Компьютерные уроки для начинающих

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.

Thunderbolt | Теперь и на ПК

Пользователи Mac и ПК никогда не сойдутся во мнении, какая платформа имеет лучшую операционную систему. Но что касается "железа" у обладателей ПК здесь явное преимущество. При подборе процессоров, видеокарт и материнских плат у нас гораздо больше выбора. Если вы используете Mac, вам придётся ждать, пока Apple добавит поддержку нужного вам устройства (если это вообще когда-либо случится).

Thunderbolt нарушил правило, по которому ПК первыми получает передовые технологии. Уже почти год обладатели новых Mac пользуются интерфейсом Thunderbolt , который был разработан Intel в сотрудничестве с Apple. Опытным пользователям ПК пришлось просто сидеть и ждать, хотя недостаток продуктов с этим интерфейсом заметно облегчил это ожидание.

MSI недавно представила первую материнскую плату с поддержкой Thunderbolt . Модель Z77A-GD80 прекращает монополию Apple на самый "крутой" интерфейс со времён первого стандарта USB. Полученная нами плата практически идентична модели Z77A-GD65, которую мы рассматривали в обзоре шести материнских плат на Z77 по цене $160-220 , кроме наличия порта Thunderbolt 10 Гбит/с на задней панели ввода/вывода (вместо порта DVI), наряду с новым 14-фазным регулятором напряжения.

Если вы ещё не знакомы с технологией Thunderbolt либо её реализациями, мы уверены, что вы захотите иметь такой интерфейс в вашей следующей системе даже несмотря на то, что количество устройств с его поддержкой пока не очень велико.

Thunderbolt - это название инициативы Intel, которая первоначально носила кодовое имя Light Peak-оптический интерфейс для подключения периферийных устройств. Когда корпорация Intel впервые представила технологию Light Peak на форуме IDF 2009, считалось, что оптический интерфейс обеспечит пропускную способность 10 Гбит/с. Тем не менее, версия с медными проводами оказалась лучше чем ожидалось ранее, и позволила Intel переключиться на нее, снизив стоимость конечных решении и добавив линии питания для подключаемых устройств (до 10 Вт).

Больше всего энтузиастам не нравится то, что уже существует USB 3.0 как стандартная часть функционала чипсетов AMD и Intel. Почему мы должны платить за ещё один интерфейс? В конце концов, USB третьего поколения с пропускной способностью 5 Гбит/с практически соответствует пиковой производительности современных SSD. Однако Thunderbolt не просто ещё один интерфейс для периферии. Он объединяет DisplayPort и PCI Express в последовательный поток данных, позволяя создавать достаточно скоростные связки между устройствами (наряду с инновационными идеями, как, например, MSI GUS II).

Производители многие годы играют с графическими решениями для USB, но никому по-настоящему не удавалось преуспеть в этом, поскольку уникальный набор команд USB просто не был спроектирован для работы с высокопроизводительным вводом/выводом графических данных. Тем не менее, интерфейс Thunderbolt имеет низкие задержки и высокую пропускную способность, что делает его надёжной технологией для передачи данных с поддержкой высокоточной синхронизации по времени, что идеально подходит для внешних видео- и аудиоустройств.

Как работает Thunderbolt?

Две схемы подключения контроллера Thunderbolt в системе

Контроллеры Thunderbolt интегрируются в систему одним из двух способов: либо они присоединяется непосредственно к линиям PCI Express процессоров класса Sandy Bridge или , или связывается с чипсетом (PCH) через его линии PCIe.

Нам кажется, что в десктопном сегменте большинство поставщиков материнских плат будут осуществлять подключение через PCH, чтобы не занимать линии на процессоре, которые, в основном, предназначены для дискретной графики. Такая конфигурация потенциально может создать "узкое место", так как соединение DMI между процессором и чипсетом теоретически нормально справляется с потоками в 2 Гбайт/с в обе стороны. Если вы подключили много SATA-накопителей, то максимальная производительность интерфейса Thunderbolt может быть ограничена.

