Thunderbolt、Lightning Bolt竞逐视讯、信息整合高速传输界面主流 智能应用 影音
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Thunderbolt、Lightning Bolt竞逐视讯、信息整合高速传输界面主流

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Thunderbolt使用缆线专利。Apple
Thunderbolt使用缆线专利。Apple

以DisplayPort界面为连接I/O的Thunderbolt,挟DisplayPort基本高清数码视讯传输界面应用整合PCIe高速传输应用模式,先在Apple系列产品导入界面应用;而且Thunderbolt本身还具备未来光纤化应用基础,前景十分看好。为不让Thunderbolt专美于前,AMD期待以Lightning Bolt整合视讯与数据传输应用,结合以高速数据传输应用为目标开发的USB 3.0,让USB 3.0加值效益更高...

突破性传输界面技术的Thunderbolt,基本上为PCIe(PCI Express)外接界面版本,加上DisplayPort可串接雏菊链(Daisy Chain)型态拓扑架构,让Thunderbolt数据与影像传输应用更加弹性,虽然目前仅在Apple 2012年生产的笔记本电脑、桌上型电脑产品才能看到,但相关周边已相继推出Thunderbolt传输方案产品,未来发展动能可期。

Thunderbolt使用连接器专利。Apple

Thunderbolt使用连接器专利。Apple

Thunderbolt传输缆线,可用DisplayPort界面与单一条电缆,就能同时传输视讯与巨量数据。Apple

Thunderbolt传输缆线,可用DisplayPort界面与单一条电缆,就能同时传输视讯与巨量数据。Apple

Thunderbolt具高效能数据传输应用优势,图为采行Thunderbolt界面之磁碟阵列周边。PROMISE

Thunderbolt具高效能数据传输应用优势,图为采行Thunderbolt界面之磁碟阵列周边。PROMISE

AMD Lightning Bolt传输界面技术可让用户仅使用单一条缆线,同时满足USB 3.0与视讯传输用途。AMD

AMD Lightning Bolt传输界面技术可让用户仅使用单一条缆线,同时满足USB 3.0与视讯传输用途。AMD

AMD Lightning Bolt传输界面技术架构,为整合DisplayPort 1.2与USB 3.0两种界面传输技术。AMD

AMD Lightning Bolt传输界面技术架构,为整合DisplayPort 1.2与USB 3.0两种界面传输技术。AMD

另一方面,USB 3.0界面则挟其USB 2.0高装载率,几乎只要看得到的笔记本电脑、桌上型电脑或各式周边,都能找得到USB界面设计,而USB 3.0界面改版最主要是在界面电源供应与传输效能大幅改善,一方面赋予USB界面更丰沛电源输出,同时提升传输效能,以因应未来巨量传输需求。AMD因看准其巨量传输优势,计划开发基于USB 3.0界面的Lightning Bolt视讯?数据传输应用产品,Thunderbolt与Lightning Bolt可以说是对立的竞争技术。

Thunderbolt技术有PCIe加持 传输效能表现优异

以Thunderbolt界面技术来说,虽然传输效能惊人,但其传输连接能力明显较USB 3.0表现略逊一筹,因为其界面采雏菊链式的拓扑架构,顶多仅可串连7部周边装置。然而,每一部以Thunderbolt界面串接的装置都可获得相同的传输带宽,这相当适合作为3C产品、轻薄笔记本电脑在持续朝极致轻、薄发展下可用的外部高速传输界面,不只具备极高效能的外部周边数据传输能力,同时也能具备一定水准的功能扩充性。

检视Intel发表的Thunderbolt界面技术,其外部传输效能可提供每通道10Gbit/sec之全双工(Full-duplex)数据传输带宽,此表现已超越现有I/O界面技术或规格极限。同时,利用同一条Thunderbolt传输线就能同时支持PCIe数据传送?接收与DisplayPort视讯传输信号,便捷的连接操作过程更有助于应用界面推广,与维持易用的使用经验。

Meta-protocol扩充界面应用弹性

尤其是Thunderbolt技术,不只可加强如数据备份、内容分享及数码影音剪辑等热门应用的操作速度,大幅缩短数据传输的作业等待时间,对于用在数码内容创作、数码娱乐应用用户来说,数据传输效能提升可让整个应用更加便捷,也较能吸引用户转移相关周边来配合Thunderbolt界面技术;甚至在低延迟性、精准的时间同步功能,Thunderbolt也同样能满足专业数码影音剪辑应用领域的需求。

Thunderbolt关键特性在于,每个连结界面均支持双通道10Gbit/sec数据传输带宽,单一Thunderbolt线材可兼容PCIe、DisplayPort双通信协定,界面可回溯兼容现有之DisplayPort产品串接应用,同时,Thunderbolt另可支持电缆线材、或未来的光纤传输线应用升级,对于外接周边开发厂商较有利的是,Thunderbolt已针对汇流排供电(Bus-powered)装置来提供传输线供电(Power Over Cable)应用功能做好准备。

