Thunderbolt テクノロジーとは？
ユーザーは長年にわたり、ポータブルコンピューターにデスクトップレベルの性能を求めてきました。Thunderbolt は、単一のケーブルで利用可能な最速のデータ帯域と映像帯域を同時にサポートし、さらに電力供給も行うことで、新しいユーザー体験を生み出すために開発されました。
Thunderbolt を使用すると、mini DisplayPort または DisplayPort 接続をサポートする 2 台のモニターに接続できます。アダプターを使用すれば、HDMI、DVI、VGA 接続も可能です。
Thunderbolt 1 および 2 は Mini DisplayPort と同じコネクタを使用し、Thunderbolt 3 は USB Type-C を使用します。
Thunderbolt 3 の接続モード
Thunderbolt 3 は、接続されたケーブルやデバイスの機能を動的に検出します。複数のモードが自動的に検出・有効化され、通常はユーザーが意識する必要はありません。
USB のみのモード
USB デバイスが接続されると、Thunderbolt 3 対応システム内の USB ホストコントローラーが有効になり、Thunderbolt 3 の PHY が USB（2.0、3.0、または 3.1）の信号を USB-C ポートへ送信します。このモードでは、Thunderbolt 3 ポートは通常の USB 3 / 3.1 対応コネクタとまったく同じように動作します。
DisplayPort のみのモード
DisplayPort ディスプレイまたはアダプターが接続されると、Thunderbolt 3 対応システムはそれを検出し、USB-C コネクタのピンを DisplayPort オルタネートモードに切り替えます。Thunderbolt 3 の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スエンジンからの生の DisplayPort 信号を USB-C コネクタのピン経由で外部に送信し、その DisplayPort リンクをディスプレイやアダプターに直接渡します。
このモードでは、Thunderbolt 3 対応 USB-C ポートは、4 レーン（4 × 5.4Gbps、HBR2）の DisplayPort リンクを 1 本サポートします。これら 4 レーンは、USB-C コネクタおよびケーブル内の 2 組の高速信号線を使用します。この DisplayPort リンクは、非圧縮の 4K 解像度・60Hz のディスプレイを 1 台サポートできます。
DisplayPort と USB の混合モード
このオルタネートモードでは、高速信号ピンペアのうち 1 組が DisplayPort（5.4Gbps の 2 レーン）に、もう 1 組が USB 3.1 に割り当てられます。これにより、ドッキングステーションやデータ＋ディスプレイ用ドングルなど、データと映像の基本的な接続が可能になります。DisplayPort 1.2a の 2 レーンを使用することで、QHD（2560×1600）解像度を 60Hz で実現できます。
Thunderbolt 3 モード
Thunderbolt に対応したケーブルとデバイスが接続されると、Thunderbolt シリコンは最高性能モードを有効化し、10Gbps、20Gbps、または 40Gbps の双方向リンクを 2 本接続します。さらに、この Thunderbolt リンクを満たすために、最大 4 レーンの PCI Express Gen 3（4 × 8Gbps）と、最大 2 系統（各 4 レーン）の DisplayPort フルリンクを取り出してルーティングし、Thunderbolt ケーブルとコネクタを介して、ホストシステムの下流に接続されたデバイスへ送信します。
Thunderbolt ネットワーキングモード
Thunderbolt の追加的かつ強力な機能として、Thunderbolt 経由で 2 台以上のホストを直接（または Thunderbolt チェーンの両端で）接続することができます。この場合、Thunderbolt にはシステム間に IP ネットワークリンクを作成するソフトウェアが用意されています。このネットワーキングモードでは、Thunderbolt インターフェースが仮想 Ethernet アダプターとして機能し、各ホストシステム内の Thunderbolt シリコンが持つ PCI Express インターフェースを介して通信を転送します。
電力供給と充電
上記のすべてのモードにおいて、（システムメーカーが対応設計している場合）Thunderbolt 3 システムは、USB PD 仕様に基づき、最大 100W までの電力を供給できるデバイスやアダプターから充電を要求することができます。このようにして、Thunderbolt 3 対応 USB-C コネクタは、充電、映像、データ、またはそれらすべてを同時に、さまざまな構成でサポートできます。
Thunderbolt 3 とは？
Thunderbolt は高度な技術でありながら、「すべてをこなす USB-C」というシンプルなビジョンを持っています。Thunderbolt 3 は、あらゆる接続ニーズを満たす単一のコネクタです。
