【導(dǎo)讀】USB 3.0與Thunderbolt兩方陣營競(jìng)推超高速傳輸解決方案，USB 3.0預(yù)計(jì)2013年推出強(qiáng)化版USB 3.0傳輸技術(shù)，預(yù)計(jì)將傳輸效能推升至10Gb/s水平！至于主導(dǎo)Thunderbolt的Intel預(yù)計(jì)將導(dǎo)入矽納米光電技術(shù)，可望將Thunderbolt現(xiàn)有效能直接提升至50Gb/s水平。
USB 3.0高速傳輸接口，預(yù)計(jì)在2013年第二季推出具備10Gb/s的強(qiáng)化版USB 3.0規(guī)格，這對(duì)于與之競(jìng)爭(zhēng)的Thunderbolt形成極大的壓力，一來USB 3.0狹系統(tǒng)芯片組的直接原生支持優(yōu)勢(shì)，在市場(chǎng)的滲透率已經(jīng)大幅超前Thunderbolt高速傳輸接口，尤其在新版的Ivy Bridge系統(tǒng)架構(gòu)產(chǎn)品，USB 3.0已經(jīng)廣泛用于新一代PC與Ultrabook產(chǎn)品中，更讓Thunderbolt的高速接口推廣門檻越來越高。
光纖版Thunderbolt 技術(shù)優(yōu)勢(shì)拉大USB3.0效能差距
但不讓USB 3.0加強(qiáng)版接口標(biāo)準(zhǔn)專美于前，Thunderbolt高速傳輸接口也計(jì)畫導(dǎo)入矽納米光電(Silicon Nanophotonics)技術(shù)，來將Thunderbolt高速傳輸接口進(jìn)行大幅度的性能升級(jí)，透過新的技術(shù)方案，Thunderbolt傳輸接口可以從原有的10Gb/s提升至50Gb/s。
即便Thunderbolt的新一代技術(shù)解決方案還只是規(guī)劃，但實(shí)際上Thunderbolt高速傳輸接口與USB 3.0仍有一段不小的技術(shù)差距，由現(xiàn)有的Thunderbolt設(shè)計(jì)方案來說，若維持PCI Express 2.0和DisplayPort采用兩通道各10Gb/s，Thunderbolt高速傳輸接口共可支持20Gb/s傳輸資料極速，仍較2013年第二季才會(huì)推出的USB 3.0加強(qiáng)版接口規(guī)范所升級(jí)的10Gb/s，仍有兩倍的性能差距。
圖1：華碩新款高階筆記本電腦，預(yù)計(jì)搭載Thunderbolt高速傳輸接口
但Thunderbolt高速傳輸接口也并非可以高枕無憂，因?yàn)閁SB 3.0高速傳輸接口在有芯片組的原生支持下，目前的裝載量與周邊產(chǎn)品的導(dǎo)入應(yīng)用成長速度飛快，在目前周邊應(yīng)用市場(chǎng)USB 3.0已經(jīng)可以站穩(wěn)中/高階周邊應(yīng)用的主流接口，而預(yù)估加強(qiáng)版的USB 3.0接口應(yīng)用周邊，也會(huì)在2014~2015年大量推出市場(chǎng)，屆時(shí)Thunderbolt高速傳輸接口的市場(chǎng)地位是否能維持高階應(yīng)用主流而不被USB 3.0接口產(chǎn)品邊緣化，仍須持續(xù)觀察。
至于USB 3.0的加強(qiáng)設(shè)計(jì)方案，并非僅有傳輸性能方面的改善，而是連同接口設(shè)計(jì)與資料轉(zhuǎn)換效能的大幅改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，除較現(xiàn)有USB 3.0的5Gb/s傳輸效能有一倍的性能提升，同時(shí)接口也針對(duì)舊設(shè)計(jì)進(jìn)行相關(guān)最佳化修整。至于Thunderbolt高速傳輸未來極高速應(yīng)用版本，所進(jìn)行的接口支持效能改進(jìn)方案就更為激進(jìn)，不只要在新接口技術(shù)導(dǎo)入矽納米光電技術(shù)，還要將傳輸效能一舉拉抬到50Gb/s的表現(xiàn)水平。
新一代的Thunderbolt高速傳輸接口，主要是利用Silicon Nanophotonics技術(shù)方案強(qiáng)化傳輸性能，搭配速度更快的PCI Express 3.0匯流排技術(shù)，大幅將每個(gè)通道的傳輸性能提升至50Gb水平！Silicon Nanophotonics技術(shù)即為利用光電技術(shù)、結(jié)合矽元件/光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案，一舉將數(shù)據(jù)傳輸性能擴(kuò)增至50Gb/s，除效能方面的量的提升外，在傳輸距離方面，因?yàn)閷?dǎo)入光傳輸技術(shù)方案，因此傳輸距離可在特定纜在線達(dá)到100公尺傳輸距離。