На изображении выше вы можете видеть, как данные с DisplayPort проходят между контроллером Thunderbolt и Flexible Display Interface (FDI) на PCH. FDI имеет собственный путь, специально отведённый для передачи информации, и он не создает нагрузку на DMI 2.0.

Данные с PCIe и DisplayPort поступают в контроллер Thunderbolt по отдельности, смешано проходят через кабель Thunderbolt и разделяются в конце.

Для Thunderbolt нужен активный кабель, поэтому он такой дорогой (в районе $50). Каждый конец кабеля использует два крошечных чипа-передатчика низкой мощности Gennum GN2033, которые отвечают за усиление проходящего сигнала, чтобы обеспечить скорость передачи данных 10 Гбит/с на расстоянии до трёх метров.

Изначально Thunderbolt должен был передавать данные используя оптический передатчик и оптоволоконный кабель. Но инженеры Intel обнаружили, что целевой показатель 10 Гбит/с можно получить с более дешёвым медным кабелем. Однако реализация оптоволоконного варианта продолжается, и в будущем мы надеемся увидеть оптические кабели, позволяющие подключать устройства на достаточно больших расстояниях. Как мы уже упоминали, проводная версия способна питать устройства мощностью до 10 Вт. Когда появятся оптический вариант, всем подключаемым устройствам нужен будет отдельный источник питания.

Несмотря на множество уникальных особенностей, многие идеи Thunderbolt позаимствовал в других местах. Например, он поддерживает "горячее" подключение. И, как FireWire, он рассчитан на работу в цепочке с другими устройствами. Системы с контроллерами Thunderbolt будут оснащаться одним или двумя портами, каждый будет поддерживает до семи устройств в цепочке, два из которых могут быть мониторами с поддержкой DisplayPort. Комбинации могут быть таковы:

• Пять устройств и два дисплея с портами Thunderbolt
• Шесть устройств и один дисплей с портом Thunderbolt
• Шесть устройств и один дисплей через адаптер mini-DisplayPort
• Пять устройств, один дисплей с портом Thunderbolt и один дисплей через адаптер mini-DisplayPort

Конечно, для последовательной цепочки необходимо, чтобы у каждого устройства (кроме последнего) было два порта Thunderbolt . Поэтому, когда вы присоединили дисплей, у которого нет порта Thunderbolt (через адаптер mini-DisplayPort), или у него только один порт, дальше передать сигнал по цепочке не получится. Таким образом, при подключении множества компонентов дисплеи необходимо ставить на последнее место.

Сам по себе разъём Thunderbolt физически совместим с mini-DisplayPort, поэтому с подсоединением проблем не возникнет.

Если какие-то условия размещения данных PCIe и DisplayPort на одном кабеле? В теории, нет. Apple и Intel решили проблему с качеством вывода на ранних устройствах через обновление прошивки в 2011 году. Интерфейс использует два канала данных, каждый из которых способен передавать информацию со скоростью 10 Гбит/с в обоих направлениях. В данном решении один канал используется для передачи данных между устройствами, второй для сигналов дисплея. И даже в этом случае мы говорим о 10 Гбит/с как об официальной характеристике Thunderbolt , поскольку складывать скорости будет не совсем верным подходом.

Thunderbolt | Пропускная способность интерфейса: сравнение с USB 3.0, FireWire и eSATA

По словам партнёров Intel, ультрабуки будут использовать контроллер Cactus Ridge с одним портом из-за низкого энергопотребления платформ. Настольные системы, ориентированные на энтузиастов, и устройства, работающие в цепочке, будут использовать контроллер Cactus Ridge 4C. Обе модели контроллера Cactus Ridge используют четыре линии PCIe 2.0. Ранее считалось, что версия 2C будет занимать только две линии, но разработчик подтвердил, что это мнение было ошибочным.

Контроллер Intel Port Ridge тоже является разработкой второго поколения. Тем не менее, он был специально спроектирован для конечных устройств. Такие устройства необходимо подключать в конец последовательной цепи или использовать отдельно. Хорошим примером конечного устройства является портативный 2,5” SSD Elgato с одним портом Thunderbolt . И поскольку интерфейс способен питать устройства мощностью до 10 Вт, в дополнительном питании нет необходимости.

