تاندربولت : ار آغاز تا کنون

[IMAN4K]

مهندسین شرکت اینتل به این فکر افتادند که درگاه ورودی و خروجی را طراحی کنند که توانایی پشتیبانی از تمامی ابزارها با انواع کاربری ها را داشته باشد.تحقیقات و بررسی‌های بسیاری در این رابطه صورت گرفت تا اینکه در فوریه سال ۲۰۱۱این شرکت درگاهی تحت عنوانThunderboltرا رونمایی کرد.
فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینک‌ها هستند.

اولین قدم برای معرفی این درگاه جدید نیز بسیار قدرتمند برداشته شد. به این ترتیب که برای اولین بار این درگاه در نوت‌بوک‌هایmacbookproشرکت اپل مورد استفاده قرار گرفت، چرا که اپل در مراحلی از طراحی و ساخت این فناوری با اینتل همکاری کرده بود.این فناوری در ابتدا به نام شرکت اپل ثبت شد اما تمامی حقوق مادی معنوی آن متعلق به شرکت اینتل بود.در ادامه حقوق ثبت و فروش نیز به خود اینتل انتقال داده شد تا این شرکت بتواند این فناوری را در اختیار شرکت‌های تولید کننده مادربرد و نوت‌بوک بگذارد.به این ترتیب در سال ۲۰۱۱ درگاه ورودی و خروجی جدیدی به وجود آمد که تفاوت‌های بسیاری را با درگاه‌های قبلی از جملهوHDMIویواس بیDisplayPortداشت.به نوعیThunderboltترکیبی از تمامی این درگاه‌ها به شمار می‌رود. به این ترتیب که مانند درگاهقابلیت انتقال اطلاعات، و مانند درگاه USBDisplay portقابلیت انتقال داده‌های تصویری و صوتی را به صورت همزمان دارا است.درگاهThunderboltتوانایی ارسال و دریافت داده‌ها با سرعت ۱۰ گیگابیت در ثانیه را دارد، دو برابر سرعت انتقال اطلاعات از طریق درگاهUSB۳.۰و ۲۰ برابر سرعت درگاهUSB2.0به علاوه، با چنین پهنای باند عریضی تصویر و صدا با بالاترین کیفیت ممکن از رایانه به صفحه نمایش منتقل شده و تصاویری با کیفیت بسیار بالا روی صفحه نمایش نقش می‌بندد.همچنین از طریق یک ترکیب دوگانه از این درگاه می‌توان خروجی تصویر با کیفیت فوق‌العاده بالای ۴K را در اختیار داشت که بالاترین کیفیت تصویر موجود است. کیفیت ۴K با نامUltra HD نیز شناخته می‌شود.به نوعی این درگاه نه تنها کیفیت و سرعت بسیار بالایی را ارائه می‌دهد، بلکه بسیار کاربردی نیز بوده و قابلیت پشتیبانی از شش ابزار به صورت همزمان را نیز دارد.

