[INFO] Vad är Thunderbolt?

Inledning: Jag är väldigt intresserade av tekniska standarder. Jag har följt utvecklingen en längre tid nu och blir alltid lika uppspelt så fort det dyker upp en ny smaskig teknisk standard. Det finns otroligt mycket sexiga tekniska lösningar som utvecklas till standarder som verkligen är något speciellt, exempelvis AMD:s gamla NUMA-arkitektur (egentligen ccNUMA, men iaf), FB-DIMM, DDR och SATA.

En ny standard som lanserades av Intel igår gick under utvecklingsnamnet Light Peak och heter nu Thunderbolt. Den har utvecklats av Intel med Apple som huvudsakliga samarbetspartner. Jag kommer inte dra så mycket historia här, det finns det mycket av på t.ex. Wikipedia. Det man kan säga är att Intel tillkännagav standarden redan 2009.

Vad är då Thunderbolt? Man kan säga att det är en teknisk standard som kan överföra många typer av datasignaler i en enda kontakt och kabel. Olikt många andra högpresterande standarder (som HDMI, Displayport, DVI) så har Intel valt att "brygga" olika signaltyper till en kontrollerkrets som sedan går vidare till uttaget på datorn. Det betyder att man kan dels kan köra allt som går att köra via DisplayPort, som monitorer, TV och projektorer, och dels även allt som går att köra via PCI Express, vilket i praktiken betyder alla former av lagringsenheter, från ljudkort till nätverkskort och grafikkort.

De två huvudstandarderna som man kan köra igenom Thunderbolt-standarden är således DisplayPort och PCI Express, vilket syns på bilden nedan.

Prestandan då? Thunderbolt är tänkt som en generell standard som skall vara skalbar. Jämfört med nyare generella standarder som USB 3.0 är Thunderbolt rätt snabb med 10 Gbps bi-directional, det vill säga 10 gigabit per sekund med full duplex. Men jämfört med DisplayPort som har en effektiv bandbredd på 17.28 Gbps är det inget banbrytande. HDMI 1.3 som introducerades redan i Juni 2006 har en bandbredd på 10.2 Gbps.

Lights Peak var egentligen ursprungligen ett smeknamn för en teknik som använde sig av optiska kablar, vilka har visat sig kan prestera mycket bättre. Enligt rykten testade även Intel tekniken över klassisk koppar och i slutändan ger koppar bäst pris/prestanda. Intel har inofficiellt sagt att tekniken skalar upp till 100 Gbps med optisk teknik.

En detalj som många glömmer bort är möjligheten att koppla enheter i en kedja, precis som med FireWire eller äldre SCSI-standarder. Man kan alltså koppla en hårddisk med Thunderbolt till en dator, och sedan koppla in en monitor till hårddisken och sedan ett ljudkort till monitorn. Hur produkterna kommer stödja daisy-chain (som det kallas) återstår att se, men de flesta lagringsenheter har möjlighet vad vi sett på prototyper från exempelvis Lacie och Promise. Hur det blir med DisplayPort-produkter som används med Thunderbolt återstår att se. Upp till sju enheter kan kopplas samman i en kedja.

Ett problem som kan uppstå är dock den relativt låga effekten som standarden ger. Totalt handlar det om 10 Watt vilket bara är snäppet högre än den äldre standarden Firewire (8 Watt). I relation kan Power Over Ethernet 802.3at (PoE) ge 25.5 Watt över en vanlig CAT 5-kabel. Eftersom standarden stödjer PCI Express skulle man kunna tänka sig rätt smaskiga externa grafikkort, men dessa kräver ofta många gånger vad Thunderbolt kan ge, och då är endast extern strömkälla alternativet. Det är dock ett mycket stor tekniskt hinder med att skicka data och ström i samma kabel. Hur det kommer se ut om/när Intel lägger fram optiska kablar återstår att se.

Framtiden

Så, kommer Thunderbolt bli en hit? Ser vi till historien med exempelvis DisplayPort är det troligt att Thunderbolt kommer få viss slagkraft. DisplayPort är utvecklat av alla medlemmar i VESA-organisationen (i princip alla tillverkare som sysslar med grafik och allting kring grafik) och var licensfri, något som gjorde att många företag var rätt snabba med att adoptera standarden. Till och med när Apple lanserade sin egna version, MiniDisplayPort, var utvecklingen licensfri. Thunderbolt är inte licensfri men kostnaden är troligen inte så värst dyr, åtminstone inte jämfört med HDMI. Licenskostnaden är dock än så länge inte känd för gemene man och kommer troligen att förbli så.

