完全看懂 Intel 新介面：10Gbps 超高速 Thunderbolt

應用彈性充滿想像

在各式Thunderbolt裝置晶片大量普及前，光是相容PCI-E訊號這點，就具有相當高的可玩性。例如USB 3.0外接磁碟陣列，普遍做法是採用支援RAID功能的USB 3.0介面晶片來設計。

在Thunderbolt架構下，以容易取得的PCI-E介面RAID控制器，加上Thunderbolt控制器即可完成設計。也許反映出來的成本大不同，但設計彈性、功能性以及效能，可輕易超越USB 3.0。

其他包含eSATA、FireWire介面，以及音效、影音剪輯卡、電視卡等，任何採用PCI-E匯流排介面設計的晶片，都能經由Thunderbolt轉變為外接裝置型式。特點是只需要1條傳輸線，就能夠將所有裝置串接連結起來，甚至能獲得必要的驅動電力。

相較於以往各式傳輸介面，能夠大幅簡化繁雜的規格區別辨識，以及線材連接管理的不便。與其說Thunderbolt是項全新的技術，將它視為統整各式外接傳輸介面的標準，會更為貼切。

裝置主攻專業用途

目前已推出的Thunderbolt周邊裝置，是以儲存、影像擷取和轉接器為主，且屬於專業應用範疇。像Promise Pegasus R4和PegasusR6、Sonnet Fusion E400與E800，這些多硬碟磁碟陣列儲存系統，是目前最能夠展現Thunderbolt速度優勢的產品。至於LaCie Little Big Disk和Sonnet Fusion F2TBR，同為2bay、2.5吋硬碟設計，且內建RAID功能的外接可攜式儲存裝置，價格相對容易讓一般使用者接受。

至於影像擷取裝置，說起來也許不算太新奇，因為功力大增的USB 3.0，也會有這類應用周邊推出。目前已知有Blackmagic UltraStudio 3D、Matrox MX02，這2款高畫質機種推出，是各式高速儲存設備的好夥伴，可以構成完整的應用環境。不過這畢竟是專業領域產品，價格和多硬碟磁碟陣列一樣高貴，動輒30,000元起跳，一般人當然用不到。

台灣只能望梅止渴

相較下， 轉接器雖然像個小玩具，但是價格與應用彈性，也不同於前述產品。Promise SANLink是款光纖通道轉接器（fibre channel adapter），能夠讓配備Thunderbolt的電腦， 透過光纖通道快速存取SAN設備。至於Sonnet's推出的Echo Express PCIe 2.0 Expansion Chassis，可以用來安裝各類型PCI-E介面卡，並直接轉換為Thunderbolt的道具。

不過價格最實惠的，大概是同樣來自Sonnet's，且百分百屬於轉換器的Allegro FW800 Thunderbolt Adapter、Presto Gigabit Ethernet Thunderbolt Adapter，體積小且正如其名，提供IEEE 1394b或Gigabit高速乙太網路轉換功能。但是很抱歉，前述產品幾乎沒有在台灣銷售，除了Promise可以買到外，其他的要各憑本事從國外弄進來。

外接應用型態轉變

相較於傳統，Thunderbolt最大的意義，在於能夠一改外接裝置的輔助角色，成為主要配備。最好的範例就是影音剪輯，所有素材一開始就儲存在Thunderbolt外接磁碟陣列，進 行剪輯並輸出儲存結果，不需要繞道經過電腦上的硬碟。這和以往使用USB、IEEE 1394等裝置，通常得在電腦端完成處理作業，才傳輸進這些裝置儲存備份，體驗截然不同。

撇開成本差異不談，Thunderbolt不見得，也不需要全面取代USB 3.0。因為將PCI-E匯流排變成可外接，在高速傳輸應用擁有更好的揮灑空間，未來的多元應用相當令人期待。只是目前並不支援Windows環境，還得乖乖等候Intel釋出主控制器與驅動程式，提供給介面卡廠商製作成獨立控制卡。甚至是整合進主機板晶片組，才能藉由為數眾多的Windows電腦平台，加快普及速度。

Thunderbolt架構解析

在現有主控制器架構中，是取用4條PCIE 2.0通道，再加上DisplayPort視訊介面訊號。至於影音介面為何選擇DisplayPort而非HDMI，答案很簡單，因為DisplayPort是免授權金的工業標準，能夠降低總和成本。

就現實面而言，目前採用Thunderbolt主控晶片的電腦，全為Intel自家Sandy Bridge平台。由於PCI-E 2.0每1通道的傳輸頻寬為500MB/s，整併4條通道可得2GB/s頻寬（雙向傳輸為4GB/s），取用PCH晶片內建的通道，對應 10Gbps（1.25GB/s頻寬）傳輸速率的Thunderbolt綽綽有餘。此外，Core i內顯支援原生DisplayPort訊號輸出，也能夠滿足Thunderbolt主控晶片的訊號需求。

▲ Thunderbolt底層架構分為3個部分，主要由通訊協定層（取自PCI-E與DisplayPort）、通用傳輸層（common transport layer）、電子／光學訊號層（electrical／optical layer，相當於實體層）構成，最終輸出至纜線與接頭（cable and connector）。

通用傳輸層負責為通訊協定層的各類訊號，進行資料封裝與解封裝工作，佔有絕對關鍵性位置。從架構看來，雖然目前只能支援PC I-E和DisplayPort，只要Intel有心，要將USB 3.0、FireWire等任何介面納入，也並非難事。

▲ 目前推出Thunderbolt線材的廠商仍為少數，因此價格難免高出一截。以Apple官網銷售的自家產品為例，要價高達1,550元！

Thunderbolt速度體驗

• 廠商：喬鼎資訊
• 電話：03-578-2395

Promise Pegasus R4為4bay機種，硬碟架相容3.5吋與2.5吋硬碟，單顆硬碟最高支援容量為2TB，且內建支援RAID 0、1、5、6以及10等磁碟陣列模式。機身只配備2組Thunderbolt連接埠，在菊鏈式串接架構下，最多可以連接6台Pegasus裝置，是再純 種不過的產品。就產品價格而言，包含4顆1TB硬碟要花上31,240元，相當於1部NAS的價位，享受新科技的代價並不低。

至於傳輸效能部分，使用MacBook Pro搭配AJA Syste Test測試軟體，驗證Thunderbolt傳輸性能。執行Sweep Binary Frame Sizes、Sweep Video Frame Sizes、Disk Read/Write測試時，設定為4GB容量檔案大小與720 x 486 8-bit條件，RAID 0模式跑出500MB/s左右的速度，與4顆硬碟總和理論傳輸速度相當。

嚴格說來，USB 3.0、eSATA機種也可以達到同等效能表現，現階段比較容易吸引到的玩家，也許只有Mac族群而已。至於相對開放，且硬體選擇性多的Windows環境，由於Intel尚未納入支援，只能看測試數據過過乾癮而已。

▲ DiskRead/Write測試：存取速度達寫入430.7MB/s、讀取226.5MB/s。

▲ Sweep Binary Frame Sizes測試：存取速度達寫入576.6MB/s、讀取471.4MB/s。

▲ Sweep Video Frame Sizes測試：存取速度達寫入577.3MB/s、讀取472.0MB/s。

延伸閱讀：

Promise Pegasus R4 磁碟陣列， Thunderbolt 傳輸效能實測

＜後面還有：高速固態硬碟往PCI-E發展＞