Thunderbolt (Schnittstelle)

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Thunderbolt (englisch für Donnerkeil) ist die Bezeichnung für die von Intel in Zusammenarbeit mit Apple zunächst unter dem Codenamen Light Peak entwickelte Schnittstelle zwischen Computern, Monitoren, Peripheriegeräten und Unterhaltungselektronik, wie Videokameras oder Festplatten.[1] Technisch handelt es sich um eine Kombination aus DisplayPort und einer auf PCI Express basierenden Schnittstelle.

Logo der Intel-Thunderbolt-Schnittstelle

Entwicklung[Bearbeiten]

Die Thunderbolt-Schnittstelle wurde auf der Hausmesse IDF 2009 erstmals intern[2][3] und am 24. Februar 2011 offiziell vorgestellt. Aus Kostengründen wird zunächst auf eine optische Übertragung verzichtet, stattdessen wird eine elektrische Übertragung über Kupferkabel verwendet.[4] Da Thunderbolt aber aktive Kabel verwendet – d. h. in den Steckern der Kabel befinden sich Prozessoren – sind alle Geräte auch mit optischen Kabeln kompatibel, falls diese in Zukunft eingeführt werden sollten. Mechanisch und elektrisch ist Thunderbolt abwärtskompatibel mit dem DisplayPort mit Mini-DisplayPort-Steckern.

Thunderbolt-Schnittstelle an einem MacBook Pro

Die ersten mit dieser Technologie ausgestatteten Geräte sind Notebooks der Reihe MacBook Pro von Apple, die seit dem 24. Februar 2011 erhältlich sind.[5] Thunderbolt soll sich nach den Plänen von Intel als ein universeller Anschluss durchsetzen und für die nahe Zukunft genügend Kapazität für den Transfer von großen Datenmengen bieten. Thunderbolt basiert auf mehreren parallelen bidirektionalen Kanälen, auf denen seriell Daten übertragen werden. Dabei werden existierende Protokolle wie DisplayPort und PCI Express verwendet. Für den Anfang kommen zwei bidirektionale Kanäle mit Transferraten von je 10 GBit/s zum Einsatz,[6] die Technik bietet aber Potenzial für weit höhere Datenraten.[2] Außerdem besitzt die Technik die Fähigkeit, unterschiedliche Protokolle zu unterstützen, wodurch sie in verschiedenen Einsatzbereichen verwendet werden kann.[7] Elektrische Kabel werden von Intel auf bis zu drei Meter spezifiziert, optische Kabel ermöglichen deutlich längere Leitungslängen von mindestens 10 Metern.[8]

Ein weiteres Anwendungsfeld von Thunderbolt wird die Ersetzung der bekannten USB-Dockingstationen durch „Thunderbolt-Dockingstationen“ sein, welche die bisherigen Nutzungseinschränkungen eines generischen Portreplikators nicht mehr aufweisen sollen.

Seit dem Jahr 2012 ist Thunderbolt auch auf Windows-Systemen verfügbar.[9] Die Thunderbolt-Technologie ist eine direkte Konkurrenz zur (brutto) etwa halb so schnellen USB-3.0-Technologie, welche dafür den Vorteil der Kompatibilität zu den weit verbreiteten älteren USB-Schnittstellen, eine optional höhere Betriebsspannung und Leistung[10] bietet sowie auf dem Zubehörmarkt deutlich weniger kostet. Unter Linux gibt es besonders auf Apple-Rechnern wegen nicht den Spezifikationen entsprechender Abweichungen der Hardware noch große Hindernisse.[11] Auf z.B. dem Google Chromebook Pixel oder üblichen Rechnern läuft es mittlerweile unter Linux mit noch kleineren Problemen.[12]

Im Juni 2013 stellte Intel die nächste Thunderbolt-Generation namens „Thunderbolt™ 2“ vor, basierend auf dem „Falcon Ridge“ genannten Controller. Der Produktionsbeginn ist für Ende 2013 geplant.[13] Sie bietet eine Datenrate von 20 GBit/s, was durch Zusammenlegung der beiden bisher bereits 10 GBit/s schnellen Daten- und Display-Kanäle ohne Änderungen an der Geschwindigkeit möglich wird. Die verfügbare Bandbreite kann so flexibler genutzt werden. Thunderbolt™ 2 wurde im Juni 2013 durch Apple erstmals auf der WWDC für den neuen Mac Pro angekündigt.[14]

