在该标准协议框架下,USB 4物理连接器将与Thunderbolt 3和TYPE-C相同,带宽方面得到提升,达到40Gbps,这与Thunderbolt 3接口同等,也便是说,USB 4规范将兼容Thunderbolt 3。
其余,在USB 4规范下,USB 3.0和USB 3.1命名规则将被取消,USB 3.0至USB 3.2将分别对应USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2以及USB 3.2 Gen 2x2。
梳理清楚这一系列变革之后,我们来聊聊Thunderbolt本身,及协议规范开放这件事到底有何意义?

·雷电接口为何是最前辈的扩展技能?
Thunderbolt即我们所熟知的雷电接口。2011年,英特尔与苹果互助开拓的、技能代号为“Light Peak”的Thunderbolt(以下均称“雷电”)正式公布。由于雷电接口领悟了PCIE和DisplayPort两种通信协议,以是在全功能TYPE-C之前,雷电接口是罕见的同时支持高速数据传输和视频/音频传输的多功能接口,即同时具备USB和DP或HDMI/DVI/VGA转接输入/输出功能。且因其带宽达到双向10Gbps(雷电2为双向20Gbps),以是可以说是非常前辈的接口扩展技能。要知道,目前只有USB TYPE-C 3.1 Gen 2可以达到双向10Gbps带宽,而雷电接口早在8年前就已经做到了这一点。
雷电1、雷电2接口与MiniDP拥有同样的物理形态,可以通过接口符号标识来区分
在雷电1和雷电2期间,其基本因此MiniDP物理层形态搭载于苹果MacBook条记本电脑之上,接口符号为一个带有箭头的闪电。由于雷电接口干系设备罕有,即便有所搭载也都是在高端设备上,因此其有名度在大众用户群体中一贯不高,也很少被用户所主动关注。
时下的苹果MacBook Pro全面搭载TYPE-C形态的雷电3接口
雷电接口逐渐被用户所认知可以说是从雷电3接口开始的。由于雷电3接口与USB TYPE-C接口物理层通用,因此有不少PC设备开始选择TYPE-C+雷电3接口的组合方案,不过对付用户来说,尤其是对电脑知识积累不敷的小白用户而言,每每是TYPE-C和雷电3傻傻分不清楚。再加上雷电接口设备一贯以来遍及度不高,因此即便有名度有所提升,但也远远未到全民皆知的程度。
雷电3与其它接口传输速率比拟
雷电3接口双向带宽达到40Gbps,是现有速率最快的USB TYPE-C 3.1 Gen 2接口的四倍,且雷电3接口支持4K 60fps视频传输,支持100W PD协议供电,支持外接桌面级显卡,因此可以说是目前最为强大的接口扩展标准。
雷电3接口功能强大
一根线办理所有问题
·高额授权费使厂商/用户望而生畏
但是为什么这么好的接口却未得到遍及呢?答案是——本钱与硬件。首先从本钱角度来说包括两个方面:
其一,雷电3接口须要独立的掌握芯片;
其二,须要得到英特尔授权。
一贯以来,PC厂商或外设厂商想要利用雷电3接口标准,就必须配置独立的雷电3掌握芯片,并得到英特尔授权,而想要得到授权,就必须向英特尔支付高昂的授权用度,同时还要在掌握芯片上付出额外本钱。此前最为范例的例子便是外接显卡扩展坞,利用雷电3接口的外接显卡扩展坞整体价格乃至相称于一块中高端显卡的价格,这让绝大多数厂商和用户望而生畏。
去年,英特尔宣告取消雷电3授权费之后,条记本厂商迅速跟进,推出了不少搭载雷电3接口的新产品,而外设厂商也在去年推出了不少外接显卡扩展坞,虽说价格依旧不菲,但这可以说是雷电3接口遍及的第一步。
10nm Ice Lake直接集成雷电3掌握器
今年,英特尔正式开放雷电3协议规范并免除版税,则是匆匆成雷电3终极遍及的必经一步。此外,除了在软性上供应支持之外,英特尔将在年底发布的10nm制程工艺Ice Lake处理器中直接集成雷电3掌握芯片,也便是说,未来PC一出厂就天生支持雷电3接口,厂商不必再为雷电3掌握芯片支付任何用度,进一步降落本钱。
