), DP 1.2, USB 3.1, suministro de energía de 100 W (compatible con USB Power Delivery). [113] [114] | |
DSL6340 [115] | 1 | 1,7 | Primer trimestre de 2015 | Velocidad de 40 Gbit / s, DP 1.2 | |||
JHL6240 [116] | 1.2 | Segundo trimestre de 2016 | Velocidad de 40 Gbit / s, DP 1.2 , sin plomo | ||||
JHL6340 [117] | 1,7 | ||||||
JHL6540 [118] | 2 | 2.2 | |||||
JHL7340 [119] | 1 | 1,9 | Titán Ridge | Primer trimestre de 2018 | Velocidad de 40 Gbit / s, DP 1.4 | ||
JHL7540 [120] | 2 | 2.4 | |||||
JHL7440 [121] | 2.4 | Primer trimestre de 2018 | Velocidad de 40 Gbit / s, DP 1.4 , compatibilidad con puerto USB-C opcional, compatibilidad con versiones anteriores cuando una estación de acoplamiento TB3 está conectada a una computadora que no sea TB3 | ||||
4 | JHL8340 [122] † | 1 | ? | ? | Maple Ridge | 2S 2020 | Velocidad de 40 Gbit / s, compatible con USB4 |
JHL8540 [123] † | 2 | 10,7 × 10,7 | ? | Cuarto trimestre de 2020 | |||
JHL8440 [124] * | 4 | 10,7 × 10,7 | ? | Goshen Ridge | Tercer trimestre de 2020 | Velocidad de 40 Gbit / s, compatible con USB4 (solo periférico), con 4 puertos Thunderbolt 4 para topología de concentrador de ramificación. Túnel de DP1.4, USB 3 (10G), PCIe (32G). Tiene interfaces nativas PCIe 3.0 x1 y USB 3 (10G). | |
Controlador de dispositivos destinado a: † computadoras, * accesorios | |||||||
Fuentes: [125] |
Ver también
- Pantalla Apple Thunderbolt
- Bus de computadora
- DisplayPort / Mini DisplayPort
- IEEE 1394 (FireWire)
- Cuello de botella de interconexión
- Relámpago
- Rayo
- Lista de velocidades de bits del dispositivo
- Lista de velocidades de bits del bus de periféricos informáticos
- Macbook Pro
- Comunicación óptica
- Cable de fibra óptica
- Interfaz óptica paralela
- eGPU
- USB 3.0
- USB4
- USB-C
Referencias
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- "Los nuevos controladores Intel® Thunderbolt 3 ofrecen DisplayPort 1.4 y compatibilidad periférica básica con puertos de computadora USB-C" .
enlaces externos
- Thunderbolt - sitio oficial
- Thunderbolt en Apple
- Thunderbolt 3: el USB-C que lo hace todo