Thunderbolt es la marca de una interfaz de hardware para la conexión de periféricos externos a una computadora . Fue desarrollado por Intel en colaboración con Apple . [7] [8] Inicialmente se comercializó con el nombre de Light Peak y se vendió por primera vez como parte de un producto de usuario final el 24 de febrero de 2011. [1]
Thunderbolt combina PCI Express (PCIe) y DisplayPort (DP) en dos señales seriales , [9] [10] y además proporciona alimentación de CC a través de un solo cable. Un conector puede admitir hasta seis periféricos a través de varias topologías . Thunderbolt 1 y 2 usan el mismo conector que Mini DisplayPort (MDP), mientras que Thunderbolt 3, 4 y 5 usan el conector USB-C y admiten dispositivos USB.
Los controladores Thunderbolt multiplexan uno o más carriles de datos individuales desde dispositivos PCIe y DisplayPort conectados para su transmisión a través de dos carriles Thunderbolt dúplex, luego los demultiplexan para su uso por dispositivos PCIe y DisplayPort en el otro extremo. [2] Un solo puerto Thunderbolt admite hasta seis dispositivos Thunderbolt a través de concentradores o cadenas tipo margarita ; Tantos como fuentes DP tenga el host pueden ser monitores Thunderbolt . [11]
Se puede conectar un solo monitor Mini DisplayPort u otro dispositivo de cualquier tipo directamente o al final de la cadena. Thunderbolt es interoperable con dispositivos compatibles con DP-1.1a. Cuando se conecta a un dispositivo compatible con DP, el puerto Thunderbolt puede proporcionar una señal DisplayPort nativa con cuatro carriles de datos de salida a no más de 5,4 Gbit/s por carril Thunderbolt. Cuando se conecta a un dispositivo Thunderbolt, la velocidad de datos por carril pasa a ser de 10 Gbit/s y los cuatro carriles Thunderbolt se configuran como dos carriles dúplex, cada uno de 10 Gbit/s que comprende un carril de entrada y un carril de salida. [2]
Thunderbolt se puede implementar en tarjetas gráficas PCIe , que tienen acceso a datos DisplayPort y conectividad PCIe, o en la placa base de ordenadores con vídeo integrado , como el MacBook Air . [11] [12] [13]
Originalmente, la interfaz estaba destinada a ejecutarse exclusivamente en una capa física óptica utilizando componentes y cableado de fibra óptica flexible desarrollado por socios de Intel y en el laboratorio Silicon Photonics de Intel. Inicialmente se comercializó con el nombre de Light Peak, [14] y después de 2011 como Silicon Photonics Link. [15] Sin embargo, se descubrió que el cableado de cobre convencional podría proporcionar los 10 Gbit/s por canal deseados a un costo menor.
Esta versión basada en cobre del concepto Light Peak fue desarrollada conjuntamente por Apple e Intel . Apple registró Thunderbolt como marca comercial , pero luego transfirió la marca a Intel, que poseía los derechos de propiedad intelectual primordiales. [16] Thunderbolt se introdujo comercialmente en la MacBook Pro 2011 de Apple , utilizando el mismo conector desarrollado por Apple que Mini DisplayPort . Ciertos modelos de MacBook Air, MacBook Pro, Mac mini e iMac degradan el protocolo Thunderbolt 4 a Thunderbolt 3 debido a que no admiten pantallas duales 4K a través de Thunderbolt. [ cita necesaria ]
Sumitomo Electric Industries comenzó a vender cables ópticos Thunderbolt de hasta 30 m (100 pies) en Japón en enero de 2013, [17] y Corning, Inc. , comenzó a vender cables ópticos de hasta 60 m (200 pies) en los EE. UU. a finales de septiembre de 2013. [18 ]
Intel presentó Light Peak en el Intel Developer Forum (IDF) de 2009, utilizando un prototipo de placa lógica Mac Pro para ejecutar dos transmisiones de vídeo de 1080p más LAN y dispositivos de almacenamiento a través de un único cable óptico de 30 metros con extremos USB modificados . [19] El sistema estaba impulsado por un prototipo de tarjeta PCI Express , con dos buses ópticos que alimentaban cuatro puertos. [20] Jason Ziller, jefe de la Oficina del Programa de E/S Óptica de Intel, mostró los componentes internos de la tecnología bajo un microscopio y el envío de datos a través de un osciloscopio. [21] Se describió que la tecnología tenía una velocidad inicial de 10 Gbit/s a través de cables ópticos de plástico y prometía una velocidad final de 100 Gbit/s. [22] En la feria, Intel dijo que los sistemas equipados con Light Peak comenzarían a aparecer en 2010, y publicó un video en YouTube que muestra cámaras HD, computadoras portátiles, estaciones de acoplamiento y monitores HD conectados a Light Peak. [23]