Но зачем нужна дифференциация контроллеров Thunderbolt ? Intel пытается сделать технологию более доступной там, где это возможно. Мы слышали, что Light Ridge стоит около $25-$30, а Eagle Ridge примерно в половину меньше. У Port Ridge удалён один канал Thunderbolt , использующийся для сигналов DisplayPort, и, по сути, он является половиной контроллера Eagle Ridge. Таким образом, одноканальный контроллер Port Ridge с одним портом позволяет поставщикам заметно снизить стоимость конечных устройств.

Поддержка двух дисплеев

Контроллеры Cactus Ridge 4C и Light Ridge используют два выхода DisplayPort. В десктопных системах один канал подключается к встроенной графике процессора Sandy Bridge или . Второй отдается дискретной видеокарте. Конечно, возможность подключения второго экрана важна для систем high-end класса, поэтому материнские платы на базе чипсета Z77 будут использовать четырёхканальный контроллер Cactus Ridge. Реализация будет выглядеть немного странно, поскольку вам понадобиться возвратный кабель DisplayPort между дискретной видеокартой и материнской платой. Но это единственный способ установить второе соединение к контроллеру Cactus Ridge 4C.

апрашивается вопрос, почему бы просто не подключить монитор к видеокарте и не мучиться? Потому, что Thunderbolt использует активный кабель.

Активный кабель позволяет контроллеру Thunderbolt взаимодействовать с дисплеями на больших расстояниях без ущерба целостности сигнала. Однако длинный кабель DisplayPort не лучший вариант, потому что после двух метров сигнал начинает ухудшаться. DVI использует только пассивные кабели, и разрешение и частота обновления понижается с увеличением длинны (вот для чего существуют удлинители DVI). Thunderbolt решает эти проблемы и упрощает подключение монитора.

Движок HD Graphics 4000 архитектуры поддерживает до трёх независимых дисплеев. Поэтому конфигурации без дополнительной видеокарты, но оснащённые контроллером Light Ridge/Cactus Ridge 4C, дают возможность управлять двумя экранами Thunderbolt при работающем дисплее ноутбука.

Если в вашем ноутбуке установлен контроллер Eagle Ridge или Cactus Ridge 2C, вы сможете подключить только один дисплей Thunderbolt . Это ограничение контроллера, поэтому, даже если у вас есть дискретная видеокарта, вы не сможете подключить второе устройства с гнездом Thunderbolt .

Технически возможно подключить два дисплея через Thunderbolt с помощью встроенной графической подсистемы Intel в настольной системе, но для этого она должна соответствовать следующим требованиям.

• Материнская плата должна иметь контроллер Light Ridge или Cactus Ridge 4C.
• Материнская плата должна иметь вход DisplayPort для прокладки сигнала второго дисплея.
• Материнская плата должна иметь встроенный выход DisplayPort (из Intel HD Graphics 3000/4000), который возвращается к входу.

Даже несмотря на то, что подключение обратного кабеля это дополнительная работа, в этом всё же есть смысл. Кабель даёт вам возможность управлять вторым экраном, используя дискретную видеокарту. Без этого, подключить монитор Thunderbolt к высокопроизводительной видеокарте невозможно.

Thunderbolt | Thunderbolt 103: контроллер изнутри

Когда вы используете последовательную цепь или конечное устройство, контроллер Thunderbolt обеспечивает соединение PCIe 2.0 x4. Однако также обеспечивается более широкая гибкость для нескольких присоединяемых устройств. Например, при четырёх подсоединённых устройствах, вы можете сконфигурировать соединение как четыре отдельных линии PCIe 2.0 x1. Согласно Intel, контроллер Cactus Ridge (2C/4C) можно сконфигурировать следующим образом:

• 1 * x4: одно устройство на четыре линии
• 4 * x1: четыре устройства по одной линии на каждое
• 2 * x2: два устройства по две линии на каждое
• 1 * x2 + 2 * x1: одно устройство на две линии и два устройства на одну линию каждое

Чаще всего используется одно устройство, присоединённое к контроллеру Thunderbolt , т.е. конфигурация 1 * x4. Тем не менее, бывают ситуации, когда один контроллер Thunderbolt контролирует несколько устройств.