Thunderbolt界面技术前卫之处在于,以往传统I/O设计,会将数码数据应用的数据数据使用特定I/O技术对应,对于视讯相关传输应用,也会另外准备对应I/O技术,这造成用户设备往往必须准备多重I/O连接线,才能将所需设备与装置连接。而Thunderbolt新技术在设计上相当特别之处,便是将电脑必须的视讯、数据I/O协定,同时对应到一组高效率之Meta-protocol,将PCI Express与DisplayPort传输协定同时对应到Thunderbolt界面技术,同时在一种线材传送两种数据数据,并利用硬件控制器管理支持雏菊链串接与热抽拔技术之传输路由。

Thunderbolt选用PCIe的目的相当单纯,即PCIe外接化可以极大化满足用户极致传输效能需求,加上修改现有PCIe界面控制器设计,就能用最少成本实践Thunderbolt界面所需功能特性;而Thunderbolt选用DisplayPort作为连接界面的理由也相当清晰,因为DisplayPort是目前工业标准,使用成本最低,同时DisplayPort无授权费用问题,也可直接支持高分辨率显示连接需求。

优化视讯?数据通讯架构 未来发展可期

检视Thunderbolt通讯传输架构,DisplayPort系统以交换式架构为设计基础,传输内容搭配全双工传输链路,这与汇流排型式I/O架构相当不同,新设计可让电脑每个Thunderbolt连结界面均可提供双向之全链路带宽!每个连接界面之上行?下行数据传输方向均不会共享带宽,达到传输效能极大化表现。

至于Thunderbolt在两种信号间的处理型态,可以直接兼容于Thunderbolt设备或DisplayPort装置,主要是利用主控端装置与外接设备连接状态而定,若主控端侦测到连接设备为DisplayPort装置,Thunderbolt控制器即驱动DisplayPort适用的传输信号,将原先要送达DisplayPort装置的视讯内容信息,透过Thunderbolt主控芯片进行传输。

另一方面,Thunderbolt可支持电缆或光纤传输线,使用主动式电缆传输线的传输距离可达3米,同时可藉由Thunderbolt线材提供汇流排10W电力供应,至于主动式光纤缆线(Active Optical Cable;AOC)可以提供的传输距离最长更可达数十米!

在Thunderbolt通信协定中,实体层(PHY)负责侦测热插拔装置、数据编码作业、提供高效数据传输功能等维护传输链路工作,其实体层另针对资源耗用进行最佳化设计,并在功能层提供10Gbit/sec之可用带宽。

Thunderbolt控制器开发资源完备

至于Thunderbolt通讯协定架构核心(即传输层),支持QoS(Quality of Service)带宽管理机制,可在同一个链路进行同步之DisplayPort通讯,同时再以多工模式来处理临时突发之PCIe界面的数据交换。Thunderbolt的时间同步协定,可让所有连结在Thunderbolt界面上同网域的装置进行时间同步,装置间时间落差可小于8ns。

至于Thunderbolt主控端的控制器,为拥有一或多组DisplayPort输入界面、PCIe界面或多个Thunderbolt界面,Intel开发的Thunderbolt技术方案,已把Thunderbolt技术所需功能全部整合于单组主控端控制器芯片,对系统开发商来说,可以轻易在现有设计中增Thunderbolt技术界面功能。

不只如此,Thunderbolt技术可直接沿用主流操作系统内所附加的原生DisplayPort或原生PCIe装置驱动程序,有了操作系统原生驱动软件支持,开发商不需额外投入软件开发,便能加速Thunderbolt技术导入现有产品设计方案之中。

AMD推Lightning Bolt对应技术 与Thunderbolt技术对阵

为了不让Thunderbolt界面专美于前,AMD与STMicroelectronics也酝酿建立新规格,来迎战Thunderbolt技术。AMD与STMicroelectronics计划合作推出与Thunderbolt对应的全新传输界面规格,主要是因为Intel所发展的Thunderbolt技术并未大量开放授权,让想投入的业者必须另寻蹊径。

AMD推出Lightning Bolt界面技术,是一号称可在更低成本条件下,提供与USB 3.0兼容、同时又可使用DisplayPort界面的双用界面技术。Lightning Bolt技术实践方式为,其外部连接界面端子仍为Mini DisplayPort,但与Thunderbolt界面不同的是,其应用传输缆线仍旧会包含电力,但传输通讯协定会以USB 3.0信号与DisplayPort信号为主,且Lightning Bolt在设计方案上多了一组接线盒,用以中继与分离Lightning Bolt传输界面里的相关信号。

基本上,AMD Lightning Bolt传输界面计划结合了DisplayPort 1.2界面与USB 3.0高速传输界面,AMD 2011年全系列中央处理器已逐步支持嵌入式DisplayPort(eDP),在新的Lightning Bolt传输界面中,所导入的DisplayPort 1.2界面方案传输速率已可达5.4Gbit/sec,传输效能足以满足现有高清影音播放带宽需求。

加上以整合处理数据数据为基础发展的USB 3.0,在系统端也与Thunderbolt界面具近似优势,在DisplayPort 1.2与USB 3.0界面的主流操作系统中,已有完整原生驱动程序资源,对相关业者而言,开发与整合速度应会与Thunderbolt技术同等容易,两者技术竞争态势,仍值得持续观察。