فناوری تاندربولت(Thunderbolt)یک پروتکل انتقالی پرسرعت در اتصال ابزارهای جانبی(I/O) است که عملکرد بالایی را در مقایسه با سایر فناوری‌های موجود فراهم می‌کند. تاندربولت از قابلیت انتقال همزمان انتقال دیتا و نیز ویدئو تنها با استفاده از یک کابل و با حداکثر سرعت ۱۰ گیگابیت بر ثانیه برخوردار است. همان‌گونه که می‌دانید شرکت اینتل فناوری تاندربولت را در سال ۲۰۰۹ و با نام کدLight Peak معرفی کرد. اما اپل نخستین شرکتی بود که پس از دو سال این اینترفیس را در لپ‌تاپ‌های خود و در سری مک‌بوک پرو تجاری‌سازی کرد. به طور کلی ابزارهای جانبی همواره سهم بالایی را در استفاده از پهنای باند ورودی و خروجی کامپیوترها به خود اختصاص می‌دهند. این ابزارها در حالت کلی به دو دسته ابزارهای مالتی‌مدیا (فرمت‌های صوتی و تصویری) و ابزارهایی برای انتقال دیتا تقسیم‌بندی می‌شوند که تاکنون تغییرات و پیشرفت‌های اعمال‌شده همگی درصدد ایجاد یک فناوری سریع‌تر بوده است. فناوری تاندربولت با هدف افزایش سرعت و عملکرد و از طریق ایجاد یک روش خلاقانه با ترکیب پروتکل‌های اساسی ابزارهای جانبی PCI-eو DisplayPort به یک پروتکل واحد پایه‌گذاری شد که هدف از ارائه این فناوری انتقال ترافیک از طریق یک کابل و با کمک کنترلرهای سخت‌افزاری هوشمند بوده است. در واقع طراحی آن به گونه‌ای است که نرخ انتقال اطلاعات را افزایش داده و امکان ویرایش، تهیه نسخه‌های پشتیبان یا به اشتراک‌‌گذاری فایل‌ها را با سرعت بالاتری فراهم می‌کند که در نتیجه می‌تواند زمان هدررفته کاربران را برای وظایف وقت‌گیر انتقال اطلاعات کاهش دهد.هرچند استفاده و پیاده‌سازی یک اینترفیس جدید که منجر به تحمیل هزینه بیشتری می‌شود، چندان مورد استقبال برخی از کارشناسان واقع نشده است زیرا در حال حاضر چیپ‌ست‌های اینتل وAMDقابلیت پشتیبانی از اینترفیسUSB 3.0 را برای انتقال پرسرعت اطلاعات با نرخ پنج گیگابیت بر ثانیه فراهم می‌کنند. با این وجود می‌توان گفت تاندربولت تنها یک اینترفیس برای اتصال ابزارهای جانبی نیست. این استاندارد قابلیت‌های اینترفیسDisplayPortوPCI-e را در یک جریان موازی دیتا ترکیب کرده و یک اتصال بسیار قدرتمند را فراهم می‌سازد. از طرفی ویژگی اتصال زنجیره‌ای(Daisy-Chain)امکان برقراری ارتباط پیوسته ابزارهای مختلف را به سیستم ایجاد می‌کند. به طور کلی پهنای باند بالا و وقفه کوتاه‌مدت در تاندربولت آن‌ را به یک فناوری انتقال اطلاعات با قابلیت همزمانی بسیار دقیق تبدیل کرده است که برای اتصال ابزارهای صوتی و تصویری به سیستم کاربران ایده‌آل خواهد بود
تاندربولت چگونه کار می‌کند
فناوری تاندربولت با استفاده از لینک‌های دوطرفه همزمان (Full-Duplex)عمل می‌کند. برخلاف معماری باس، هر پورت تاندربولت روی کامپیوتر، از قابلیت فراهم کردن پهنای باند کامل لینک ارتباطی برخوردار است. این فرآیند در هر دو مسیر بدون اشتراک‌گذاری پهنای باند میان پورت‌ها یا میان جریان‌های بالارونده و پایین‌رونده به اجرا درمی‌آید. سیستم‌های مجهز به کنترلر‌های تاندربولت به دو روش به این کنترلرها متصل می‌شوند: یا از طریق اتصال مستقیم به لینک‌هایPCI-e در پردازنده‌های سندی‌بریج و ایوی‌بریج و یا با استفاده از اتصال به کنترلرهایPCI-e موجود. سیگنال‌های PCI-eو DisplayPortبه صورت مجزا وارد کنترلر تاندربولت شده، با یکدیگر ترکیب می‌شوند(Multiplexing)، در طول کابل تاندربولت به حرکت درمی‌آیند و در انتهای مسیر مجدد از یکدیگر تفکیک(de-Multiplexing)می‌شوند
فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینک‌ها هستند.
با توجه به دربر داشتن دو جریان Display Port و PCIe به طور همزمان؛ این چیپ را می توان تقریبا همه کاره دانست. تاندربولت می تواند به عنوان ابزاری برای طراحی های انعطاف پذیر در سیستم ها استفاده شود. برای مثال؛ نت بوک ها می توانند از تاندربولت برای وصل شدن به درایو های High-end خارجی – نمایشگر ها و انواع دیگری از دستگاه ها استفاده شود. هم چنین می توان از این رابط برای ارسال سریع فایل های پر حجم بین پی.سی ها، دوربین ها و دستگاه های دیگر استفاده کرد. حتی استفاده از آن به عنوان جایگزین Display Port برای اتصال به مانیتور ها هم؛ چندان دور از ذهن نیست.
چیست؟Daisy-Chain
همان‌گونه که گفته شد فناوری تاندربولت امکان اتصال ابزارهای متعدد به صورت زنجیره‌ای را فراهم می‌کند. اتصال زنجیره‌ای(Daisy-Chain) به این معناست که کاربر می‌تواند مجموعه‌ای از ابزارهای جانبی((حداکثر شش ابزار)را به یکدیگر و به سیستم متصل کند. این اتصال به این صورت برقرار خواهد شد که اولین ابزار به خروجی تاندربولت سیستم متصل می‌شود، دومین ابزار به خروجی ابزار اول و… توجه داشته باشید که در چنین اتصالی لازم است هر ابزار به دو خروجی تاندربولت مجهز باشد (یک خروجی برای اتصال به ابزار قبلی و خروجی دوم برای اتصال به ابزار بعدی در زنجیره). یکی از نکات مثبت در خصوص اتصال گروهی ابزارها این است که به طور کلی عملکرد اینترفیس کاهش نخواهد یافت، مگر اینکه حجم ترافیک انتقالی میان ابزارها بسیار بالا باشد
کابل و کانکتور تاندربولت
یک کانکتور تاندربولت می‌تواند دو کانال دوطرفه و همزمان را ایجاد کند. همچنین هر کانال دارای قابلیت ایجاد پهنای باند دوسویه با سرعت ۱۰ گیگابیت ‌بر ثانیه است. عبارت دوسویه به این معناست که از طریق اینترفیس تاندربولت، ارسال و دریافت اطلاعات به صورت همزمان امکان‌پذیر خواهد بود. در دو سر کابل‌های تاندربولت دو تراشه فرستنده/گیرنده بسیار کوچک و کم‌مصرف قرار دارد که مسوولیت تقویت و سرعت بخشیدن به سیگنال را برای انتقال اطلاعات با نرخ ۱۰ گیگابیت بر ثانیه در هر سه متر بر عهده دارند.
فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینک‌ها هستند.