Thunderbolt | Температура активного кабеля

Возможно, вы не думали, что у внешних решений могут возникнуть проблемы с температурой, но Thunderbolt в прямом смысле является "горячей" технологией.

Инфракрасное изображение того места где кабель Thunderbolt соединяется с материнской платой показывает, что температура там достигает 43,30 градусов, даже когда устройство простаивает. При активном обмене данными температура повышается до 48,80 градусов.

Данные результаты относятся к активному кабелю Thunderbolt с двумя чипами Gennum GN2033 на каждом конце. Когда поток информации проходит через кабели, чипы обрабатывают данные активнее, поэтому мы получаем такие показатели температуры.

Не удивительно, что в более ограниченном по пространству окружении, как например MacBook Pro 13.3", термальные показатели ещё более тревожные. На расположенном выше снимке температура кабеля Thunderbolt находится в диапазоне 50 градусов. Слева от него находится кабель FireWire 800. С другой стороны – кабель USB 2.0. И, хотя, кажется, что эти интерфейсы тоже излучают тепло, на самом деле они нагрелись от кабеля Thunderbolt , находящегося рядом. К счастью нагреваются только концы кабеля, а сами провода остаются холодными.

Высокая температура не станет для вас проблемой, если использовать адаптер mini-DisplayPort. Сигнал дисплея всегда присутствует в кабеле.

Итак, в сравнении с USB и FireWire, кабели Thunderbolt довольно горячие. Но тепло выделяется только на штекере, к которому вы прикасаетесь короткий промежуток времени, когда отключаете/подключаете кабель, да и температура не так высока чтобы обжечься.

Thunderbolt | Протаптывая дорожку к высокоскоростным интерфейсам

Несмотря на не очень яркий дебют на ПК, чистая производительность интерфейса Thunderbolt впечатляет. Он обеспечивает пропускную способность примерно 1 Гбайт/с, и ультрабыстрые внешние накопители уже становятся реальностью. Но Thunderbolt не только позволяет использовать большие внешние диски, но и выводит наружу шину PCIe вашей материнской платы, помогая тем самым реализовать инновации, которые мы в какой-то степени уже видели, и те, которые без сомнения удивят нас в следующем году.

Возможно, самым большим недостатком Thunderbolt является цена, которая не очень подходит для бюджетных решений. Адаптер Seagate GoFlex на базе Thunderbolt стоит $190, что, согласитесь, совсем не дёшево. Для сравнения, адаптеры FireWire 800, которые раньше считались дорогими, стоят в районе $80, и адаптеры USB 3.0 продаются примерно за $30. За такую высокую цену можно поблагодарить контроллеры Intel Thunderbolt , особенно учитывая тот факт, что поставщики устройств на базе Thunderbolt не включают в набор кабели. Т.е. готовьтесь потратить ещё $50 только для того, чтобы подключить новую игрушку к материнской плате.

Однако представители Intel утверждают, что компания делает всё возможное, чтобы снизить стоимость: представлены более дешёвые контроллеры Thunderbolt второго поколения (Cactus Ridge и Port Ridge), к тому же компания предоставляет субсидии партнёрам, чтобы помочь покрыть затраты.

Несмотря на свою технологичность и более высокую производительность, энтузиастам всё же следует придерживаться более дешёвых контроллеров накопителей, SSD на базе SATA и внутренних видеокарт. Количество задач, которые требуют возможностей интерфейса Thunderbolt по-прежнему очень мало. Вы можете получить высокоскоростное внешнее хранилище используя массивы JBOD, а большинство людей не считают, что ограничения кабелей DVI кого-то стесняют. На данный момент технология Thunderbolt занимает определённую нишу в настольных компьютерах, привлекая профессиональных аудио и видео редакторов, которым нужна низкая задержка и высокая пропускная способность для быстрого перемещения больших объёмов данных.