新一代光纖版Thunderbolt 大幅提升巨量資料傳輸效能
如果新一代Silicon Nanophotonics技術(shù)的Thunderbolt高速傳輸接口，若用來傳送一部高畫質(zhì)的1080p FullHD分辨率電影，大約僅需要一秒左右就能完成下載！而架構(gòu)Silicon Nanophotonics應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)，如90nm CMOS納米光電元件、波長多工器(Wavelength Division Multiplexer)、偵測(cè)器(Detector)、調(diào)變器(Modulator)，均可集成在CMOS芯片上，前端應(yīng)用技術(shù)已趨近成熟，開發(fā)產(chǎn)品推出僅是時(shí)間與市場(chǎng)需求問題。
圖2：Thunderbolt周邊可利用多線串接方式，在單一傳輸線纜同時(shí)傳送影像與數(shù)碼資料
而Thunderbolt高速傳輸接口的傳輸特性，在面對(duì)目前多媒體應(yīng)用正由HD(High Definition)持續(xù)向UHD(Ultra High Definition)的趨勢(shì)推進(jìn)發(fā)展下，使用USB 3.0或是更進(jìn)階的加強(qiáng)版規(guī)范，對(duì)于用戶來說還需要等待媒體進(jìn)行傳輸行為，反觀Thunderbolt高速傳輸接口，即便是現(xiàn)有或是未來導(dǎo)入Silicon Nanophotonics技術(shù)方案的進(jìn)階產(chǎn)品，都可以輕松因應(yīng)未來的UHD影音內(nèi)容應(yīng)用。
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非蘋果應(yīng)用系統(tǒng)相繼導(dǎo)入 加速擴(kuò)展Thunderbolt滲透率
早期Thunderbolt高速傳輸接口為透過Apple率先導(dǎo)入產(chǎn)品設(shè)計(jì)擴(kuò)增新接口的市場(chǎng)滲透率，但隨著Apple與Intel協(xié)議的Thunderbolt高速傳輸接口優(yōu)先使用權(quán)釋出，目前Thunderbolt高速傳輸接口導(dǎo)入常規(guī)PC/NB設(shè)計(jì)方案已呈現(xiàn)百花齊放的狀態(tài)，尤其是針對(duì)高階定位的產(chǎn)品，例如高效能型主板、PC/NB產(chǎn)品，大多會(huì)在連接接口直接集成Thunderbolt高速傳輸接口支持，與一般常見的USB 3.0接口呈現(xiàn)同時(shí)存在的狀況。
圖3：Thunderbolt高速傳輸接口具備極大傳輸效能提升空間，甚至可以用來作為內(nèi)部擴(kuò)充適配卡的外部串接技術(shù)方案
雖說USB 3.0在新一代加強(qiáng)版可以達(dá)到10Gb/s，但實(shí)際上USB 3.0接口最大的困擾是要解決傳輸線路的訊號(hào)干擾問題，一昧提升傳輸效能，但在線路干擾問題沒有改善，仍會(huì)影響實(shí)際傳輸?shù)男鼙憩F(xiàn)。尤其是USB 3.0傳輸技術(shù)的EMI輻射問題，會(huì)影響到系統(tǒng)或裝置運(yùn)用部分無線頻段周邊的穩(wěn)定性，形成RF干擾，USB 3.0接口要能穩(wěn)定運(yùn)行，必須針對(duì)EMI問題重點(diǎn)改善。
Thunderbolt可善用Daisy Chain 設(shè)備主機(jī)串接更具彈性
而Thunderbolt高速傳輸接口就有明顯不同，在傳輸、串接應(yīng)用方面，Thunderbolt可善用Daisy Chain形式進(jìn)行設(shè)備與主機(jī)串接，而透過Thunderbolt傳輸?shù)挠嵪⒊藬?shù)碼資料外，連同影音內(nèi)容都能在同一線路上進(jìn)行轉(zhuǎn)送。而新一代導(dǎo)入Silicon Nanophotonics技術(shù)方案的Thunderbolt接口，在高效能傳輸應(yīng)用上直接跳過銅纜應(yīng)用方案，改采型光纜進(jìn)行傳輸，不只可讓傳輸信息在高速轉(zhuǎn)送下的表現(xiàn)更穩(wěn)定，同時(shí)也可在傳輸距離進(jìn)一步擴(kuò)展。目前光纖周邊廠商如Corning、Sumitomo Electric已推出100m與30m的Thunderbolt光纜產(chǎn)品，預(yù)計(jì)在2013年第一季推出，也可進(jìn)一步擴(kuò)展Thunderbolt的光纜應(yīng)用市場(chǎng)。