El 4 de mayo de 2010, en Bruselas , Intel demostró una computadora portátil con un conector Light Peak, lo que indica que la tecnología se había reducido lo suficiente como para caber dentro de dicho dispositivo, e hizo que la computadora portátil enviara dos transmisiones de video HD simultáneas a través de la conexión, lo que indica que al menos una fracción de las pilas y protocolos de software/firmware eran funcionales. En la misma manifestación, funcionarios de Intel dijeron que esperaban que la fabricación de hardware comenzara a finales de 2010. [24]
En septiembre de 2010, algunos de los primeros prototipos comerciales de los fabricantes se demostraron en el Intel Developer Forum 2010. [25]
Aunque Thunderbolt se concibió originalmente como una tecnología óptica , Intel cambió a conexiones eléctricas para reducir costos y suministrar hasta 10 vatios de potencia a los dispositivos conectados. [26]
En 2009, funcionarios de Intel dijeron que la compañía estaba "trabajando en unir la fibra óptica con cable de cobre para que Light Peak pueda usarse para alimentar dispositivos conectados a la PC". [27] En 2010, Intel dijo que la intención original era "tener una tecnología de conector único" que permitiera " USB 3.0 eléctrico ... y aprovechar la alimentación de CC USB 3.0 o 4.0". [28] Light Peak tenía como objetivo lograr grandes avances en la tecnología óptica lista para el consumidor, para entonces había logrado "[conectores clasificados] para 7.000 inserciones, lo que iguala o supera otras conexiones de PC... cables [que estaban atados] en múltiples nudos para "Asegúrate de que no se haya roto y que la pérdida sea aceptable" y "Casi puedes conseguir que dos personas tiren de él a la vez y no se romperá la fibra". Predijeron que "los cables Light Peak no serán más caros que los HDMI". [29]
En enero de 2011, David Perlmutter de Intel dijo a Computerworld que las implementaciones iniciales de Thunderbolt se basarían en cables de cobre. [28] "El cobre salió muy bien, sorprendentemente mejor de lo que pensábamos", dijo. [30] Una de las principales ventajas del cobre es su capacidad para transportar energía. El estándar Thunderbolt final especifica 10 W CC en cada puerto. Consulte la sección de comparación a continuación.
Intel y sus socios de la industria todavía están desarrollando cables y hardware óptico Thunderbolt. [31] Los cables de fibra óptica tendrían una longitud de "decenas de metros" pero no suministrarían energía, al menos no inicialmente. [12] [32] [33] La versión de Corning contiene cuatro fibras VSDN (red de muy corta distancia) de 80/125 μm para transportar una señal infrarroja hasta 190 m (600 pies). [34] La conversión de señal eléctrica a óptica está integrada en el propio cable, por lo que el conector MDP actual es compatible con versiones posteriores. Con el tiempo, Intel espera tener un conjunto de transceptor puramente óptico integrado en la PC. [33]
El primer cable óptico Thunderbolt de este tipo fue presentado por Sumitomo Electric Industries en enero de 2013. [35] Está disponible en longitudes de 10 m (30 pies), 20 m (70 pies) y 30 m (100 pies). Sin embargo, esos cables se venden casi exclusivamente en Japón y el precio es de 20 a 30 veces mayor que el de los cables Thunderbolt de cobre.
La empresa alemana DeLock también lanzó cables ópticos Thunderbolt en longitudes de 10 m (30 pies), 20 m (70 pies) y 30 m (100 pies) en 2013, con precios similares a los de Sumitomo y vendidos solo en Alemania. [36]
En septiembre de 2013, la empresa de vidrio Corning Inc. lanzó la primera gama de cables ópticos Thunderbolt disponibles en el mercado occidental, junto con cables ópticos USB 3.0, ambos bajo la marca "Optical Cables". [18] La mitad del diámetro y una quinta parte de la masa de los cables Thunderbolt de cobre comparables, funcionan con el protocolo Thunderbolt de 10 Gbit/s y el protocolo Thunderbolt 2 de 20 Gbit/s y, por lo tanto, pueden funcionar con todos los dispositivos Thunderbolt autoalimentados. (A diferencia de los cables de cobre, los cables ópticos no pueden proporcionar energía). [18] Los cables extienden la longitud máxima actual de 30 m (100 pies) que ofrece el cobre hasta un máximo de 60 m (200 pies).