کانکتورهای تاندربولت از نظر شکل ظاهری مشابه با یک کانکتورmini DisplayPort هستند. از آنجایی که در طراحی تاندربولت از قابلیت‌های فناوری DisplayPortبرای انتقال صوت و تصویر استفاده شده است، بنابراین یکی از مزایای فناوری تاندربولت را می‌توان امکان اتصال ابزارهایی دانست که به DisplayPort مجهز هستند. قابلیت سازگاری با ابزارهایDisplayPortاز طریق حالت تعامل میان دستگاه میزبان و محصولاتDisplayPort فراهم می‌شود. در واقع اگر یک اتصال از طریقDisplayPortشناسایی شود، کنترلر تاندربولت با سیگنال‌هایDisplayPortسازگاری لازم را ایجاد خواهد کرد.کابل‌های تاندربولت می‌توانند الکتریکی و یا نوری باشند اما هر دو از یک کانکتور استفاده می‌کنند. طول کابل‌های الکتریکی (مسی) حداکثر سه متر است و قابلیت تامین ۱۰ وات انرژی را نیز دارد. کابل‌های نوری را در مسافت بیشتری می‌توان مورد استفاده قرار داد. طول این کابل‌ها حداکثر ۵۰ متر بوده اما توانایی تامین انرژی را ندارند. مقایسه پورت های مختلف با تاندربولت

