9月12日,Intel正式發布了全新一代的Thunderbolt 5接口標準,也就是雷電5,無論傳輸速度還是連接能力,都實現了一次巨大的飛躍,更是展示了基于雷電5的新一代筆記本、擴展塢原型。
這里,我們就看看雷電5到底帶來了哪些變化,可以如何改變我們的工作、生活和娛樂方式,以及Intel在背后有怎樣的思考,做出了怎樣的努力。
說到Intel,相信大多數人的第一印象就是其CPU處理器產品,但在過去的幾十年時間里,Intel早已從單一的芯片公司轉向了平臺化探索和發展,不斷整合硬件、軟件、服務實現一體化,尤其是越來越多、越來越快地推出在底層技術上進行創新。
比如Wi-Fi 6E/7、雷電這樣的無線和有線連接技術,比如Evo、vPro這樣的平臺級產品,比如ICPS(連接性能套件)這樣的網絡連接體驗改善軟件,比如Unison這樣的打通PC與手機的跨平臺技術,等等。
雷電無疑是其中最具代表性的,誕生十余年來不斷提升傳輸性能和效率,擴展連接能力,簡化連接方式,讓設備上的接口越來越少,逐步走向大一統。
回顧歷史,雷電技術誕生于2011年,實現了單一接口同時傳輸視頻和數據,帶寬上來就有10Gbps,2013年的第二代翻番至20Gbps。
2015年的第三代不但再次將帶寬翻番至40Gbps,引入了供電能力,還采用了標準的USB-C接口形態,開啟了新時代。
2019年,Intel 10代酷睿原生集成了雷電3,更方便部署和普及,同時慷慨地將雷電3傳輸技術免費貢獻給USB-IF組織,由此誕生了新的USB4,帶寬同樣有40Gbps,目前正在迅速普及。
2020年,雷電4誕生,這次帶寬沒有變化,但各項體驗都有顯著提升,而且從11代酷睿開始原生集成,廣泛用于眾多筆記本、顯示器、集線器、擴展塢等設備。
目前,雷電技術已經得到極大普及,13代酷睿處理器90%的型號都帶有雷電4,所有Evo、Evo Enterprise認證的筆記本都具備雷電4,Windows、Linux、macOS、ChromeOS四大系統全部支持雷電4。
基于雷電3/4設計的PC電腦產品已經超過1500款,各種配件也超過了1000款。
其實發展到今天,雷電3/4、USB4在很大程度上是相通的,接口形態一樣,帶寬一樣,還都能傳輸HDMI、DP,都能供電,它們又有什么區別呢?雷電還有啥優勢?
事實上,USB4、雷電4確實可以實現大量相同的技術特性,但對于USB4來說絕大部分都是可選項,支持與否就看設備廠商的選擇,而對于雷電4來說都是強制性的,這就意味著只要使用雷電4接口,就可以享受各種高級連接體驗。
這包括強制性檢測與認證、40Gbps傳輸帶寬、2米長度40Gbps數據線、最多4個接口、至少15W充電功率、雙4K60顯示器連接、至少一個接口支持供電、系統睡眠喚醒、Intel VT-d DMA保護機制,等等。
同時,得益于Intel體系化、平臺化的優勢,雷電4接口還有著CPU處理器與操作系統原生集成、平臺驗證、雷電認證、Evo/vPro用戶體驗等方面的獨特優勢,這都是USB4所無法享受的。
Intel客戶端計算事業部產品經理Rex Lan也強調,雷電、USB兩大技術標準不是競爭關系,不存在誰取代誰,將會持續并存,因為兩者專注的方向不同:Intel聚焦于數據中心、PC領域和相關產品,USB的覆蓋范圍則更加廣泛,包括各種消費電子設備、智能設備。
事實上,Intel正是USB協會的重要成員之一,雙方一直在相互合作推進技術和產品,比如Intel把雷電3技術貢獻給了USB協會,是不收取任何費用的。
接下來,我們就看看雷電5的具體變化。
首先在核心的帶寬方面,雷電5基于PCIe 4.0 x4每個方向可以提供兩條40Gbps通道,因此即便同時傳輸、接收數據,都可以做到單向80Gbps,比雷電4翻了一番,而雙向四個通道合計就是160Gbps。
雷電5的帶寬也不再固定,而是根據使用情況靈活調整,比如需要大量傳輸而接收較少的時候,可以將三個通道都用于傳輸,此時帶寬提升至120Gbps。
這比DP 2.1 80Gbps多了一半,比HDMI 2.1 48Gbps多了1.5倍,比USB4 40Gbps多了2倍。
說到USB4,就不得不吐槽一下USB-IF組織的混亂了,無論是標注規范還是命名規則都十分隨意。
我們一般說USB4的理論帶寬是40Gbps,但它其實也是個可選項,實際上能跑到20Gbps也可以劃歸USB4,哪怕這其實是USB 3.2 Gen2x2對應的帶寬。
整整一年前,也就是2022年9月,USB-IF又搞了個USB4 2.0,聲稱最高帶寬提升至80Gbps,追上了雷電5,而且同樣可選拓展到120Gbps。
但是,USB-IF協會對于這些帶寬規格一直都不是強制性的,支持多少完全看設備廠商的選擇,所以很容易產生混亂,不像雷電那樣明確,必須達到一定的最低標準。