Antes de 2020, no había cables ópticos Thunderbolt 3 en el mercado. Sin embargo, los cables ópticos Thunderbolt 1 y 2 se podían usar en ese momento con los adaptadores Thunderbolt 3 (USB-C) a Thunderbolt 2 de Apple en cada extremo del cable. Esto logra conexiones de hasta el máximo de 60 m (200 pies) que ofrecen las versiones anteriores del estándar. [37]
En abril de 2019, Corning mostró un cable óptico Thunderbolt 3 en el NAB Show 2019 en Las Vegas . [38] Poco más de un año después, en septiembre de 2020, Corning lanzó sus cables ópticos Thunderbolt 3 en longitudes de 5 m (20 pies), 10 m (30 pies), 15 m (50 pies), 25 m (80 pies). y 50 m (160 pies). [39] Mientras tanto, la empresa taiwanesa Areca lanzó cables ópticos Thunderbolt 3 en abril de 2020 en longitudes de 10 m (30 pies), 20 m (70 pies) y 30 m (100 pies). [40]
A principios de 2021, llegaron cables Thunderbolt 4 de cobre de muchas empresas con una longitud de 0,8 m (2,6 pies). Las versiones de cobre de los cables Thunderbolt 4 ofrecen una velocidad total de 40 Gbit/s y admiten compatibilidad con todas las versiones de USB (hasta USB4), modo alternativo DisplayPort (DP 1.4 HBR3) y Thunderbolt 3. Lanzados a principios de 2021, también son todos estará disponible en tres longitudes específicas: 0,2 m (0,66 pies), 0,8 m (2,6 pies) y 2 m (6,6 pies); muchas empresas ofrecen inicialmente longitudes de 0,8 m (2,6 pies). Los cables Thunderbolt 4 de cobre de hasta 1,0 m (3,3 pies) son cables pasivos, mientras que los cables más largos deben integrar circuitos de acondicionamiento de señal activos. Los cables de 2 m (6,6 pies) de CalDigit [41] y Cable Matters [42] son cables activos . Más adelante, los cables ópticos Thunderbolt 4 tendrán como objetivo longitudes de ~5 m (20 pies) a 50 m (160 pies) para su lanzamiento en algún momento en el futuro. [43]
Los detalles sobre la compatibilidad están disponibles en el sitio web de Thunderbolt Technology Community. [6]
Un único puerto Thunderbolt 3 o posterior proporciona transferencia de datos, compatibilidad con dos pantallas 4K de 60 Hz y carga rápida de portátiles de hasta 100 W con un solo cable. Cualquier base Thunderbolt o USB se puede conectar a una computadora Thunderbolt 3. Los dispositivos USB se pueden conectar a un puerto Thunderbolt 3 o posterior. Se admiten dispositivos DisplayPort y Mini DisplayPort.
Es posible que algunas funciones estén disponibles si un dispositivo Thunderbolt está conectado a un puerto USB-C; esto depende de la implementación y no está garantizado.
Thunderbolt 4 es compatible con dispositivos Thunderbolt 3, pero no con versiones anteriores. Los dispositivos Thunderbolt 1 y 2 se pueden usar con la mayoría de las PC Thunderbolt 3, pero no con todas, mediante el uso de un adaptador.
Brooke Crothers de CNET dijo que se rumoreaba que la actualización de MacBook Pro de principios de 2011 incluiría algún tipo de nuevo puerto de datos, y especuló que sería Light Peak (Thunderbolt). [44] En ese momento, no había detalles sobre la implementación física, y aparecieron maquetas que mostraban un sistema similar a las demostraciones anteriores de Intel usando un puerto combinado USB/Light Peak. [45] Poco antes del lanzamiento de las nuevas máquinas, el Foro de Implementadores de USB (USB-IF) anunció que no permitirían tal puerto combinado, y que el USB no estaba abierto a modificaciones de esa manera.
Otras implementaciones de la tecnología comenzaron en 2012, y ahora están disponibles placas de escritorio que ofrecen la interconexión. [46]
Apple declaró en febrero de 2011 que el puerto estaba basado en Mini DisplayPort , no en USB. A medida que se describió el sistema, la solución de Intel al problema de conexión de la pantalla quedó clara: los controladores Thunderbolt multiplexan datos de sistemas DP existentes con datos del puerto PCIe en un solo cable. Las pantallas más antiguas que usan DP 1.1a o anterior deben ubicarse al final de una cadena de dispositivos Thunderbolt, pero las pantallas nativas pueden estar en cualquier lugar de la línea. [12] Los dispositivos Thunderbolt pueden ir a cualquier parte de la cadena. En ese sentido, Thunderbolt comparte una relación con el antiguo sistema ACCESS.bus , que utilizaba el conector de pantalla para soportar un bus de baja velocidad.