圖4：Thunderbolt使用的DisplayPort連接器不需授權(quán)金，可在單一接口處理視訊、數(shù)碼資料傳輸，使導(dǎo)入的料件成本(BOM)更低
原有Thunderbolt接口推廣不易的原因相當(dāng)多，除了系統(tǒng)未能如USB 3.0高速傳輸接口大量預(yù)載優(yōu)勢(shì)外，其實(shí)最大的關(guān)鍵就是Thunderbolt主控芯片的成本較高，形成用戶導(dǎo)入、升級(jí)的門檻較高。但Thunderbolt裝載或升級(jí)成本較高的問題將獲得改善，因?yàn)镮ntel在2013年預(yù)計(jì)將加速推動(dòng)Thunderbolt高速傳輸接口普及，將會(huì)加快Thunderbolt技術(shù)授權(quán)速度，使Thunderbolt用量進(jìn)一步提升，另外，也將加強(qiáng)Thunderbolt芯片集成設(shè)計(jì)，利用更高集積度的集成設(shè)計(jì)方案，減少Thunderbolt高速接口解決方案的物料清單成本，讓終端開發(fā)商導(dǎo)入Thunderbolt高速傳輸接口的成本進(jìn)一步壓縮。
Intel持續(xù)優(yōu)化Thunderbolt競(jìng)爭(zhēng)力 未來發(fā)展不容小覷
尤其在Apple已無Thunderbolt傳輸接口優(yōu)先使用權(quán)后，Thunderbolt的裝載現(xiàn)況已有持續(xù)增加現(xiàn)象，尤其是針對(duì)高階應(yīng)用的計(jì)算機(jī)平臺(tái)、筆記本電腦，大多會(huì)采行USB 3.0、Thunderbolt雙接口共存的設(shè)計(jì)方案，加上Thunderbolt高速傳輸接口本身就可以與DisplayPort視訊接口多工共存，在單一線纜可以支持影像與資料同時(shí)傳送，光是連接器本身就不需要授權(quán)金，同時(shí)單一接口兩種用途也可進(jìn)一步壓縮BOM物料清單成本。
而Thunderbolt不再只是Apple專用后，讓市場(chǎng)在x86平臺(tái)、Apple計(jì)算機(jī)系統(tǒng)均可以裝載Thunderbolt高速傳輸接口設(shè)計(jì)方案，目前Thunderbolt高速傳輸接口控制器成本約10~20美元，對(duì)比USB 3.0高速傳輸接口解決方案仍處于較高檔的價(jià)格，但這種狀況會(huì)在2013年Intel持續(xù)對(duì)Thunderbolt設(shè)計(jì)方案的技術(shù)授權(quán)與集成設(shè)計(jì)方案出爐后，進(jìn)一步壓縮Thunderbolt解決方案的導(dǎo)入成本。
甚至于Intel還計(jì)畫在2014年，直接將Thunderbolt主控端控制器與中央處理器，利用制程技術(shù)來進(jìn)行功能集成，直接將Thunderbolt技術(shù)方案集成于CPU中，這較USB 3.0接口解決方案集成于系統(tǒng)芯片組的架構(gòu)更具優(yōu)勢(shì)，不僅傳輸效能可提升的空間與機(jī)會(huì)更大，對(duì)于導(dǎo)入應(yīng)用市場(chǎng)、降低導(dǎo)入成本的目的也就更容易實(shí)踐了。
同時(shí)，為了加速Thunderbolt應(yīng)用周邊的數(shù)量，原先對(duì)Thunderbolt周邊授權(quán)認(rèn)證是采取趨于嚴(yán)格的策略進(jìn)行把關(guān)，為了擴(kuò)充驗(yàn)證產(chǎn)品的能量，Intel已將Thunderbolt產(chǎn)品的驗(yàn)證業(yè)務(wù)釋出第三方實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，預(yù)料將可加速Thunderbolt驗(yàn)證成本與效能，進(jìn)一步加速Thunderbolt周邊應(yīng)用產(chǎn)品快速推出市面，提高裝載Thunderbolt高速傳輸接口的系統(tǒng)更多元的應(yīng)用周邊選擇。