ドックに接続して従来の周辺機器を拡張したり、モニター 1 台または 2 台に直接接続したり、高性能な Thunderbolt 専用デバイスを 1 台または複数台直列接続したりできます。
Thunderbolt™ 3 ― 1 つのポートですべてを実現
1 つのコネクタで、これらすべてに加えてシステムの充電も行えます。Thunderbolt 3 は、新しい USB-C のリバーシブルコネクタを基盤とし、最新の USB 3.1 技術を統合することで、高い性能と既存規格との互換性を実現します。
Thunderbolt 3 はどのように動作するのか？
基本的に、Thunderbolt はトンネリングアーキテクチャであり、複数の基盤プロトコルを 1 つのインターフェースに統合するよう設計されています。これにより、データ、映像、その他の用途に応じて、リンク全体の速度と性能を共有できます。
物理インターフェースレベルでは、Intel の Thunderbolt 3 シリコンは、以下を動的に切り替えて駆動できる PHY（物理層）を備えています。
- USB 2.0、3.0、3.1
- DisplayPort* 1.1 および 1.2a
- Thunderbolt（20Gbps および 40Gbps）
Thunderbolt モードでは、Thunderbolt 3 ポートは、少なくとも 1 系統または 2 系統（4 レーン）の DisplayPort インターフェースと、最大 4 レーンの PCI Express Gen 3 をサポートできます。
映像性能
Thunderbolt Graphic は、HD 動画再生や 3D レンダリングといった重い処理をデバイスの GPU にオフロードします。GPU の性能が十分であれば、4K モニターでゲームをプレイすることも可能です。
Thunderbolt Graphic は HDCP（コンテンツ保護方式）をサポートしており、お気に入りの映画を楽しむことができます。
Apple ユーザー向け注意事項
Apple のディスプレイ設定では解像度が非表示になる場合があります。その場合は、解像度設定画面で option キーを押しながら「拡大表示」をクリックし、非表示の解像度を表示してください。その後、実際の解像度を確認してください。
真のディテールを体験する
4K（Ultra High Definition：UHD）は、1080p フル HD の 4 倍の情報量を提供します。約 800 万画素は、約 200 万画素のフル HD と比べ、より高い鮮明さ、細かなディテール、豊かな質感をもたらします。
USB-C プラグのシンボル
Thunderbolt 4 の紹介
Intel は 2020 年 7 月に、ユニバーサルケーブル接続ソリューションの次世代である Thunderbolt™ 4 に関する新たな詳細を発表しました。Thunderbolt 4 は、最小性能要件の引き上げ、機能拡張、そして USB4 仕様への準拠を実現します。
初めて、最大 4 つの Thunderbolt ポートを備えたドックや、最大 2 メートルのユニバーサルケーブルが提供されます。コードネーム「Tiger Lake」と呼ばれる Intel の次世代モバイル PC プロセッサーが、最初に Thunderbolt 4 を統合します。
Thunderbolt は、シンプルさ、性能、信頼性を兼ね備えた USB-C の可能性を実現し、さまざまなデバイスにわたって優れた接続規格を提供します。Thunderbolt 4 の登場は、Intel が PC エコシステムを真のユニバーサル接続ソリューションへと進化させていることを示しています。
なぜ重要なのか？
Thunderbolt 製品は、たった 1 つの USB Type-C ポートで、データ、映像、電力を接続できる、一貫した業界最高水準の機能を提供します。
高性能な Thunderbolt ドック、ディスプレイ、高速ストレージ、または任意の USB
アクセサリーに接続し、すっきりとした作業環境を実現できます。
Thunderbolt 5 を利用するには？
Thunderbolt 5 を使用するには、コンピューターに Thunderbolt 5 ポート が必要です。Thunderbolt 4 や USB-C などの既存ポートをアップグレードして同じ機能を得ることはできません。
- Apple は Thunderbolt 5 をいち早く自社コンピューターに搭載したメーカーの一つです。
- 現在では、多くの Windows ノート PC やデスクトップにも搭載されています。
- 周辺機器メーカーも対応を進めており、Thunderbolt 5 対応のモニター、ドック、
ケーブル、ドライブが今後増えていくでしょう。
まとめ
Thunderbolt 5 は、デバイスの接続と電力供給を、より高速・簡単・高機能にする大きな進化です。動画編集、ゲーム、大容量ファイルの作業、あるいはケーブルを減らしてスピードを重視したい場合でも、現代の要求に対応できるよう設計されています。
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