软硬两项举措,使得PC厂商和外设厂商同时获益。一方面使PC厂商能够更加积极的推出搭载雷电3接口的PC产品;另一方面则能够促进雷电3外接扩展设备的遍及,从而加快雷电3接口向消费级市场下沉与落地。
·PCIE通道数量限定雷电3接口遍及
实在此前很多人关注到的是本钱层面的成分,并未考虑到雷电3遍及在硬件技能上的壁垒。如果从技能角度来说的话,雷电3协议开放实在是处理器PCIE通道发展到一定阶段的一定。
对PC技能有一定积累的朋友都知道,PC硬件设备的连接基本都是通过PCIE通道实现的。但处理器PCIE通道数量却是有限的,这一点在条记本处理器平台上表示的最为明显。
以Kaby Lake架构英特尔第七代酷睿i7 7500U以及第八代酷睿i7 8500U为例,二者PCIE 3.0通道数量为12条,最新的Whiskey Lake架构英特尔第八代酷睿i7 8565U处理器PCIE通道数量为16条。
Kaby Lake架构低电压处理器PCIE通道数量
Whiskey Lake架构低电压处理器PCIE通道数量
一样平常情形下,独立显卡、NVMe固态硬盘等硬件设备都会占用一定数量的PCIE通道,显卡为8或16条,NVMe固态硬盘一样平常为8条,而雷电3接口须要占用4条。在这种情形下,如果考虑设备主要性的话,PC厂商一定会先担保硬盘、显卡等主要部件的PCIE通道数量,然后再去考虑“可有可无”的接口。因此在老产品上,尤其是搭载独立显卡的条记本电脑上,我们很难同时见到雷电3接口。
此外,如果以往有在雷电3条记本上利用过外接显卡扩展坞的话,可能会创造显卡性能常日会有大幅折损,这也是受限于处理器PCIE通道数量所导致的结果,各设备之间相互抢占资源,自然会在速率上相互影响,造成性能乃至功能上的丢失。
虽然我们目前并不知道10nm Ice Lake处理器将汇合成多少条PCIE通道,但整体数量一定有所提升,同时既然直接集成雷电3掌握芯片,那么在平衡各个I/O设备之间的数据传输需求时,一定会将PCIE通道数量提升到合理范围,因此从英特尔10nm开始,硬件技能将不再是雷电3遍及的壁垒。
·厂商、用户、运用三层意义
回到文章最初,我们从三个方面来说说英特尔开放雷电3接口协议这件事的意义。
首先从厂商角度来说,最直接的意义在于无论是PC厂商还是外设厂商,在推出支持雷电3接口标准的设备时都不再须要向英特尔缴纳高昂的授权用度,也无需再单独支付雷电3掌握芯片本钱。这将积极匆匆成雷电3设备价格下调,更随意马虎让大众消费级市场的用户所接管,进而促进雷电3设备的遍及。
其实在这一点上,我想说英伟达G-Sync也该当考虑一下。
其次从用户角度来说,雷电3接口遍及会带来更大的数据传输带宽,使数据传输速率得到大幅提升。时下,视频、游戏等内容的容量越来越高,大容量碎片文件的数量也越来越多,传输带宽与速率的提升将为用户节省大量韶光本钱。这一点对普通用户可能意义不算太大,但对付企业用户来说意义非凡,这将为大量企业节约更多的韶光本钱,达到效率的提升。
末了从运用角度来看,雷电3接口是目前功能最全、性能最强的综合性接口。同时具备4K 60fps视频传输、100W PD充电、高速数据传输乃至是高带宽需求的外接扩展设备支持(如外接显卡)。且更为主要的一点是,雷电3接口的物理层直接与USB TYPE-C相通,这将为家当创新带来更大动力。
得益于高带宽,雷电3最终极的运用办法是这样
·不可忽略的一个问题
不过须要指出的一点是,雷电3接口标准存在PCIE x2和PCIE x4两种规格,在PCIE x2下,雷电3接口双向带宽缩水到20Gbps,也便是所谓的“半速雷电3接口”,这一“缺口”的存在一定给厂商留下了所谓的“简配阉割”空间。如此前的戴尔XPS 13-9360全系、华为MateBook X Pro(华为MateBook X Pro新品将配备全速雷电3接口)等产品均在此列。半速雷电3接口的存在意味着无法发挥满速雷电3设备的性能,比如外接显卡只能在PCIE x2带宽下运行等情形。因此可以说是雷电3遍及之后不可忽略的问题。
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