تاندربولت (رابط)

تاندربولت (Thunderbolt)

پیشینه ساخت
طراح	اینتل اپل
تاریخ طراحی	۲۴ فوریه ۲۰۱۱ (۲۰۱۱-24}})
سازنده	Various
تاریخ تولید	۲۴ فوریه ۲۰۱۱؛ ۱۲ سال پیش
پیشین	IEEE 1394 (FireWire) ExpressCard
ویژگی‌ها
طول	حداکثر: ۳ متر (۱۰ فوت) (مسی) ۶۰ متر (۲۰۰ فوت) (نوری)
پهنا	نرگی ۷.۴ میلی متر (مادگی ۸.۳ میلی متر)
ارتفاع	نرگی ۴.۵ میلی متر (مادگی ۵.۴ میلی متر)
هات‌پلاگ	بله
دِیزی چِین	بله، تا ۶ دستگاه
بیرونی	بله
شمار پین‌ها	تاندربولت ۱و۲: ۲۰ تاندربولت ۳و۴: ۲۴
الکتریکی
بیشینه ولتاژ	۱۸ ولت (bus power)
بیشینه جریان	۵۵۰ میلی آمپر (حداکثر ۹.۹ وات)
داده
سیگنال داده‌ای	بله
پهنا	تاندربولت ۱: دو کانال، هرکدام ۱۰ گیگابیت بر ثانیه (در مجموع ۲۰ گیگابیت بر ثانیه) تاندربولت ۲: در مجموع ۲۰ گیگابیت بر ثانیه تاندربولت ۳و۴: ۴۰ گیگابیت بر ثانیه دوطرفه
پین خروجی
پین ۱	GND
پین ۲	HPD
پین ۳	HS0TX(P)	انتقال با سرعت زیاد 0 (مثبت)
پین ۴	HS0RX(P)	دریافت با سرعت زیاد 0 (مثبت)
پین ۵	HS0TX(N)	انتقال با سرعت زیاد 0 (منفی)
پین ۶	HS0RX(N)	دریافت با سرعت زیاد 0 (مثبت)
پین ۷	GND
پین ۸	GND
پین ۹	LSR2P TX	انتقال با سرعت کم
پین ۱۰	GND
پین ۱۱	LSP2R RX	دریافت با سرعت کم
پین ۱۲	GND
پین ۱۳	GND
پین ۱۴	GND
پین ۱۵	HS1TX(P)	انتقال با سرعت زیاد ۱ (مثبت)
پین ۱۶	HS1RX(P)	دریافت با سرعت زیاد ۱ (مثبت)
پین ۱۷	HS1TX(N)	انتقال با سرعت زیاد ۱ (منفی)
پین ۱۸	HS1RX(N)	دریافت با سرعت زیاد ۱ (منفی)
پین ۱۹	GND
پین ۲۰	DPPWR	برق
پین ۲۵		برق

تصویر رابط سخت افزاری تاندربولت

تاندربولت (به انگلیسی: Thunderbolt) یک رابط سخت‌افزاری است که اجازه اتصالِ دستگاه‌های جانبی به یک رایانه را می‌دهد. تاندربولت ترکیب پی‌سی‌آی اکس‌پرس و درگاه نمایش به یک سیگنال سریال است که همراه با جریان مستقیم برای اتصال برق می‌باشد.

در سالیان گذشته، رابط های بی شماری برای شارژ گوشی، انتقال اطلاعات و به طور کلی ایجاد ارتباط با لوازم الکتریکی وجود داشت. اما هر چقدر که فناوری مسیر خود را به سمت پیشرفت ادامه داد، شاهد کم شدن تعداد پورت ها و بالا رفتن کیفیت آن ها بودیم. به طوری که امروزه تنها چند پورت برای شارژ گوشی ها مورد استفاده قرار می گیرند و سایر پورت ها رفته رفته مسیر خود را به سمت فراموشی ادامه می دهند. یکی از پورت هایی که نقش بسیار مهمی در مدرن شدن رابط ها داشته است، رابط تاندربولت می باشد. تاندربولت یک پورت قدیمی است که پس از سال ها برزورسانی و تغییر، بالاخره به یک استاندارد ثابت تبدیل شده و در آینده ای نچندان دور آن را در بسیاری از دیوایس های مان خواهیم دید. اما تاندربولت چیست و چگونه می تواند آینده تمام پورت ها تغییر دهد؟ در این مقاله به این سوال پاسخ خواهیم داد و تمام نسخه های تاندربولت را مورد بررسی قرار می دهیم.