Funktionsweise[Bearbeiten]

Thunderbolt-Stecker

Thunderbolt wird in Form eines Controllers in die unterstützenden Geräte integriert. Die erste Version basiert noch auf Kupferleitungen. Später soll ein zusätzliches mit Halbleiterlasern und Photodioden bestücktes Modul die Konvertierung zwischen optischen und elektrischen Signalen übernehmen.[7] Reihenschaltungen von bis zu sechs Peripheriegeräten ohne Leistungsverlust sind ebenfalls möglich.[6] Miteinander verbundene Thunderbolt-Chips arbeiten mit einem synchronen Taktsignal (um Laufzeitprobleme zu vermeiden, sollen diese Timer bei maximal sieben „Hops“ einer Thunderbolt-Gerätekette höchstens acht Nanosekunden voneinander abweichen).

Stand 2012 ist ein Thunderbolt-Kabel technisch sehr aufwendig, da in den zwei Steckerenden insgesamt zwölf Chips verbaut sind. Aus dieser großen Anzahl erklärt sich das längliche, klobige Design der Stecker.[15]

Computex 2012[Bearbeiten]

Auf der Computex in Taipeh stellte ASUS die erste Steckkarte vor, mit der sich Mainboards um Thunderboltfunktionalität erweitern lassen. Sie läuft jedoch nur mit Asus-Boards. Die ThunderboltEX muss für volle Funktionalität mit einem Displayportkabel (Loop-Through-Kabel) verbunden werden, dessen anderes Ende im DP-Ausgang der Onboard-Grafik oder der Grafikkarte steckt. Ein Vorteil ist, dass auch eine bestehende Grafikkarte zusammen mit Thunderbolt genutzt werden kann. Man ist also nicht auf Intels HD Graphics angewiesen, wenn durch Thunderbolt ein Monitor angesteuert werden soll. Die ThunderboltEX funktioniert auch, wenn kein DP-Kabel die Grafiksignale zuführt. Dann ist zwar die Datenübertragung an andere TB-Geräte möglich, ein Thunderbolt-Monitor kann aber nicht mit Bildern versorgt werden.

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Thunderbolt (Schnittstelle) – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. THUNDERBOLT™ TECHNOLOGY – The Fastest Connection To Your PC Experience
  2. a b www.intel.com, Schneller Datentransfer mit „Light Peak“-Technologie
  3. www.engadget.com, Intel unveils Light Peak 10 Gbps optical interconnect for mobile devices (englisch)
  4. Kupfer statt Glasfaser – Intels Light Peak sieht kein Licht
  5. Apple Updates MacBook Pro with Next Generation Processors, Graphics & Thunderbolt I/O Technology
  6. a b Apple – Thunderbolt: Highspeed I/O Technologie der nächsten Generation.
  7. a b intel.com – THUNDERBOLT™ TECHNOLOGY: The Fastest Connection To Your PC Experience
  8. PC Games Hardware – Intel stellt Thunderbolt alias Light Peak mit 10 Gbps offiziell vor
  9. IDF: Thunderbolt ab 2012 auch in Windows-Rechnern
  10. http://www.computerworld.com/s/article/9220434/Thunderbolt_vs._SuperSpeed_USB_3.0
  11. mjg59.dreamwidth.org: Playing with Thunderbolt under Linux on Apple hardware
  12. www.phoronix.com: Thunderbolt Probleme unter Linux
  13. Video Creation Bolts Ahead – Intel’s Thunderbolt™ 2 Doubles Bandwidth, Enabling 4K Video Transfer & Display. Intel. 4. Juni 2013. Abgerufen am 21. Oktober 2013.
  14. WWDC: Neuer Mac Pro mit Thunderbolt 2.0 und USB 3.0. Heise. 10. Juni 2013. Abgerufen am 21. Oktober 2013.
  15. Demontage mit beschreibenden Fotos [1]