Интерфейс Thunderbolt , пожалуй, более перспективен в сфере мобильных устройств. Мы любим ноутбуки за их мобильность. Но обычно они проигрывают в производительности и гибкости. Вынося наружу интерфейсы PCI Express и DisplayPort, Thunderbolt даёт возможность добавить быстрый накопитель, внешнее устройство для обработки графики и большой монитор к маленькому ноутбуку, который ранее с таким оборудованием работать не мог.

Нет сомнений в том, что Thunderbolt компенсирует недостатки современных внешних интерфейсов. Благодаря стандартам, на которых основана технология Thunderbolt , вне корпуса (мобильного или настольного) можно делать вещи, которые ранее были невозможны.

Подключается к компьютеру при помощи одного из четырех разъемов - USB 2.0, USB 3.0, FireWire или Thunderbolt. В музыкальном сообществе бытует мнение, что FireWire дает лучшее качество звука, работает в несколько раз быстрее USB и вообще предпочтительнее для студии звукозаписи. Превосходство FireWire обычно подкрепляется устаревшими данными о возможностях интерфейсов, а также доводами из разряда «мне один очень уважаемый музыкант/звукач сказал».

Редакция сайт рассказывает, в чем принципиальные отличия USB, FireWire и Thunderbolt, есть ли разница в том, через какой порт подключать устройство, и почему музыканты заблуждаются, когда говорят о превосходстве FireWire.

Краткий экскурс в историю FireWire, USB и Thunderbolt

Разработка стандарта FireWire началась в конце 1980-х совместными силами Apple, Sony, Texas Instruments, IBM, STMicroelectronics и Digital Equipment Corporation. Итоговый результат представили общественности в 1995 году, тогда же Apple стала позиционировать FireWire как основной стандарт для подключения цифровых аудио и видеоустройств к компьютерам Mac.

Первые спецификации стандарта USB появились в середине 1990-х годов. Разработчики нового разъема (Compaq, IBM, Intel, Microsoft, Northern Telecom) преследовали цель снизить количество портов для подключения внешних устройств к персональному компьютеру, предложив универсальную замену.

Что же касается Thunderbolt, то изначально интерфейс разрабатывался Intel и Apple и, после своего выхода в 2011 году, позиционировался как универсальный разъем, с помощью которого можно передавать любые данные между ноутбуками, мобильными устройствами и стационарными компьютерами. По задумке авторов, пропускная способность в размере 10 Гбит/с позволила бы уменьшить количество необходимых пользователям кабелей.

USB-кабель

Создание стандартов Thunderbolt, FireWire и USB преследовало разные цели:

• USB создавался с прицелом на простоту, универсальность и дешевизну;
• FireWire разрабатывался для достижения максимальной производительности и быстродействия, особенно при работе с аудио и видео;
• Thunderbolt создавался как частичная альтернатива FireWire для уменьшения количества проводов и достижения высочайшей скорости работы.

FireWire и Thunderbolt изначально предназначались для передачи большого количества данных. Такое позиционирование было справедливо до появления интерфейса USB 3.0, который также обеспечивает комфортную и быструю передачу большого количества информации.

Реальную скорость передачи данных можно узнать простым делением заявленной скорости на 10. Для FireWire с заявленной скоростью 800 Мбит/с, реальная скорость передачи данных составит около 80 МБ/с. Таким образом, в идеальных условиях пользователь может копировать 80 мегабайт информации за секунду. В реальных условиях цифры будут отличаться в меньшую сторону.

FireWire долгое время был стандартом для подключения цифровых аудио и видеоустройств благодаря высокой скорости обмена информацией. Создатели интерфейса позиционировали его как идеальный разъем для тех пользователей, чья ежедневная работа связана с обработкой большого количества фото-, видео- и аудиоконтента. Изначально показатель количества данных, которые можно передать в единицу времени, для шины FireWire составлял до 400 Мбит/с (FireWire 400), а позднее, с выходом обновленной версии шины, был увеличен до 800 Мбит/с (FireWire 800).

