雷电般的速度——Thunderbolt技术解析
技术讲坛
几个月前，苹果对旗下的Macbook Pro 进行了全线更新。除了硬件方面的变化外，最引人注目的就是引入了一个名为“Thunderbolt”全新的接口。苹果宣称Thunderbolt传输技术能够让用户体验前所未有的快速数据传输！
Thunderbolt，Light Peak妥协下的产物？
谈起Thunderbolt，可能大家都感到陌生，那么谈到Light Peak呢？是不是有点印象了？Light Peak原是Intel推出的，打算应用到电脑上的光互联传输技术，最高可实现100Gbps的高速数据传输。不过Light Peak技术的发展并不是一帆风顺的，100Gbps的光纤传输在实验室里可行，但真正应用到市场上还有许多问题要解决。比如光纤并没有供电能力，成本又大大高于铜线。正是受到这些因素困扰，Intel对Light Peak的推进力度一直不到位。
不过，敢于创新与尝试的苹果公司看中了Light Peak技术高速传输的优点，于是与Intel联合开发并推广Light Peak技术——只不过它们最终将Light Peak中的光纤材质换成了传统的铜缆，Light Peak也更名为“Thunderbolt”。
小提示 | TIPS
其实USB 3.0技术底层也是基于PCI-E通道，只不过仅基于PCI-E ×2，因此最高传输速率是5Gbps，刚刚是Thunderbolt的一半。
“光芒”虽失，“雷电”却不逊色
1.高速依旧
虽然Thunderbolt采用铜缆作传输材质，但基本架构仍采用Light Peak技术，因此同样拥有相当不俗的传输速度——双向10Gbps，每秒传输1280MB数据，这意味着你可以在30秒内传输完一整张蓝光光盘，或者在几秒钟内传输完2GB的视频文件。
其实Thunderbolt就是“雷电”之意，也说明这一接口的传输速度有多快。当然，为了适应市场需要，“雷（Thunderbolt）”比“光（Light Peak）”当初设定的目标缩水了不少——速度从100Gbps降到10Gbps。但妥协后的Thunderbolt更现实：速度依然够快，拥有强大的供电输出能力，最主要的是成本更低，不再是实验室里的玩物，至少已经具备大规模普及的可能性了。
如果你打算买一块普通硬盘回来，就想达到Thunderbolt的“理想传输效果”，那你就错了。受到物理结构限制，大多数机械硬盘的平均读写速度是每秒50MB至100MB，即便是固态硬盘能提供的每秒读写速度也只有150MB至300MB。那么有什么硬盘可以释放 Thunderbolt 的威力呢？答案不是“一块”硬盘，而是“一组”硬盘，RAID（磁盘阵列）就是其中一个方法。不过，一个优良的磁盘阵列硬件涉及很多特别的设计，价钱并不便宜（特别是固态硬盘RAID）。
2.支持数据、视频双向传输
Thunderbolt架构分为应用层、通用传输层、电子/光学层以及接口/线缆等几个部分，其中最关键的部分是传输层（Transport Layer），它原生支持DisplayPort和PCI-E两种协议（其他协议需要通过适配器来支持），并能在两者之间快速切换。
控制整个传输过程的核心是一款由Intel生产的专用控制芯片，它与南桥PCH相连，支持DisplayPort和PCI-E两种传输协议，拥有两条全带宽通道，分别负责DisplayPort信号和数据信号传输。
如果输出的是DisplayPort视频信号，那么处理器里集成的显卡或者PCH里集成的显卡都可以经由这颗控制芯片直接传输视频信号，这一过程与普通的DisplayPort接口传输没有什么不同，同样支持1080P高清信号和7.1多声道音频。如果接收/输出的是数据信号，那么控制器将通过PCI-E通道与PCH相连，借助四条PCI-E的高带宽实现10Gbps的数据传输。因此Thunderbolt可以视为HDMI以及USB 3.0的混合技术，由于直接基于PCI-E ×4，拥有惊人的数据传输量。
更巧妙的是，Thunderbolt支持菊花链，让一台电脑上的单个Thunderbolt接口理论上可支持显示器、储存器等多种设备。Thunderbolt一条链上最多支持的设备数量为7个（即一台电脑可串联6台外设），包括最多两台全高清分辨率的DisplayPort显示器。
3.物理接口：从USB 变身DisplayPort
由于是苹果与Intel的合作成果，Thunderbolt当然是要融入苹果的特色。因此Thunderbolt的物理接口也从Light Peak当初采用的USB接口改用苹果力挺的Mini DisplayPort接口标准，这个接口早已经成为苹果的专属视频接口。