Apple afirma que se admiten hasta seis periféricos conectados en cadena por puerto Thunderbolt, [47] y que la pantalla debe estar al final de la cadena, si no admite la conexión en cadena.
En febrero de 2011, Apple presentó MacBook Pro (13 pulgadas, principios de 2011) , [48] Macbook Pro (15 pulgadas, principios de 2011) , [49] y Macbook Pro ( 17 pulgadas, principios de 2011 ) [50] con uno Puerto rayo. En mayo de 2011, Apple presentó el iMac (21,5 pulgadas, mediados de 2011) [51] con un puerto Thunderbolt y el iMac (27 pulgadas, mediados de 2011) [52] con dos puertos Thunderbolt. En julio de 2011, Apple presentó Mac mini (mediados de 2011) , [53] MacBook Air (11 pulgadas, mediados de 2011) , [54] MacBook Air (13 pulgadas, mediados de 2011) [55] y Apple Thunderbolt Display [56] con un puerto Thunderbolt para conexión en cadena u otros dispositivos.
En mayo de 2011, Apple anunció una nueva línea de iMacs que incluye la interfaz Thunderbolt. [57]
El puerto Thunderbolt en las nuevas Mac está en la misma ubicación en relación con otros puertos y mantiene las mismas dimensiones físicas y distribución de pines que el conector MDP anterior. La principal diferencia visible en las Mac equipadas con Thunderbolt es un símbolo de Thunderbolt al lado del puerto. [11]
El estándar DisplayPort es parcialmente compatible con Thunderbolt, ya que los dos comparten el conector MDP físicamente compatible de Apple. El modo Target Display en iMac requiere un cable Thunderbolt para aceptar una señal de entrada de video de otra computadora compatible con Thunderbolt. [58] Un monitor DP debe ser el último (o único) dispositivo en una cadena de dispositivos Thunderbolt.
Intel anunció que lanzaría un kit de desarrollo en el segundo trimestre de 2011, [59] mientras que los fabricantes de equipos de desarrollo de hardware han indicado que agregarán soporte para las pruebas y el desarrollo de dispositivos Thunderbolt. [60] El kit de desarrollador se proporciona únicamente a pedido. [61]
En julio de 2011, Sony lanzó su línea de computadoras portátiles Vaio Z21 que tenían un "Power Media Dock" que usa Thunderbolt óptico (Light Peak) para conectarse a una tarjeta gráfica externa usando un puerto combinado que se comporta eléctricamente como USB, pero que también incluye la interconexión óptica requerida para Thunderbolt.
En junio de 2013, Intel anunció que la próxima versión de Thunderbolt, basada en el controlador con nombre en código "Falcon Ridge" (que funciona a 20 Gbit/s), se llama oficialmente "Thunderbolt 2" y entró en producción en 2013. [ 62] Una velocidad de datos de 20 Gbit/s es posible uniendo los dos canales de 10 Gbit/s existentes, lo que no cambia el ancho de banda máximo, pero hace que su uso sea más flexible.
En junio de 2013, Apple anunció Mac Pro (finales de 2013) [63] con seis puertos Thunderbolt 2. En octubre de 2013, Apple anunció la MacBook Pro (Retina, 13 pulgadas, finales de 2013) , [64] y la MacBook Pro (Retina, 15 pulgadas, finales de 2013) [65] con dos puertos Thunderbolt 2. En octubre de 2014, Apple anunció Mac mini (finales de 2014) , [66] y iMac (Retina 5K, 27 pulgadas, finales de 2014) [67] con dos puertos Thunderbolt 2. En marzo de 2015, Apple anunció MacBook Air (11 pulgadas, principios de 2015) , [68] y MacBook Air (13 pulgadas, principios de 2015) [69] con un puerto Thunderbolt 2.