Thunderbolt, частично пришедший на смену FireWire, позиционируется как интерфейс на все случаи жизни. За счет возможности передавать до 40 Гбит данных за секунду, разъем подойдет как для повседневных задач (скинуть документы), так и для профессиональной работы с любым медиаконтентом. При этом Apple и Intel всячески отмечали универсальность Thunderbolt, рассказывая о возможности подключать через этот интерфейс мониторы, камеры и другую периферию, работать с потоковым видео и аудио, и обмениваться любой информацией.

USB был более дешевым и доступным разъемом «на каждый день», предназначенным для подключения устройств, которым не нужно передавать большой поток информации. Первая версия разъема работала со скоростью до 1,5 Мбит/с, что на фоне FireWire выглядело смешно. С выходом USB 2.0 в 2000 году скоростные преимущества FireWire стали менее очевидными - теоретическая скорость передачи данных по шине USB возросла до 480 Мбит/с. После выхода USB 3.0, чья скорость возросла до 5 Гбит/с, скоростные преимущества FireWire попросту сошли на нет.

В чем отличие интерфейсов

Главное отличие FireWire от USB заключается в принципе работы. FireWire работает по принципу P2P (от англ. peer-to-peer - равный к равному; см. Одноранговая сеть), где все устройства равны по своим возможностям. Так, например, пользователь может соединить два FireWire-устройства и устроить прямой обмен информацией между ними.

USB и Thunderbolt работают при обязательном участии третьей стороны - концентратора, организующего обмен информацией между устройствами. Чтобы соединить два девайса через USB или Thunderbolt и перекинуть между ними информацию, оба устройства нужно предварительно подключить к компьютеру.

Среди других отличий можно выделить степень распространенности и конечную стоимость внедрения. Если в начале 2000-х наличие USB было редкостью, то сегодня USB-портами оснащаются практически все компьютеры, ноутбуки, ультрабуки и планшеты, вне зависимости от ценового сегмента. При этом их количество начинается от 1-2 и заканчивается 8-10 штуками. Что же касается FireWire и Thunderbolt, то ими чаще всего оснащаются устройства высшего ценового диапазона, а сам порт зачастую только один.

Интересный факт: компания Acer, первой начавшая внедрять интерфейс Thunderbolt в собственные ноутбуки, спустя некоторое время первой же отказалась от этого интерфейса, отдав предпочтение USB 3.0.

Такая ситуация складывается из-за конечной стоимости разъемов: в то время как цена внедрения одного USB-порта в среднем составляет около $0,2-0,5, стоимость одного FireWire-разъема составляет $1-2, из которых 25 центов нужно заплатить Apple, как владельцу патента на технологию. С Thunderbolt ситуация еще хуже: стоимость разъема может достигать $30, из которых большая часть уйдет в карман Intel и Apple.

Что лучше для музыканта: FireWire или USB 2.0, Thunderbolt или USB 3.0?

Так что же лучше для музыканта - Thunderbolt, FireWire или USB? В среде музыкантов считается, что устройства с FireWire работают лучше девайсов с USB-подключением. Причем такое мнение касается даже одинаковых моделей аудиоинтерфейсов, отличающихся только методом подключения.

Чтобы окончательно убедиться в этом, можно провести простые расчеты. Пропускная способность USB 2.0 составляет 480 Мбит - за одну секунду мы можем передать 480 000 000 бит информации. Зная это, представим худший сценарий: аудиоинтерфейс Audient iD44 одновременно работает с 44 каналами входящего и/или исходящего сигнала с частотой дискретизации 96 кГц и разрядностью 24 бита. Получается, что аудиокарта получает или передает 44 независимых потока данных или сэмплов в 24-кратном размере, при этом каждый сигнал передается за секунду 96 000 раз. Чтобы посчитать, сколько бит информации ежесекундно обрабатывает карта, перемножим цифры:

44 канала × 96 000 сэмплов × 24 бита = 101 376 000 бит в секунду

Конечно, в общем потоке на карту и компьютер также передаются и другие служебные данные. С учетом их передачи итоговое число вырастет на пару десятков тысяч бит, но даже так мы и близко не достигнем порога пропускной способности USB 2.0. Даже если мы подключим к iD44 через ADAT аналогичный интерфейс и увеличим число каналов вдвое и даже втрое, мы все равно не доберемся до предельной отметки. Как видите, увеличенная пропускная способность USB 3.0, составляющая 5 Гбит/с попросту избыточна, тем более в домашних условиях, где количество одновременно задействованных каналов (потоков данных) редко превышает 10-12 штук.

