Thunderbolt技術解説

Thunderboltテクノロジとは

ユーザーは長い間、モバイルコンピューターにデスクトップレベルのパフォーマンスを求めていました。 Thunderboltの開発は、電力を供給しながら、1本のケーブルで利用可能な最速のデータとより多くのビデオ帯域幅を同時にサポートすることで、新しいユーザーエクスペリエンスを創造しました。

Thunderboltを使用すると、ユーザーはミニDisplayPortまたはDisplayPort接続をサポートするモニターに接続できます。アダプターは、HDMI、DVI、およびVGA接続も可能にします。

Thunderbolt 1および2はMini DisplayPortと同じコネクタを使用し、Thunderbolt3はUSB Type Cを使用します。

Thunderbolt 3接続モード

Thunderbolt 3は、接続されているケーブルとデバイスの機能を動的に検出します。
一般的に透過的な方法で、いくつかのモードを検出して有効にすることができます。

USB専用モード
USBデバイスが接続されている場合、Thunderbolt 3 対応システム内のUSBホストコントローラがアクティブになり、Thunderbolt 3シリコンPHYがUSB(2.0,3.0または3.1)信号をUSB Cポートに送信します。このモードでは、サンダーボルト3ポートは、標準的なUSB 3 3.1対応のコネクタとまったく同じように動作します。

DisplayPort専用モード
DisplayPortディスプレイまたはアダプターが接続されている場合、Thunderbolt 3対応システムはこれを検出し、USB Cコネクタを駆動するピンをDisplayPort alternateモードに切り替えます。 Thunderbolt 3シリコンはルーターとして機能し、システム内のグラフィックエンジンからUSB Cコネクタピンを介して生のDisplayPortトラフィックを送信し、そのDisplayPortリンクをディスプレイまたはアダプターに直接渡します。

このモードでは、Thunderbolt3対応のUSB Cポートは、DisplayPortの単一の4レーン(4 x5.4 Gbps、またはHBR2)リンクをサポートします。これらの4つのリンクは、USB-Cコネクタとケーブルの2対の高速ワイヤにまたがっています。この種のDisplayPortリンクは、60Hzで4K解像度の単一の非圧縮ディスプレイをサポートできます。

DisplayPortとUSB混合モード
この代替動作モードでは、信号の高速コネクタピンペアの1つがDisplayPort(現在は5.4 Gbpsで2レーン)専用で、もう1つがUSB3.1専用です。これにより、ドッキングステーションやデータとディスプレイドングルなどのように、データとディスプレイデバイスの基本的な接続が可能になります。

2レーンのDisplayPort1.2aを使用すると、Quad HD(QHD)での解像度、または60Hzで2560×1600を実現できます。

Thunderbolt3モード
Thunderboltをサポートするケーブルとデバイスが接続されている場合、Thunderboltシリコンは最高性能モードをアクティブにし、10Gbps、20Gbps、または40Gbpsのいずれかで2つの双方向リンクをリンクします。さらに、このThunderboltリンクを満たすために、シリコンは、Thunderboltケーブルとホストシステムの下流に接続されたデバイスへのコネクタを介して、PCI Express Gen 3(4 x 8 Gbps)の最大4レーンと、DisplayPort出力の最大2レーン(4レーン)のフルリンクを抽出してルーティングします。

Thunderboltネットワークモード
Thunderboltの追加の強力な機能により、Thunderboltを介して1つ以上のホストを直接(またはThunderboltチェーンの別々の端に)接続できます。この場合、Thunderboltには、これらのシステム間にIPネットワークリンクを作成するソフトウェアがあります。このネットワークモードでは、Thunderboltインターフェイスが仮想イーサネットアダプターとして機能し、Thunderboltシリコンが各ホストシステムに備えているPCIExpressインターフェイスを介してトラフィックを転送できます。

電力供給と充電
ここにリストされている各モードで、Thunderbolt 3システム(システムメーカーによってこれをサポートするように設計されている場合)は、USB PD仕様を介してシステムに最大100Wの電力供給設計されたデバイスまたはアダプターからコネクタを介して充電を要求することもできます。
このようにして、Thunderbolt3対応のUSB Cコネクタは、さまざまな構成で、充電、表示、データ、または3つすべてを同時にサポートできます。

Thunderbolt3とは

Thunderboltは洗練されたテクノロジーであり、全てをUSB Cで行うというシンプルなビジョンを備えています。

Thunderbolt 3は、すべての接続ニーズに対応できる単一のコネクタです。ドックに接続して、レガシー周辺機器に拡張します。 1つまたは2つのモニターにケーブルを直接接続します。または、単一(またはシリーズ)の高性能な専用Thunderboltデバイスに接続します。システムを充電するための単一のコネクタを使用して、これ以上のことを行うことができます。

