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双向80Gb/s带宽 最高120Gb/s 完美向下兼容 英特尔雷电5深度解析

2023年9月12日晚9点,英特尔正式公布了全新的Thunderbolt 5,也就是雷电5接口,最高带宽达到120Gb/s!双向带宽达到80Gb/s,较雷电4接口提升3倍!强大的性能与丰富的功能,继续保持地表最强PC物理接口的纪录。

2011年,英特尔与苹果合作开发了技术代号为“Light Peak”的Thunderbolt(以下均称“雷电”)。雷电接口融合了PCIe和DisplayPort两种通信协议,所以在全功能TYPE-C之前,雷电接口是罕见的同时支持高速数据传输和视频/音频传输的多功能接口,即同时具备USB和DP或HDMI/DVI/VGA转接输入/输出功能。且因其带宽达到双向10Gbps(雷电2为双向20Gbps),所以可以说是非常先进的接口扩展技术。要知道,目前只有USB TYPE-C 3.1 Gen 2可以达到双向10Gbps带宽,而雷电接口早在8年前就已经做到了这一点。

在雷电1和雷电2时期,其基本是以MiniDP物理层形态搭载于苹果MacBook笔记本电脑之上,接口符号为一个带有箭头的闪电。由于雷电接口相关设备稀有,即便有所搭载也都是在高端设备上,因此其知名度在大众用户群体中一直不高,也很少被用户所主动关注。

雷电接口逐渐被用户所认知可以说是从雷电3接口开始的。由于雷电3接口与USB TYPE-C接口物理层通用,因此有不少PC设备开始选择TYPE-C+雷电3接口的组合方案,不过对于用户来说,尤其是对电脑知识积累不足的小白用户而言,往往是TYPE-C和雷电3傻傻分不清楚。再加上雷电接口设备一直以来普及度不高,因此即便知名度有所提升,但也远远未到全民皆知的程度。

雷电3接口双向带宽达到40Gbps,是当时速度最快的USB TYPE-C 3.1 Gen 2接口的4倍,且雷电3接口支持4K 60fps视频传输,支持100W PD协议供电,支持外接桌面级显卡,因此可以说是目前最为强大的接口扩展标准。

2019年3月份,英特尔宣布向USB Promoter Group开放Thunderbolt协议规范,自此,笔记本电脑、平板电脑在使用雷电接口时,将不需要再通过英特尔取得授权。与此同时,USB Promoter Group宣称将发布基于Thunderbolt协议的USB 4规范。经过4年的发展,当下笔记本电脑领域已经全面进入USB4时代。

雷电4接口带宽达到了40Gb/s,是目前最快的USB 3.2 Gen 2×2接口的2倍。而雷电5双向带宽翻倍至80Gb/s,并且通过Bandwidth Boost技术可以提升至120Gb/s(只针对视频信号),因此它能够满足8K HDR显示器外接,实现更加快速的数据备份和归档,并加速工作流程与写作。而对于游戏玩家来说,可以更好地支持疾速刷新率显示器,可以支持便携式游戏固态硬盘,同时可以满足演播室级别的高质量录制和播放体验。

除了带宽大幅提升之外,雷电5也带来了众多全新功能与非凡体验。

首先,雷电5可同时支持多个8K显示器扩展,单个接口即可同时支持三台4K 144Hz刷新率显示器,最高可以为游戏玩家带来540Hz刷新率支持;

其次,外部固态硬盘、eGFX扩展(外接显卡)以及创作工具等设备的带宽提高2倍!

其三,雷电5最高支持240W供电,未来游戏本也可以直接通过支持雷电5接口的显示器反向供电,不过具体供电规格需要厂商去做选择。

此外,雷电5完美向下兼容USB4、雷电4线缆,兼容雷电3、USB3、DP2.1特性,降低升级成本。

与普通USB接口相比,雷电5在性能与功能层面的表现更加出众,而且基础性能水准就达到了高规格。

雷电5带宽大幅提升,主要在于采用了全新的信号技术PAM-3。通过现有印刷电路板、连接器和无源线缆实现更快的速度表现。PAM-3技术每个时钟周期可处理更多数据,性能优势显著。同时可以利用现有PCB技术、连接器和1米长标准雷电线缆达到节约升级成本的目的。

在实际应用层面,雷电5更高的带宽将提升外接显卡与外接AI加速器的性能体验。了解外接显卡的朋友都知道,以往雷电3、雷电4外接显卡会损耗大概20%左右的性能,而雷电5更高的带宽可以有效降低显卡性能损耗。此外,针对当下的AI应用,雷电5可提供外接AI加速器支持,实现更高效的本地化AI推理,减少对云的使用需求。

相对于雷电3、雷电4来说,雷电5标识是有一定变化的,下图中蓝色的标识经过了全新设计。不过图标依旧是带箭头的闪电,线缆将标有“5”的字样。

目前,雷电4控制芯片是集成在英特尔处理器中的,但是全新的雷电5将再次采用独立控制芯片,代号为Barlow Ridge,芯片集成了计算机控制器和相关配件。支持雷电5的电脑和配件预计将于2024年上市,而相关技术资料和开发资源将于2023年4季度向全球雷电开发人员公布。

此外,雷电5上市之后,雷电4并不会直接退役。它将与雷电5共生,以满足不同用户的需求。在雷电5早期阶段,主要面向专业领域创作者、游戏玩家和工作站用户,以覆盖其数据传输的高带宽需求,以及超高清屏幕多屏扩展需求;雷电4接口依旧面向主流用户,满足其高速数据传输与外接扩展需求。

雷电5也可以兼容各种不同平台的设备,只要通过雷电5标准规范认证即可支持,即便AMD平台、高通平台的设备,也能支持雷电5,同时英特尔也不会收取任何授权费用。

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