По мнению Audient, Thunderbolt теоретически предлагает увеличенную скорость передачи информации и ширину канала в сравнении с USB. На практике же реальная скорость во многом зависит от используемых аудиодрайверов.

Тем не менее Thunderbolt, при всех его плюсах, до сих пор не получил широкого распространения (особенно на PC). Более 95% компьютеров несовместимы и никогда не будут совместимы с этим разъемом. В 2018, когда аудиоинтерфейс должен быть не только производительным, но и мобильным, это становится критичным: вы не сможете взять Thunderbolt-карту к другу, чтобы записываться на его ноутбуке, и будете привязаны к своему компьютеру. Такая проблема просто немыслима для USB: любые версии интерфейса совместимы между собой, поэтому даже если все USB 2.0 порты исчезнут из компьютеров, любые устройства с этим разъемом продолжат работать как ни в чем не бывало.

Говорить о задержке во времени прохождения сигнала (латенсии) применительно к аудиоинтерфейсу не совсем корректно. Латенсия напрямую зависит от того, как быстро компьютер может обрабатывать аудиоданные, а не от того, как быстро передается сигнал.

И что в итоге?

Вопрос производительности FireWire и USB был актуален в конце 1990-х и начале 2000-х годов, когда полоса пропускания FireWire была значительно выше, а рынок был наполнен устройствами с поддержкой только FireWire. Сегодня, когда скорость разъема USB превосходит FireWire, производители музыкального и студийного оборудования или совсем отказываются от поддержки FireWire, или же выпускают две, а то и три версии устройств - с Thunderbolt, FireWire и USB.

Разница между разъемами существует только на бумаге. В условиях студии звукозаписи разницы между FireWire, Thunderbolt, USB 2.0 и USB 3.0 в быстродействии, времени задержки при прохождении сигнала и прочих показателях вы не заметите. Выбор устройства должен зависеть только от технического оснащения студии звукозаписи (см. ). Если вам важна максимальная совместимость с другими устройствами, лучше смотреть в сторону USB, если во главе угла стоит производительность - подумайте о Thunderbolt, а если для вас нет ничего важнее возможности дальнейшего расширения, то обратите внимание на FireWire.

По сравнению с другими технологиями ввода/вывода для ПК, включая eSATA, USB, и IEEE 1394 Firewire*. Реальные значения производительности могут различаться в зависимости от используемых аппаратных средств и программного обеспечения. Обязательно использование устройства с технологией Thunderbolt™. Дополнительную информацию можно найти на сайте .

Технология Thunderbolt™ 3 предлагает поддержку порта DisplayPort, который позволяет подключаться ко всем дисплеям, оснащенным портами DisplayPort или mini-DisplayPort, а при использовании адаптеров - ко всем другим современным дисплейным интерфейсам, в том числе HDMI, DVI и VGA.

Тестируется производительность компонентов при работе с документом в конкретном тесте на определенных системах. Любые различия в программном, аппаратном обеспечении или конфигурации будут оказывать влияние на фактическую производительность. При принятии решения о приобретении ПК рекомендуется обращаться также к другим источникам информации о характеристиках. Для получения исчерпывающей информации о производительности и результатах эталонных тестов посетите веб-сайт по адресу .

Доступность функций и преимуществ технологий Intel® зависит от конфигурации системы, а для их работы может потребоваться включенное оборудование, программное обеспечение или активация сервисов. Значения производительности могут изменяться в зависимости от конфигурации системы. Ни один продукт или компонент не может обеспечить абсолютную защиту. Проконсультируйтесь с производителем или продавцом системы. Подробная информация также представлена на веб-сайте