Apple, som är relativt populära just nu, lanserade sin nya MacBook Pro 24/2 (igår), där Thunderbolt ingår. Apple har inte behövt ändra några större designval på yttersidan eftersom kontakten ser ut precis som MiniDisplayPort (mer om det senare), men på insidan har det hänt en hel del. MacBook Pro är en mycket populära dator, även bland datorentusiaster, och kommer troligen ge Thunderbolt en viss skjuss i popularitet. Inga andra stora tillverkare har lanserat färdiga produkter med Thunderbolt. Men potentiella tillverkare är bland annat Dell, som har vanliga DisplayPort på många av sina bärbara datorer. Tillverkare som inte hoppat på DisplayPort kommer troligen dock inte implementera stöd för Thunderbolt när USB 3.0 är så pass nytt. Det återstår dock att se. Intel har sagt i en webbkonferens via CNet att flera enheter kanske kommer i början på nästa år.

Något som förmodligen kommer vara väldigt populärt med Thunderbolt är professionell lagring. Visserligen har USB 3.0 precis dykt upp på markanden, men Thunderbolt har några egenskaper som inte USB 3.0 har. Bland annat möjligheten att seriekoppla lagringsenheter. Sysslar man med videoredigering vill man ha så bra överföringshastighet som möjligt, och kanske möjlighet att lagra data på fler än en hårddisk. Via en kedja av Thunderbolt-enheter kan man lagra filer på olika hårddiskar utan att ha 17 portar i datorn - eller koppla in en Thunderbolt-kamera direkt i hårddisken.

Praktisk prestanda

Det pratas mycket om protokoll och vilket som är bäst. De flesta brukar hävda dittan och dattan kring just taket för standarden när det gäller överföringshastighet. Men få talar om praktisk prestanda. 10 gigabit per sekund betyder i praktiken 1,250 GB/s. Det är väldigt få mämmiskor som kräver en sådan prestanda. Vid Intel Developer Forum (IDF) så visade lagringstillverkare upp externa hårddiskar med Thunderbolt och med hjälp av två stycken SSD-enheter (förmodligen i RAID0) kom man upp i 768 MB/s i överföringshastighet. Men när det gäller konsumentprodukter (vilka Thunderbolt främst är tillverkad för) är det väldigt få som någonsin kommer ha möjlighet att överföra så stora datamängder.

För professionell lagring så är Thunderbolt kanske inte så värst intressant. Det finns konkurrerande produkter som är lika bra eller bättre. Vi har exempelvis Fiberkanal, InfiniBand och 10 Gbit Ethernet som har en bred användarkrets och starkt fäste hos tillverkare. Ethernet är dessutom en generellt bättre standard när det gäller signalintegritet bland annat. Troligen kommer vi inte få se några rackbaserade lagringsenheter med Thunderbolt, dessa kommer fortsätta att använda Fiberkanal och 10 Gbit Ethernet.

Rent teoretiskt skulle man visserligen kunna köra Gbit-ethernet över Thunderbolt, men sådana applikationer är nog förmodligen relativt få då man istället vill ha en Ethernet-baserad enhet kopplad till ett nätverk och ingen specifik dator.

Kontakt och kablar

Thunderbolt använder precis samma kontakt som MiniDisplayPort vilka många av Apples produker har för tillfället. Det kommer dock krävas nya kablar för Thunderbolt-enheter, men äldre MiniDisplayPort-kablar kommer fungera så länge man har DisplayPort-kompatibla enheter. Kontaktens utforming är dock lite mindre till storleken för att fungera så bra som möjligt på bärbara datorer.

Intel har tidigare nämnt (inte officiellt) att en optisk version av standarden kan transportera en infraröd signal upp till 100 meter med hjälp av optisk fiber med en bredd på 62.5 micron. Det har också nämnts att en eventuell optisk uppgradering av standarden inte kommer påverka tidigare Thunderbolt-datorer då omvandlingen från optisk till elektrisk signal kommer göras i kabeln. Allt detta är dock ej bekräftat av Intel eller Apple.