為了保證高速傳輸下的信號穩定性、數據完整性,雷電5引入了PAM-3脈沖振幅調制,每個時鐘周期內可以處理更多數據,從而更穩定地達到更高帶寬。
與此同時,現有的數據線、轉接器、PCB電路板等都保持兼容,可以繼續使用。
USB4 2.0也引入了PAM-3,而下一代PCIe 6.0則升級到了更高級的PAM-4并結合ECC糾錯。
對于雷電5為何不用PAM-4,Intel解釋說主要是PAM-3在技術上足夠使用,成本也可以很好地控制,且兼容部分現有組件,綜合考量下來是最合適的,PAM-4則有更高的技術門檻。
更充裕的帶寬,給了雷電5更多的應用空間,可以支持更高規格的視頻傳輸、數據傳輸、設備連接。
比如視頻方面,雷電4只能支持兩臺4K60顯示器,分辨率和刷新率無法兼顧,一個上去了另一個就必須妥協,但雷電5就靈活多了,不但可以支持一套數據線串聯三臺4K144或者兩臺6K顯示器,游戲玩家可以實現最高540Hz的刷新率,創作者則可以連接多臺8K顯示器。
數據方面,80Gbps乃至是120Gbps的帶寬可以輕松連接更多、更高性能的SSD、外置顯卡等等,而且如前所述,可以靈活配置,使用更加方便。
充電方面,最低功率從100W提高到140W,而最高功率更是從140W大幅提高到240W,如此只需一條數據線,就可以輕松帶動更多設備,讓桌面更加整潔。
顯示連接演示:一條雷電5數據線可以連接多臺高分辨率、高刷新率顯示器。
存儲連接演示:外接SSD可以跑到更高的速度,比如這里順序讀取超過了6.2GB/s,順序寫入也接近5.4GB/s,已經達到了高端PCIe 4.0 x4 SSD的原生水平了。
雷電5還有個非常實用的功能“雷電組網”(Thunderbolt Networking),可以在兩臺PC之間使用一條雷電數據線進行點對點連接,而且隨著帶寬的翻倍,傳輸速度也有了質的飛躍。
這一功能可以讓不同PC之間的數據與文件傳輸大大簡化、大大提速,再也不需要使用U盤、移動硬盤之類的設備做做中轉了。
說到數據線,雷電5可以繼續使用目前1米長的被動式雷電4數據線,2米或更長的主動式數據線則需要重新開發。
當然,雷電一貫強大的兼容性也必不可少,雷電5不但可以向下兼容雷電4、雷電3,還兼容USB4系列、USB 3.x系列、DP 2.1等各大傳輸標準,通過擴展塢還可以輸出HDMI。
換言之,只要一個雷電5接口,就可以通吃各種協議,不再需要各種不同的數據線。
當然這里有一個很現實的問題,那就是很多筆記本、主板上都只提供一個或兩個雷電/USB-C接口,很容易不夠用,必須額外購買擴展塢,增加成本和復雜度。
Intel對此解釋說,越來越多的客戶、消費者都希望中高端筆記本越來越輕薄、簡潔,日常生活中使用到HDMI、DP接口的機會也并不是很多,而雷電5可以支持到4個接口,配齊的情況下完全可以滿足絕大多數用戶日常需求,即便是2-3個一般也夠用。
當然,這也是一個矛盾的取舍問題,如果確實需要同時使用多個設備,可能就得買一個簡單的擴展塢了。
以上就是一部雷電5擴展塢的原型,表面明確標注著代表帶寬的80G/120G字樣。
雷電5接口有兩個,充電功率分別支持140W、60W,其中60W就是專門分出來給擴展塢的,當然這都是可以由廠商靈活定制的。
雷電5支持最多四個接口,在供電方面目前的標準設計是一個給PC,可以做到高功率,三個用于下行,標準是15W。
甚至,四個接口的總功率也不限制在240W,每個接口都做140W也不是不行,但就得外接電源適配器,還得解決散熱問題。
雷電技術本身越發強大的同時,擴展配件也越來越豐富,可用于工作、游戲各種場景,諸如擴展塢、外置顯卡、外置存儲、轉接頭、顯示支架等等。
值得一提的是,雷電5還可以外接AI加速器,滿足如今對越來越強AI算力的需求。
以上就是雷電5的新特性匯總,以及和雷電4、USB4/3、DP的對比。
可以看出,雷電5在傳輸帶寬、供電功率、連接可靠性和靈活性方面,都要遠勝USB、DP。
雷電5將使用新的標識形象,無論是廠商宣傳材料,還是電商平臺,如果看到一個藍底白色的閃電形狀就可以知道它是雷電5標準的設備。
另外,雷電5數據線的頭部,也會有一個“5”的字樣,以示區分。
不過,接口和旁邊的圖標不會特意注明是雷電5,事實上歷代以來都沒有標注過。
雷電5將首先通過代號Barlow Ridge的獨立控制器推向市場,支持雷電5的電腦、配件設備預計將于2024年上市。
Intel還會在今年第四季度向全球開發者提供雷電5相關的技術資料、開發資源,方便適配新產品、新應用。
不過,雷電5并不會直接取代雷電4,而是會共存一段時間,其中雷電5面向高端的創作者、游戲玩家,雷電4則適合主流的企業和消費者。
審核編輯 黃宇
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