Thunderbolt 3は、新しいUSB Cリバーシブルコネクタ上に構築され、最新のUSB 3.1テクノロジーを統合して、既存の規格に対するハイパフォーマンスと互換性を提供します。

 

Thunderbolt 3のしくみ

基本的に、Thunderboltは、いくつかの基盤となるプロトコルを採用し、それらを1つのインターフェイスに結合するように設計されたトンネリングアーキテクチャです。このようにして、リンクの全体的な速度とパフォーマンスを、データ、ディスプレイ、その他のプロトコルの基本的な用途間で共有できます。物理インターフェイスレベルでは、IntelのThunderbolt 3シリコンは、いくつかの重要な機能を組み込んでいます。
動作モードを動的に切り替えて次のいずれかを駆動できる物理インターフェイス(PHY)レイヤー:

-USB 2.0、3.0、および3.1
-DisplayPort * 1.1および1.2a
-20Gbpsおよび40GbpsでのThunderbolt

Thunderboltモードでは、Thunderbolt 3ポートは、少なくとも1つまたは2つの(4レーン)DisplayPortインターフェイス、および最大4レーンのPCI Express Gen3をサポートする機能を備えています。

ビデオパフォーマンス
Thunderbolt Graphicは、HDビデオ再生と3Dレンダリングのすべての困難な作業をデバイスのGPUにオフロードします。 GPUのパフォーマンスが良ければ、4Kモニターでゲームをプレイすることもできます。

Thunderbolt Graphicは、お気に入りの映画を楽しむことができるHDCP(これはコンテンツ保護の形式です)のサポートを提供します

Appleユーザーの場合:Appleのディスプレイ設定では解像度が非表示になるため、Appleディスプレイの解像度インターフェイスのオプションボタンを押したまま、解像度インターフェイスのズーム位置をクリックして非表示の解像度を表示してください。次に、実際の解像度を確認します。

真の詳細を発見
超高精細(Ultra High Definition:UHD)としても知られる4Kは、1080pフルHDの4倍のディテールを提供します。これは200万ピクセルに対して800万ピクセルであり、画像の鮮明さ、ディテール、テクスチャーを向上させます。

 

Thunderbolt4の紹介

Intelは、2020年7月に、次世代のユニバーサルケーブル接続ソリューションであるThunderbolt™4に関する新しい詳細を発表しました。これにより、最小パフォーマンス要件が強化され、機能が拡張され、USB4仕様に準拠します。

Thunderbolt 4は、初めて、最大4つのThunderboltポートと最大2メートルの長さのユニバーサルケーブルを備えたドックを提供します。コードネーム「Tiger Lake」と呼ばれるIntelの今後のモバイルPCプロセッサは、Thunderbolt4を統合する最初の製品となります。

「Thunderboltは、さまざまなデバイスで最先端の接続標準を消費者に提供し、コンピューティングエクスペリエンスの向上を支援し、シンプルさ、パフォーマンス、信頼性を備えたUSB-Cの実現を約束します。Thunderbolt4の登場は、Intelが真にユニバーサルな接続ソリューションに向けたPCエコシステムをどのように前進させているかを強調しています。」

 

タイプ

 

重要な理由

Thunderbolt製品は、1つのUSB Type-Cポートのシンプルさで、コンピューターをデータ、ビデオ、電源に接続するための、業界をリードする一貫した一連の機能を提供します。

強力なThunderboltドック、ディスプレイ、高速ストレージ、またはUSBアクセサリに接続して、すっきりとしたワークスペースを実現します。

 

Thunderbolt4の接続性

それが提供するもの

Thunderbolt 4は、Thunderbolt 3の革新に基づいて構築されており、真にユニバーサルなケーブル接続エクスペリエンスを実現します。 Thunderbolt 4は、単一の接続で常に40 Gbpsの速度とデータ、ビデオ、および電力を提供します。これは、最も包括的なThunderbolt仕様であり、USB4、DisplayPort、PCI Express(PCIe)など、業界標準の幅広い仕様に準拠しており、前世代のThunderboltおよびUSB製品と完全に互換性があります。

Thunderbolt4の認定要件は次のとおりです。

•Thunderbolt3の最小ビデオおよびデータ要件を2倍にします。

-ビデオ:2つの4Kディスプレイまたは1つの8Kディスプレイのサポート。

-データ:最大3,000MBpsのストレージ速度を実現する32GbpsのPCIe。

•最大4つのThunderbolt4ポートを備えたドックのサポート。

•少なくとも1つのコンピューターポート2でPCを充電します。

•Thunderboltドックに接続しているときにキーボードまたはマウスに触れて、コンピューターをスリープ状態から復帰させます。

•物理的なDMA攻撃の防止に役立つIntelVT-dベースのダイレクトメモリアクセス(DMA)保護が必要です。

 

Thunderbolt 4 の長さ

 

 

 

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