Ersätter Thunderbolt USB 3.0?
Nej. Intel har varit väldigt tydliga utåt och mot sina partners att Thunderbolt inte ersätter USB 3.0. USB 3.0 har otroligt stöd bland tillverkare så det är förmodligen ingen idé att försöka konkurrera ut den. Thunderbolt har nämnts att riktas främst mot professionella yrkesmänniskor (som gillar Mac) som behöver extraordinär prestanda och inte bryr sig lika mycket om pris som vanliga konsumenter.

Ersätter Thunderbolt FireWire 800?
Delvis. Standarden har samma målgrupp och fungerar på det stora hela likadant (daisy-chain, hög prestanda, osv) och FireWire 800 är en relativt gammal standard som visserligen är populära fortfarande hos Mac-folk, men som är otroligt utdaterad. Det har delvis sagts av Intel och tillverkare att den delvis ersätter, men också att den är ett komplement till Firewire.

Vilka har lanserat produkter med stöd för Thunderbolt?
I skrivande stund är det inte så värst mycket produkter som lanserats. De som jag känner till är Promise Pegasus, ett RAID-torn som enligt specifikation når ungefär 800 MB/s samt den lilla hårddisken Little Big Disk från Lacie med en prestanda på 768 MB/s (bilden lite längre upp). Produkterna har lanserats, men det handlar högst troligen om papperslanseringar. Enligt rykten visade Lacie även upp ett RAID-torn i 4big-serien med Thunderbolt på IDF 2010. Western Digital har sagt i ett pressmeddelande att de kommer producera produkter med Thunderbolt, men några närmare detaljer har inte publicerats. Förmodligen kommer vi se lite fler produkter mot sommaren.

Hur lång kan en Thunderbolt-kabel vara?
Enligt Dong Ngo hos Intel på CNet-videokonferensen är maximala kabellängden 3 meter. USB 3.0 har 5 meter och Firewire har 4,5 meter. En optisk variant ska tydligen tillåta en maximal längd på "tens of meters".

Kända begräsningar?
Om man har en kejda med Thunderbolt-enheter och vill ansluta en äldre DisplayPort-produkt måste denna sitta sist i kedjan. Tekniken är heller inte kompatibel med DisplayPort 1.0-enheter, utan det måste vara 1.1 eller nyare.

Kan man köra USB via Thunderbolt?
Eftersom Thunderbolt stödjer PCI Express-arkitektur kan man, om man vill, skapa en hubb som både har Thunderbolt och USB 3.0. Eller en lagringsenhet som ansluts via Thunderbolt men som har USB 3.0-anslutningar. Det kan även tänkas att det dyker upp lagringsenheter med både USB 3.0 och Thunderbolt så att konsumenten kan välja.

Är standarden öppen för alla att använda?
Det korta svaret: Ja.

Kommer det finnas externa Thunderbolt-kontrollerkort?
Nej.

Hur kan du tycka sånt här är kul?
Vet ej. Jag har ju jobbat i hårdvaruindustrin på ett eller annat sätt hela mitt liv och sett standarder komma och gå. Nya standarder som inte bara "ökar bandbredden X antal gånger" och som går steget längre med tekniker gillar jag skarpt.

-------------------------------------------------------------

Något jag glömt eller missat helt, fel i artikeln eller så? Kommentera! Jag skrev detta under ungefär en timmes tid på fredagskvällen, självklart med en fredagsöl i handen (eller ja, flera), så det är mycket möjligt att det har blivit knasigt här och där. Shoutout till öltillverkaren Gösser.

Storleken på en Thunderbolt-krets.

Några källor:
Thunderbolt™ Technology: The Fastest Data Connection to Your PC Just Arrived
The Fastest Connection To Your PC Experience
Powerful technology from a powerful collaboration.

Som en notis märkte jag att SSD-diskarna som satt i LaCie Little Big Disk med Thunderbolt förmodligen är Intels G3-modeller, som inte är lanserade än. Tittar man på LaCies Thunderbolt-sida står det "Intel 510® Series Solid-State Drives" i specifikationerna. Tittar man sedan på Intels hemsida finns ingen sådan serie, men det finns en modellserie som heter Intel SSD 310 som är 34 nm, visserligen med mSATA-kontakt för OEM:s, men det är fortfarande G3.