تاندربولت چیست؟

تاندربولت یا ثاندربوُلت (Thunderbolt) یک رابط برای ارتباط بین کامپیوتر و لپ تاپ به لوازم جانبی است که در سال 2011 معرفی شد. کمپانی اینتل این رابط را برای کامپیوترها و لپ تاپ های اپل توسعه داد و پس از آن به دلیل پتانسیل بالا، پای این پورت به گجت های زیادی باز شد. تاندربولت بر روی مک بوک ایر یا مک بوک پرو های اپل مورد استفاده قرار می گیرد و در برخی از مادربرد های دسکتاپ نیز می توانید آن را بیابید.

این رابط نتیجه رقابت اینتل با پورت USB بود و این کمپانی قصد داشت استانداردی را به جهان معرفی کند که همانند USB فراگیر باشد، اما داده های بیشتری با سرعت بالاتر توسط آن منتقل شوند. تاندربولت در 2 مدل فیبر نوری و مسی تولید می شود؛ مدل های فیبر نوری قیمت بالایی دارند و در دستگاه های کمتری تولید می شوند، این مدل های می توانند تنها اطلاعات را منتقل کنند. اما مدل های مسی علاوه بر انتقال اطلاعات می توانند وظیفه شارژ گجت را نیز بر عهده بگیرند. به طور کلی تاندربولت یک پورت برای شارژ و انتقال اطلاعات است که عملکردی مانند USB دارد اما سرعت و کارایی آن فراتر از USB می رود. این رابط می تواند تا 32 گیگابیت در ثانیه سرعت انتقال اطلاعات را ارائه دهد که سرعت بسیار بالایی محسوب می شود.

تاریخچه

در گذشته برای ارتباط لوازم جانبی به رایانه از کابل‌ها و رابط‌های مختلفی استفاده می‌شد. به عنوان نمونه برای اتصال پرینتر از درگاه‌های چاپگر یا برای اتصال موشواره و صفحه کلید از پی‌اس۲ و بسیاری دیگر از انواع رابط‌ها بهره گرفته می‌شد. با ظهور یواس‌بی تا حدودی این مشکل برطرف گشت و این فناوری جایگزین بیشتر رابط‌های قدیمی شد. اما تقاضا برای پهنای باند بیشتر هر روز در حال افزایش بود از این جهت رابط‌های eSATA و درگاه نمایش پا به میدان گذاشتند تا نیاز به پهنای باند بیشتر را فراهم نمایند. USB هر چند در نسل‌های بعدی خود پهنای باندش را افزایش داد اما باز با محدودیت حجم انتقال روبه رو بود. این رابط نتوانست دنیای فناوری را به سمت یک رابط مشترک به سبب محدودیت در پهنای باند هدایت کند. نمایشگرها و شبکه‌های رایانه‌ای به حجم انتقال بیشتری نیاز داشتند. تعداد زیاد کابل‌ها نیز یکی دیگر از مشکلات بود.

این زمان بود که اینتل به توسعه دادن فناوری جدیدی به نام تاندربولت روی آورد. هدف از ایجاد این فناوری تهیهٔ یک رابط مشترک برای تمامی دستگاه‌ها بود. این فناوری در نمونه اولیهٔ خود توانست به پهنای باند ۱۰ گیگابیت بر ثانیه برسد؛ یعنی شما می‌توانید یک ترابایت اطلاعات را در زمان تقریباً ۱۳:۳۹ جابجا کنید! اینتل پهنای باند ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه را برای نسل بعدی این فناوری در نظر گرفته‌است. این درگاه به شکل مربعی با ضلع ۱/۲ سانتی‌متر روی بورد قرار می‌گیرد و از آن چهار رشته خارج می‌شود که می‌تواند از دو پورت پشتیبانی کند. تاندربولت از دو جفت فیبر نوری تشکیل شده‌است که یکی برای رفت و دیگری برگشت در نظر گفته شده‌است. این رشته‌ها تنها ۱۲۵ میکرون قطر دارند یعنی قطری برابر با تار موی انسان! اینتل در تلاش است این فناوری را به صورت استاندارد در تمام رایانه‌ها درآورد. مزیت تاندربولت نسبت به دیگر فناوری‌ها طول بیشتر و قطر کمتر و در عین حال پشتیبانی از پروتکل‌های بیشتر است. اینتل در تلاش است با اضافه کردن سیم مسی به این فناوری قابلیت انتقال توان مصرفی برای ابزار متصل شده را نیز فراهم آورد.

اینتل هم چنین یک نمونه از تاندربولت را به نمایش گذاشته‌است که در آن تاندربولت با یک ورودی یواس بی پیوند خورده‌است و می‌تواند اطلاعات را جابه‌جا نماید. این نسل از تاندربولت که با وارد شدن یواس‌بی-سی دستخوش تحولاتی شد، باعث به وجود آمدن تاندربولت ۳ شد. این کابل توانایی انتقال ۴۰ گیگابیت بر ثانیه را دارد.