تاندربولت یک انقلاب جدید در عرصه درگاه های انتقال اطلاعات میباشد،تاندربولت از صفحه نمایش های با کیفیت بالا و انتقال دیتا با بازدهی بالا از طریق تنها یک پورت کامپکت پشتیبانی میکند.تاندربولت با استانداردهای جدید به روز رسانی شده است و به سادگی قابل استفاده میباشد و در مک بوک ایر،مک بوک پرو،آی مک ، و مک مینی برای استفاده تعبیه شده است.تاندربولت در آزمایشگاه های شرکت اینتل با این فکر شروع به طراحی شد که بتواند اطلاعات را با سرعت بالا به دستگاهی که به آن وصل است بفرستد و بگیرد.پس از همکاری نزدیک شرکت اینتل و اپل نتیجه بر آن شد که این پورت "تاندربولت" در مک های جدید ظاهر شود.شرکت اینتل روی پرت های یو اس بی (USB) وپی سی آی اکسپرس(PCI Express) سرمایه گزاری کرد که از بهترین پورت های تکنولوژیکی در زمینه انتقال اطلاعات در دنیا شد.اپل پورت فایر وایر(FireWire) را اختراع کرد و آن را به جای پورت یو اس بی جایگزین کرد، سپس آنها تجربه های خود را روی هم گزاشتند و قوی ترین ، قابل انعطاف ترین و سریع ترین پورت کامپیوتر های شخصی را اختراع کردند.
فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینک‌ها هستند. تاندربولت ۲ کانال به شما میدهد که هر دو در یک کانکتور یا متصل کننده میباشند و ۱۰ گیگابیت درثانیه در هر دو مسیر (داریافت و ارسال) انتقال میدهد.این مشخصه تاندربولت را فوق العاده و سریع و قوی کرده است.با تاندربولت شما میتوانید اطلاعات خود را تا ۲۰ برابر سرعت یو اس بی نسخه ۲ و ۱۲ برابر پورت فایر وایر انتقال دید.به علاوه سرعت بالای تاندربولت این امکان را به شما میدهد که تنها از طریق یک پورت شبکه دستگاه خود را به چندین دستگاه ، نمایشگر و چاپگر مختلف متصل کنید. دسته بندی پورت ها به ترتیب سرعت انتقال اطلاعات به صورت زیر میباشد : 1. USB3Thuderbolt تاندربولت : دو کانال مجزا : هر کانال ۱۰گیگابیت در ثانیه 2. یو اس بی ۳ : ۱ کانال : ۵ گیگابیت در ثانیه 3. Express Card اکسپرس کارت : ۱کانال : ۲.۵ گیگابیت در ثانیه 4. Fire Wire فایر وایر : ۱کانال : ۸۰۰مگابیت در ثانیه 5. USB2 یو اس بی ۲ : ۱کانال : ۴۸۰ مگابیت در ثانیه




Lightning Bolt

به نظر می رسد شرکت اینتل با توسعه USB 3.0 مشکل دارد و ترجیح می دهد تاندربولت جایگزین آن بشود. اما از طرف دیگر AMD هم با اینتل رقیب است. بنابراین حالا این شرکت هم وارد گود رقابت شده و فناوری به نام Lightning Bolt معرفی کرده است. همانطور که می بینید حتی نام گذاری هم به شدت از Thunderbolt الهام گرفته است.به هر حال از دعوای نام گذاری که بگذریم Lightning Bolt شرکت ای ام دی هم یک پورت انتقال اطلاعات پرسرعت است که پیاده سازی ارزان قیمت روی کامپیوترهای شخصی را هدف گرفته است. شکل آن مانند پورت های mini-DisplayPort است. ای ام دی می گوید پیاده سازی تاندربولت روی کامپیوترها گران تمام می شود و پورت این شرکت با هدف انتقال سریع اطلاعات با قیمت بسیار ارزان تر طراحی شده است.
فعلا رقابت شرکت ها به پورت ها هم کشیده شده است. USB 3.0، تاندر بولت و حالا Lightning Bolt شما کدام یک را انتخاب می کنید؟


