Thunderbolt 的傳輸介面革命：8大觀念解析、雙向10Gb/s 速度精彩實測

今年 Computex 展覽期間，半生臉孔 Thunderbolt 是會場目光焦點之一，除了 Intel 搖旗吶喊之外，周邊裝置廠商也爭相展出產品。這項去年初就已經現身在蘋果電腦上的新介面，之所以能夠再次吸引鎂光燈，無非是今年結合 Ivy Bridge 平台與周邊裝置，正式宣告進入市場。

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Thunderbolt 重要觀念：內變外，應用不設限 / 頻寬大省時又省事 / 訊號封包重組與還原
Thunderbolt 重要觀念：雙向傳輸速度不打折 / 線材昂貴成為絆腳石 / 控制器價格左右未來 / 軟體追不上推廣步伐 / 少了軟體功能打對折
10Gb/s大頻寬速度實測(1)：基本傳輸效能 / 裝置串接測試
10Gb/s大頻寬速度實測(2)：檔案實際傳輸測試、結論

閃電與雷霆之爭

最近可說是傳輸介面的異動年，新技術規範接連出籠。3年前SATA 6Gb/s和USB 3.0聯手登場，亦敵亦友的他們理論頻寬分別達6Gb/s與5Gb/s，一舉將電腦內、外接介面速度提升到新境界。稍後，雷聲作響一段時間的Thunderbolt，去年初率先在蘋果電腦上登場。

相較於SATA、USB、IEEE 1394等介面，Thunderbolt換裝秀般的底層架構特性，應用彈性充滿無限想像。這讓AMD也忍不住的如法炮製，在今年初祭出Lightning Bolt，想和Intel雷霆閃電較勁一番。但是截至目前為止，官方釋出資訊仍然相當有限。

前身是Light Peak

無論如何，Thunderbolt之所以能夠重新吸引眾人目光，和Intel的藍圖脫離不了關係。這項技術原先稱為Light Peak，由Intel自行主導開發，後來又和蘋果攜手合作。架構小調整再加上蘋果提供的Display Port資源，便成了大家現在看到的Thunderbolt，蘋果也因此取得獨家採用的權利，得以獨領風騷將近2年。

雙方這段合作關係結束前，Intel也老早規畫好推廣藍圖，2012最新平台Ivy Bridge，就是進入市場的墊腳石。畢竟在個人電腦市場裡，Windows仍然占有相當高的比例，背後潛藏龐大商機，是新技術產品最好的試煉場。在這些利多催化下，就不難理解Thunderbolt何以再次成為焦點。

Thunderbolt vs Lightning Bolt

有別於Thunderbolt整合了PCI-E與Display Port介面訊號，AMD喊出來的Lightning Bolt，選擇USB 3.0搭配Display Port組合。USB 3.0雖然有賣點，但是USB-IF正準備新增整合音效功能，難保哪天不會連影像訊號也通吃。Lightning Bolt會何去何從，就看AMD幾時要講清楚、說明白。

Thunderbolt 重要概念

先前曾在專題中介紹過Thunderbolt，它的架構遠比你想像來得簡單，似乎用一句話就能夠帶過。它到底是什麼？簡單來說就是將傳統內接的PCI-E匯流排，轉變成外接形式的應用。並且整合具備影音功能，原本就屬於外接形式的Display Port介面，將兩者合體以增加功能性。

內變外，應用不設限

零零總總的各式傳輸介面，可以簡單區分為內接與外接2種形式，以其重要性而言，又有系統與單一特定功能之別。PCI-E、PCI、ISA都屬於系統匯流排，是各類周邊裝置的溝通管道，像SATA、USB、音效等控制器，都得經由系統匯流排和系統核心連結。基於這樣的特性使然，以往只能以內接形式存在，也限制了應用彈性。

Thunderbolt帶來的創新，就是讓系統匯流排變成外接形式。利用PCI-E匯流排頻寬優勢，以往非得內接不可的裝置，例如顯示、磁碟陣列、影音截取壓等介面卡，也能轉移到主機外部使用。淺顯易見的好處，就是安裝或移除介面卡，不用大費周章地拆裝電腦。再者也能簡化訊號傳輸途徑，避免過多的訊號橋接和延遲，對傳輸效率造成影響。

頻寬大省時又省事

也因為Thunderbolt的特性，雖然被視為傳輸介面之一，但是它更像個新的應用觀念，或說是系統匯流排革命。好比影音剪輯用途，在USB 3.0問世之前的年代裡，大多會將影音原始檔案先傳輸進硬碟，利用硬碟的高速來縮短剪輯作業時間。完工後再將成品與原始檔，逐一傳輸到外接儲存裝置備份，如此反覆傳輸得耗費許多時間。

反觀使用Thunderbolt裝置，來源檔傳輸進電腦、線上剪輯作用，以及完檔備份儲存，甚至日後調出檔案再製，都不再需要繞道硬碟，可以直接在外接儲存裝置端一氣呵成。對，一切就是那樣省時又省事，而且標準PCI-E介面卡得以外接後，更多應用模式也是可以去想像與期待的點。

訊號封包重組與還原

也許你早已經熟透Thunderbolt架構面資訊，以下筆者就簡單的帶過，因為現階段更值得關注的是實務應用兩三事。參考架構圖來溫習一下，Thunderbolt控制器扮演著何種角色。當PCI-E或Display Port介面訊號輸入至控制器內，會先經由通用傳輸層（Common transport layer）處理資料封包，將其重組為Thunderbolt格式封包。

完成後再送進電纜/光纖傳輸層（Electrical/Optiical Layer），待最底層的連接器與線材（Connector and cable）準備好，也就是主機與裝置端順利連線時，就能進行實體資料傳輸作業。至於接收端的處理程序則是相反，將Thunderbolt封包還原成PCI-E與Display Port訊號，就能輸送至裝置的功能控制器。