مشخصات

تاندربولت به شکل دو جهته کار میکند یعنی به صورت همزمان میتواند با سرعت 10Gbps دیتا را ارسال و دریافت کند و به یکی از سریع‌ترین پورت‌های انتقال داده در دسترس برای دستگاه‌های مصرف‌کننده تبدیل شود.

تاندربولت دارای مشخصات فنی زیر می‌باشد:

• پهنای باند ۱۰ گیگابیت بر ثانیه
• حداکثر طول ۱۰۰ متر در نوع یک جفت کابل نوری (نوع سیم مسی تا ۳ متر)
• اتصال چند وسیله مختلف در یک زمان
• پشتیبانی از چندین فناوری گوناگون
• ارتباط دو جهته

تاندربولت ۱

تاندربولت ۱ اولین نسخه ای از این استاندارد بود که در فوریه ۲۰۱۱ معرفی شد و در مک بوک پرو اپل مورد استفاده قرار گرفت. این پورت از استاندارد Displayport 1.1a و PCI Express 2.0 در حالت ۴ مسیره به صورت یکجا بهره میبرد. پهنای باند این رابط ۱۰ گیگابایت در ثانیه بود. این کابل از انتقال دیتا به صورت دوکاناله پشتیبانی می کرد و به همین دلیل یکی از سریع ترین رابط ها در زمان عرضه خود بود.

تاندربولت ۲

در ۱۹ اوت سال ۲۰۱۳ اینتل از تاندربولت ۲ رونمایی کرد تا پشتیبانی خود از این پورت را به همگان اعلام کند. تاندربولت ۲ از نظر ظاهری هیچ تفاوتی با نسخه اولیه نداشت و تنها از لحاظ پهنای باند و سرعت انتقال اطلاعات دستخوش تغییر شده بود. از سوی دیگر به دلیل شباهت تاندربولت ۱ و ۲ از لحاظ ظاهری، امکان اتصال تاندربولت ۲ به نسخه ۱ نیز وجود دارد. تاندربولت ۲ از دو کانال ۱۰ گیگابایتی برای انتقال اطلاعات استفاده می کند که این ویژگی امکان انتقال اطلاعات در پهنای باند ۲۰ گیگابایت در ثانیه را ارائه می کند. بدین ترتیب می توان گفت سرعت انتقال دیتا این نسخه نسبت به نسل قبل ۲ برابر شده است. این نسخه همچنین از استاندارد های PCI Express 2.0 و Displayport 1.2 پشتیبانی می کند که امکان اتصال نمایشگر های 4k را نیز فراهم می کند.

تاندربولت ۳

تاندربولت ۳ دقیقا همان جایی است که همه چیز را برای این استاندارد تغییر داد، این بروزرسانی را می توان انقلابی برای تاندربولت و شاید همه پورت های جهان دانست. اینتل در ماه مه ۲۰۱۷ این نسخه را در حالی معرفی کرد که طراحی ظاهری آن به طور کلی دچار تغییر شده بود. در کمال تعجب این نسخه با پورت تایپ سی یکی شد و یک رابط بی نقص را به وجود آورد. بدین ترتیب رابط تاندربولت دیگر ظاهر قدیمی خود را ندارد و به شکل کانکتور های تایپ سی ارائه می شود. این ویژگی علاوه بر این که امکان اتصال 2 طرفه را فراهم می کند، موجب یکپارچه شدن پورت های تمامی لوازم می شود. تاندربولت ۳ علاوه بر تغییرات ظاهری، دچار یک جهش موفق در بخش پهنای باند شده و اکنون می تواند با سرعت بی نظیر ۴۰ گیگابیت در ثانیه داده های تان را انتقال دهد.

این ویژگی امکان نمایش محتوای 5K به صورت ۶۰ هرتز را امکان پذیر می کند که تاندربولت ۳ را به یکی از سریع ترین رابط ها در زمان عرضه تبدیل کرد. این پورت همچنین می تواند ۲ نمایشگر 4K به صورت همزمان (رفرش ریت ۶۰ هرتز) یا یک نمایشگر 4K با رفرش ریت ۱۲۰ هرتز را پشتیبانی کند. تاندربولت ۳ همچنین از PCI Express 3.0 و Displayport 1.2 نیز پشتیبانی می کند و با استفاده از آن این ۲ استاندارد را در اختیار خواهید داشت. نکته حائز اهمیت دیگر در این زمینه، پشتیبانی تاندربولت ۳ از شارژ سریع تا حداکثر توان ۱۰۰ وات می باشد، بدین ترتیب علاوه بر انتقال اطلاعات با سرعت بی نظیر می توانید برای شارژ پرسرعت لپ تاپ تان نیز روی این رابط حساب باز کنید.