THunderboult2.0


در حال حاضر واسط پرسرعتThunderboltدر برخی مادربوردهای آیوی‌بریجی اینتل جا خوش کرده و سرعتی برابر با ۱۰ گیگابیت در ثانیه دارد. دیسپلی‌پورت نیز یک واسط مبتنی بر تاندربولت است که برای اتصال نمایشگرهایی با رزولوشن بالا به کار می‌رود.در آینده‌ی نزدیک، کنترلرCactus Ridge در پلتفرم آیوی‌بریج و در پلتفرم هسول جای خود را به کنترلر Redwood Ridgeمی‌دهد. ردوود ریج همان قابلیت‌های کاکتوس ریج را حفظ می‌کند و در عین حال از دیسپلی‌پورت ۱.۲ و رزولوشن 4 K نیز پشتیبانی خواهد کرد

اضافه شدن دیسپلی‌پورت ۱.۲ به این معنی نیست که می‌توان مانیتورهای تاندربولت یا دیسپلی‌پورت ۱.۲ را به زنجیره‌ی تاندربولت متصل کرده و از آن استفاده نمود. توضیح این مشکل ساده است چرا که ردوود ریج برای استفاده در محصولات الکترونیکی به فروش نمی‌رسد. بنابراین نمی‌توان یک مانیتور دیسپلی‌پورت 1.2 با رزولوشن 4K را به زنجیره‌ی تاندربولت متصل کرده و از آن استفاده نمود، همان‌طور که سایر اجزای زنجیره انتقال ویدیوهای 4K را پشتیبانی نمی‌کنند.Falcon Ridgeکنترلر دیگری است که امسال عرضه می‌شود و قرار است این مشکل را برطرف کند. در واقع فالکون ریج اولین کنترلری است که از واسط تاندربولت ۲ استفاده می‌کند. شاید اسامی کنترلرها و نسخه‌های تاندربولت کمی گیج‌کننده باشد اما تفاوت‌ها کاملاً ساده هستند.
فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینک‌ها هستند. _kabel_3.jpg


