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集众多功能于一身IntelThunderbolt3解密

导读 Intel 才刚展示自家 Thunderbolt 3 结合 USB Type-C 的最新成果,内容却非常简略。为此,我们独家取得了更多详细文件,为各位解密其...

Intel 才刚展示自家 Thunderbolt 3 结合 USB Type-C 的最新成果,内容却非常简略。为此,我们独家取得了更多详细文件,为各位解密其中奥祕。

Thunderbolt 3(Codename:Alpine Ridge)其实早在 2014 年,就已经透露出一些蛛丝马迹,将採用全新的连接器,不过当时似乎没有任何人注意到这项改变(注:简报文件中的 Lower Z-height ~3mm 即是指 USB Type-C)。不过这也无可厚非,毕竟当时的简报文件,Intel 非常刻意的将图示画成 Mini DisplayPort,暧昧不明的说明也无法直接证明将改採用 USB Type-C 做为新的连接器。

那么新的 Thunderbolt 3 将会带来什么新改变呢?Intel 如是说:Best Solution on a Type-C Connector,这一段话其实带点狂妄的意味,毕竟 Type-C 连接器在规划时即已经支援非常多种应用,要超越它并不简单。不过挑战者毕竟是 Intel,超越这档事仍然是轻而易举,Thunderbolt 3 Type-C 除了将支援所有 USB 3.1 Type-C 全部功能之外,也将融入 Thunderbolt 功能。包含了 USB 3.1、DisplayPort 1.2、HDMI 2.0 之外,频宽也将升级为 40Gbps,更重要的充电功能也支援至最高 100W 规格。

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那么 Thunderbolt 将会有几款晶片呢?答案是 2 + 1 款,其中 2 款将在 2015 下半年推出,分别为 Alpine Ridge-DP(DSL6540)与 Alpine Ridge-SP(DSL6340),2016 年则是会再推出 Alpine Ridge-LP。三款产品的差别其实非常明显,DP 支援 2 条 40Gbps 频宽、SP 则是单条,LP 则是上行频宽从 4 条 PCIe 3.0 缩减为 2 条,同时也不支援 DP to HDMI 2.0 的功能。

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由于频宽升级为 40Gbps,可以做的应用则变得更多,除了推动 2 台 4K 萤幕外,Single-cable Docking 也不在话下。更重要的是加入了 Thunderbolt Networking,可直接藉由 Thunderbolt 建构网路节点,本来已存在的外接显示卡则是效能可再向上提昇。

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针对 Docking 解决方案的部份,Intel 也提供两种方案,分别为无线、有线的机制。无线的部份除了装置不需实体连接 Docking 之外,也支援无线充电等功能,不过受限于无线频宽技术问题,目前仅提供 7Gbps 的频宽。有线 Docking 的功能则提供 Thunderbolt 的全部功能之外,在连接选项上也提供 USB 3.x / DisplayPort 的第二选择。

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Intel 也做了一张比较表来展示 Thunderbolt 与其他方案的优势,最重要的成本结构,并没有因为豪华功能,而因此水涨船高。Alpine Ridge 的价格约为 9 块美元,相较于 USB 3.1 落在 8~9 块的微小差距,整体优势非常显着。

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在 Thunderbolt 外接显示卡的应用当中,提供了两种选择,分别为内建显示晶片的 Docking 与独立显示卡(150~200W)的方案。不过两个方案都因外接萤幕,在频宽方面有所打折,仅约 22~24Gbps,这部份主要因素在于除了装置对 Docking 的连接之外,尚需要萤幕传回装置的频宽,因此在部分有消耗通道频宽。

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Thunderbolt Networking 则是提供点对点连接方案,同时也不限于同一作业系统环境,另外整套方案也是目前最廉价建构 20Gbps 级区域网路的途径(PC only)。

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不过虽然支援多系统,但在 Linux 下的支援仍然不同于 PC / Mac,在部分情况下仍然会出现失败甚至造成系统当机的问题,且由于 Linux 版本过多的问题,在较旧的版本中也不支援热插拔的功能。

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Intel 在简报中也提供了 Alpine Ridge-DP 与 Alpine Ridge-SP 的 Host 端设计选项,两者在连接器部分并不侷限在 Type-C,Alpine Ridge-DP 也提供 USB Type-A 与 DisplayPort / mini DisplayPort 的选项。Alpine Ridge-SP 则取消 DisplayPort / mini DisplayPort 的连接器,同时所有连接器中,只有 Type-C 支援多种功能,其余皆剩单一功能不可再转接。两颗晶片均支援标準 HDMI 或 DisplayPort 连接器,最多组合出 2(DP:2、SP:1)埠上下行埠与影像输出专用下行埠。

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针对 Host 端的晶片组合部分,Alpine Ridge 由于内建了多种功能,诸如 DisplayPort Mux、USB 3.1 与 HDMI 2.0。除了省下许多晶片组合,减少整体 Board Area 佔用面积之外,也不需要浪费额外用于 USB 3.1 的 2 条 PCIe 通道。同时因不需要其余晶片搭配,整套方案成本能节省 6~8 美元,相较于多晶片方案,新的 Thunderbolt 3 对于厂商来说更友善也更容易放入有限的 PCB 中。

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针对 Device 的部分 Intel 也提供不同桥接的方式,除了支援 Daisy Chain 之外,也可以改为终端装置不再採菊链结构。

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另外 Host 对 Host 的部份,也将支援 Target Display Mode,提供装置间的萤幕共享模式,同时也支援最高 100W 的充电功能。

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虽然 Thunderbolt 3 整合非常多功能在其中,但与 USB 3.1 Type-C 一样,并没有将整套 Power Delivery 2.0 整合入其中,目前仅提供装置输出 5V@3Amax ~15W、12V@1.12Amax ~13.4W。并不提供 20V 的电压选项,这部份仍然得透过 CC pin 加上 Port Controller(PD 2.0)两者协作才有望达成,与目前 USB 3.1 Host 一样均不内建 PD 2.0 功能。

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针对 Thunderbolt 特有的菊链结构,在 Power Delivery 方面也有所差异,并非所有终端装置都可得到完整供电,採用先插先得的概念,至多 4 个装置支援 Full Power。

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新的 Thunderbolt 3 在建构方式也如前几代产品一样,提供 On board 与 Add-in Card 两种方式。在相容性方面单一张卡需要 5 pin GPIO、BIOS Code 也需要加入新的代码之外,同时也需要取得 Thunderbolt 认证,整套 Thunderbolt 才得以在主机板中正式推出。

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Thunderbolt 3 的推出时间将会在今年 7、8 月间,届时将会与 Skylake 平台一同正式亮相,不过目前主机板厂仅有 Gigabyte 一家确定推出 Thunderbolt 3 主机板,ASUS、MSI 等厂商目前仍未正式定案。

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同时在正式推出后,对应的相关产品也会陆续上市,诸如 Type-C 转旧 Thunderbolt 的转接头、Thunderbolt Type-C 主、被动线材与 Non-Thunderbolt 的 Type-C 线材或者是 Adapter 都已经在上市前规划完毕。2016 年则是开始将 Thunderbolt 导入更多设备与嵌入式系统中,建立更完整的装置链生态。

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