تاندربولت ۴

پس از ۳ نسل بروزرسانی، اینتل در سال ۲۰۲۰ از نسخه چهارم تاندربولت رونمایی کرد. این بروزرسانی در واقع یک بهینه سازی از نظر امنیتی و کارایی برای تاندربولت بود و می توان گفت اکنون این استاندارد در کاملترین حالت خود به سر می برد. مهم ترین ویژگی این رابط، افزایش پهنای باند PCI Express از ۱۶ گیگابیت به ۳۲ گیگابیت در ثانیه است تا در صورت اتصال کارت های گرافیک یا کارت های توسعه جدید مشکلی نداشته باشید. تاندربولت ۴ ، اکنون از قابلیت Sleep Mode نیز پشتیبانی می کند، این قابلیت امکاناتی برای مصرف بهینه انرژی و صرفه جویی در مصرف باتری ارائه می دهد.

منابع

. https://web.archive.org/web/20110710012629/https://www.apple.com/pr/library/2011/02/24Apple-Updates-MacBook-Pro-with-Next-Generation-Processors-Graphics-Thunderbolt-I-O-Technology.html

https://thunderbolttechnology.net/sites/default/files/intel-thunderbolt4-announcement-press-deck.pdf Thunderbolt technology. Retrieved 19 November2020

• مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Thunderbolt (interface)». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۳۱ اکتبر ۲۰۱۳.

جستارهای وابسته

• http://www.popsci.com/scitech/article/2009-09/new-optical-cable-tranfers-10-gb-second
• ^ Patel, Nilay (2009-09-23). "Intel unveils Light Peak 10Gbps optical interconnect for mobile devices". engadget. http://www.engadget.com/2009/09/23/intel-unveils-light-peak-10gbps-optical-interconnect-for-mobile/.
• ^ For instance, STMicroelectronics’ VT5363 implements a complete system for laser or ball mice, running on USB or PS2 busses, needing only the physical hardware.
• ^ Adhikari, Richard (2009-09-28). "Intel Shows Glimpse of Light Peak Device Connector". TechNewsWorld. https://web.archive.org/web/20111105082056/http://www.technewsworld.com/story/Intel-Shows-Glimpse-of-Light-Peak-Device-Connector-68231.html?wlc=1254759731.
• ^ IPtronics, https://web.archive.org/web/20180409061603/http://iptronics.com/
• ^ Clarke, Peter (2009-10-01). "IPtronics, Avago chip in to Intel’s optical interconnect". EETimes. https://web.archive.org/web/20120119011558/http://www.eetimes.com/news/latest/showArticle.jhtml?articleID=220300670. Retrieved 2009-10-01.
• ^ SAE Magnetics (H.K.) Ltd, http://www.sae.com.hk، a wholly owned subsidiary of TDK Corporation manufacturing magnetic recording heads for hard disk drives and magnetic components in computers and consumer electronics
• ^ Ensphere Solutions https://web.archive.org/web/20160110221845/http://www.enspheresolutions.com/
• ^ Enablence, http://www.investingnideas.com/lightpeak.png
• ^ Patel, Nilay (2009-09-24). "Video: Intel’s Light Peak running an HD display while transferring files… on a hackintosh". http://www.engadget.com/2009/09/24/video-intels-light-peak-running-an-hd-display-while-transferri/.
• ^ Shiels, Maggie (2009-09-25). "Future is TV-shaped, says Intel". BBC News. http://news.bbc.co.uk/2/hi/technology/8272003.stm. Retrieved 2009-09-27.
• ^ http://www.youtube.com/watch?v=nfGevFIVKw4
• ^ Patel, Nilay (2009-09-24). "Video: Intel’s Light Peak running an HD display while transferring files… on a hackintosh". Engadget. http://www.engadget.com/2009/09/24/video-intels-light-peak-running-an-hd-display-while-transferri. Retrieved 2009-09-27.
• ^ Shankland, Stephen (2009-09-24). "Intel’s Light Peak to cut the cables". ZDNet. https://web.archive.org/web/20090928070642/http://news.zdnet.com/2100-9595_22-346181.html
• Ziller, Jason (2 June 2015).https://thunderbolttechnology.net/blog/thunderbolt-3-usb-c-does-it-all
• thunderbolttechnology.net.https://en.m.wikipedia.org/wiki/Intel
• https://support.apple.com/en-us/HT207443Apple.comhttps://en.m.wikipedia.org/wiki/Apple_Inc.