در حال حاضر تاندربولت به شکل چهار کانال ۱۰ گیگابیت بر ثانیه‌ای فعالیت می‌کند. دو کانال برای جریان اطلاعات به یک سمت و دو کانال دیگر نیز برای جریان برعکس اطلاعات. در این روش هر ۴ کانال داده، کاملاً مستقل هستند. با وجود اینکه دیسپلی‌پورت وPCI-e از منظر کابل در هم آمیخته‌اند، تنها می‌توان یک نوع داده را از هر کانال ارسال کرد. بنابراین حداکثر سرعت وسایل ذخیره‌سازی به ۱۰ گیگابیت در ثانیه محدود می‌شود. پهنای باند ویدیوها نیز به همین عدد محدود می‌شود. بنابراین ارسال ویدیوهای 4K با پهنای باندی در حدود ۱۵ گیگابیت در ثانیه که بسته نرخ نوسازی تصویر کمتر و بیشتر می‌شود، غیرممکن است.اگر تاندربولت را کنار بگذارید و از دیسپلی‌پورت ۱.۲ استفاده کنید، مشکلی نیست اما در این حالت نمی‌توان به طور همزمان از نمایشگرهای 4K و وسایل ذخیره‌سازی بسیار سریع استفاده کرد.تاندربولت ۲ برای حل این مشکلات آمده است. در نسخه‌ی جدید هر ۴ کانال با هم ترکیب می‌شوند و لذا ۲ کانال ۲۰ گیگابیت در ثانیه‌ای دو طرفه برای انتقال داده وجود دارد. پهنای باند کلی تغییری نکرده اما توانایی آن بیشتر شده است. با توجه به اینکه هر کانال داده پهنای باندی معادل ۲۰ گیگابیت در ثانیه دارد، حالا می‌توان ویدیوهای 4K را از طریق تاندربولت منتقل کرد. ماکسیمم سرعت وسایل ذخیره‌سازی نیز افزایش می‌یابد. بیشتر ابزارهایی که از تاندربولت استفاده می‌کنند نهایتاً به سرعت ۸۰۰ یا ۹۰۰ مگابایت در ثانیه می‌رسند، در ابزارهای ذخیره‌سازی جدیدی که از واسط تاندربولت ۲ پشتیبانی می‌کنند، سقف سرعت تا ۱۵۰۰ مگابایت در ثانیه افزایش می‌یابد. البته توجه داشته باشید که محدودیت‌های موجود سرعت حداکثر این وسایل را محدود می‌کنند و در عمل نمی‌توان به چنین سرعت فوق‌العاده‌ای دست یافت.فالکون ریج و تاندربولت ۲ نیز مثل کنترلر نسل قبل از واسطPCIe 2.0 x4یا در واقع ۴ کاناله استفاده می‌کند. خوشبختانه کنترلر جدید تغییرات اساسی نداشته و لذا با محصولات قدیمی که از تاندربولت استفاده می‌کردند، سازگاری دارد.به نظر می‌رسد که اینتل در طراحی تاندربولت ۲ اولویت را پشتیبانی از ویدیوهای 4K با پهنای باند بسیار بالا و نیز افزایش سقف سرعت وسایل ذخیره‌سازی قرار داده و سرعت آن را با استفاده از PCIe 3.0 یا سایر عوامل تا حد زیادی افزایش نداده است.اگر سرعت تاندربولت چند برابر میشد شاید استفاده از آن در کاربردهایی مثل اتصال یک کارت گرافیک جدا و قدرتمند به کامپیوترها نیز ممکن میشد ولیکن پیشرفت آن ستودنی است و باید صبر کرد تا در آینده چنین مواردی نیز امکان‌پذیر شوند.
مزیت‌های تاندربولت به راحتی می‌توان گفت بزرگ‌ترین مزیت تاندربولت نسبت به فناوری‌های اتصالی موجود مانندFireWire،USB 3.0وeSATAتفاوت چشمگیر آن در عملکرد انتقال اطلاعات است. از طرفی از آنجایی که تاندربولت می‌تواند به صورت همزمان به انتقال دیتا، ویدئو، صوت و جریان برق تنها از طریق یک کابل بپردازد، در نتیجه کاربران می‌توانند تمامی ابزارهای جانبی خود را تنها از طریق یک پورت به سیستم خود متصل کنند. در نتیجه تعداد کابل‌هایی که برای اتصال ابزارهای جانبی به سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرند نیز کاهش خواهد یافت.


نتیجه‌گیری
با توجه به آنچه در خصوص فناوری تاندربولت ذکر شد می‌توان گفت که این اینترفیس آینده روشنی را برای ابزارهای جانبی به همراه خواهد داشت. در حال حاضر پلتفرم‌های سازگار با این فناوری یک به یک وارد بازار می‌شوند و همین موضوع موجب خواهد شد شرکت‌های سازنده ابزارهای جانبی نیز به ارائه ابزارهای جدید مطابق با این فناوری بپردازند. به کمک فناوری تاندربولت امکان ساخت لپ‌تاپ‌های بسیار باریک و سبک محقق شده و کاربران می‌توانند تنها به کمک یک کابل سیستم خود را به منابع ذخیره‌سازی با عملکرد بالا، درایوهای مالتی‌مدیا، نمایشگرهایHD، سیستم‌های تدوین و سایر ابزارهای جانبی متصل کنند.
دوستان گرامی می توانند مطالب بالا را در قالب یک فایل پی دی اف از اینجا (فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینک‌ها هستند.) دانلود نمایند

منابع:
فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینک‌ها هستند. (فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینک‌ها هستند.)
فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینک‌ها هستند.
فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینک‌ها هستند. (فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینک‌ها هستند.)
فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینک‌ها هستند. (فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینک‌ها هستند.)