更深层次的是，DisplayPort是一个开放性，免认证且免授权的标准，这个界面并不像HDMI一样需要支付额外的授权费用。目前市场上不少显示设备都支持Mini DisplayPort接口，这意味着Thunderbolt在市场中已经有了一部分兼容设备。另外，目前“Thunderbolt”只是苹果与Intel的外设所使用的名称，除了Mini DisplayPort版本的Thunderbolt之外，还会出现“某某版Light Peak”之类的接口技术，比如索尼笔记本的Thunderbolt物理接口就是采用Type-A 型USB界面。
未来一段时间立足小众市场
从技术层面上看，Thunderbolt优势多多，但并不意味着它会快速普及。成本将是影响到Thunderbolt技术普及进度的一大因素，因为接口技术的主要成本在于主控制芯片。
1. Thunderbolt的普及难度
USB3.0的芯片价格如今已经降到了相当低廉的水平，经过这两年的推动下已经开始迅速普及。相比之下，Thunderbolt芯片方案的要价在10～15美元，而且需要的不仅仅是一颗主控芯片，还要在设备端根据情况的不同加装设备芯片和其他额外芯片，并且需要将设备和连接线材重新设计，整体制造相当复杂。
虽然Thunderbolt更具速度优势，但受外围存储设备性能的制约，应用起来的速度优势并不见得比USB3.0明显。因此对普通大众市场而言，USB3.0方案更具性价比。不过，Thunderbolt支持PCI-E和DisplayPort的特点将让它更适合于结构紧凑的笔记本、智能终端产品。毕竟一个Thunderbolt接口就可以取代目前电脑上的HDMI、USB、DVI等接口，大大简化设备的设计，可以让产品更轻薄。可以肯定，先让Thunderbolt发扬光大的将是智能移动设备市场及显示设备市场，将会取代USB和SATA接口。
2.现有的典型产品
目前苹果将Thunderbolt技术应用到它的笔记本、iMac以及Mac mini产品中，这为产品的简约风格立下了汗马功劳。而索尼在它的最新VAIO Z笔记本中也采用了这种技术，只不过物理接口并没有采用 Mini DisplayPort接口，而是采用 Type-A 型USB接口。同时索尼还推出了一款名叫Power Media Dock的Thunderbolt多功能扩展机座，内置AMD Radeon HD6650M独立显卡、蓝光光驱、HDMI/USB3.0/VGA三种接口，这样即便是轻薄VAIO Z也可以通过Thunderbolt连接扩展机座，利用独立显卡完成视频编辑工作或者运行大型3D游戏，并能同时外接3个屏幕输出显示。
在Thunderbolt上的妥协并不意味着Intel放弃光互连技术。毕竟采用铜缆设计的Thunderbolt在传输速度、距离上大大低于Light Peak最初的设计。Intel仍将推出光纤版的Thunderbolt，其将有两个版本，一个是复合铜线版本，解决供电问题，连接线可以传输十几米；另一个是纯光纤版，传输距离更长，相应的外设需要自带电源。
总结
可以说，Thunderbolt是一个令人惊叹的输入输出技术，目前在规格上领先于其他接口。不过，它的未来很难预测，就像其他新技术一样，Thunderbolt真正完全被市场接受是需要时间来考验的！
延伸阅读：推行Thunderbolt的意义
Thunderbolt可被用于创造灵活的系统设计。例如，超薄笔记本和客户端可利用Thunderbolt连接到高端驱动器，利用了现有DisplayPort和PCI-E数据协议，使单一高速接口承担多种用途，并能高速地运用于PC、相机和驱动器之间的大文件传输。当然，随着该技术不断普及，大量外设出现以后，Thunderbolt超高传输速度与单接口多设备的能力会慢慢体现出来。
由于支持PCI-E和DisplayPort，所以Thunderbolt的意义不仅仅局限于同时高速进行视频、数据双向传输，还为设备接口的扩展带来无限的想象。你能想象到的任何外设，不只是储存设备、外置显卡甚至是组建局域网都可以通过Thunderbolt连接。目前在产品上存在着如VGA、DVI、HDMI甚至DisplayPort等多种不同接口，给用户的使用带来了麻烦。特别是智能终端日趋轻薄，减少连接接口数量的要求日益高涨，未来如何设计设备，才能将接口集成化，减少接口种类已经成为厂商所面临的问题。
Thunderbolt有望将众多接口标准统一起来，不是要替代现有协议，只是想创建一个通用架构、平台，支持各种各样不同的协议。搭配合适的适配器，Thunderbolt可以在不牺牲性能的前提下连接在市场上能找到的所有外设，这也是Thunderbolt的精髓所在。