A nivel físico, el ancho de banda de Thunderbolt 1 y Thunderbolt 2 son idénticos y, por tanto, el cableado Thunderbolt 1 es compatible con las interfaces Thunderbolt 2. A nivel lógico, Thunderbolt 2 permite la agregación de canales, mediante la cual los dos canales de 10 Gbit/s previamente separados se pueden combinar en un único canal lógico de 20 Gbit/s. [70]
Intel dice que Thunderbolt 2 podrá transferir un video 4K y al mismo tiempo mostrarlo en un monitor discreto. [71]
Thunderbolt 2 incorpora compatibilidad con DisplayPort 1.2 , que permite la transmisión de vídeo a un único monitor de vídeo 4K o a dos monitores QHD. Thunderbolt 2 es compatible con versiones anteriores, lo que significa que todos los cables y conectores Thunderbolt son compatibles con Thunderbolt 1.
El primer producto Thunderbolt 2 para el mercado de consumo fue la placa base Z87-Deluxe/Quad de Asus , anunciada el 19 de agosto de 2013, [72] y el primer sistema lanzado con Thunderbolt 2 fue el Retina MacBook Pro de Apple de finales de 2013, el 22 de octubre de 2013. [73]
Thunderbolt 3 es una interfaz de hardware desarrollada por Intel. [74] Comparte conectores USB-C con USB, admite USB 3.1 Gen 2 , [75] [76] [77] y puede requerir cables "activos" especiales para un rendimiento máximo para longitudes de cable superiores a 0,5 metros (1,5 pies). En comparación con Thunderbolt 2, duplica el ancho de banda a 40 Gbit/s (5 GB/s). Permite hasta 4 carriles de PCI Express 3.0 (32,4 Gbit/s) para transferencia de datos de uso general y 4 carriles de DisplayPort 1.4 HBR3 (32,40 Gbit/s antes de la eliminación de la codificación 8/10 y 25,92 Gbit/s después) para vídeo, [78] pero la velocidad máxima de datos combinada no puede exceder los 40 Gbit/s; los datos de vídeo utilizarán toda la velocidad necesaria, lo que limitará los datos PCIe. La compatibilidad con DP 1.2 es obligatoria, mientras que DP 1.4 es opcional. Son posibles otras sobrecargas en los datos PCIe (también se elimina el 1,5% de 128b/130b) y el protocolo Thunderbolt 3 (puedes optimizar la velocidad o la latencia), el último proporciona solo de 21,6 Gbit/s a 25 Gbit/s. [79] Thunderbolt 3 usa codificación 64b/66b después de eso, lo que significa que la velocidad real es mayor que 40 Gbit/s, 2 veces 20,625 Gbit/s.
El controlador Thunderbolt 3 de Intel (con nombre en código Alpine Ridge o el nuevo Titan Ridge ) reduce a la mitad el consumo de energía y controla simultáneamente dos pantallas externas 4K a 60 Hz (o una única pantalla externa 4K a 120 Hz, o una pantalla 5K a 60 Hz cuando se usa Apple). implementación para MacBook Pros de finales de 2016) en lugar de solo la pantalla única que pueden controlar los controladores anteriores. El nuevo controlador admite PCIe 3.0 y otros protocolos, incluido DisplayPort 1.2 (que permite resoluciones 4K a 60 Hz). [80] Thunderbolt 3 tiene hasta 15 vatios de suministro de energía en cables de cobre y ninguna capacidad de suministro de energía en cables ópticos. Al utilizar USB-C en cables de cobre, puede incorporar suministro de energía USB , lo que permite que los puertos generen o consuman hasta 100 vatios de energía. Esto elimina la necesidad de una fuente de alimentación independiente de algunos dispositivos. Thunderbolt 3 permite la compatibilidad con versiones anteriores de las dos primeras versiones mediante el uso de adaptadores o cables de transición. [81] [82] [83]
Intel ofrece tres variedades para cada uno de los controladores: [84]
Esto sigue la práctica anterior, donde los dispositivos de gama alta como Mac Pro, iMac, Retina MacBook Pro y Mac Mini de segunda generación utilizan controladores de dos puertos; mientras que los dispositivos de gama baja y de menor consumo, como el MacBook Air, utilizan la versión de un puerto.
Se agregó soporte a los conjuntos de chips de arquitectura Skylake de Intel , que se enviaron desde finales de 2015 hasta principios de 2016. [81] [82] [83]
Los dispositivos con puertos Thunderbolt 3 comenzaron a enviarse a principios de diciembre de 2015, incluidos portátiles con Microsoft Windows (de Acer , Asus , Clevo , HP , Dell , Dell Alienware , Lenovo , MSI , Razer y Sony ), así como placas base (de Gigabyte Technology ) y un cable USB-C pasivo Thunderbolt 3 de 0,5 m (de Lintes Technology). [85]
En octubre de 2016, Apple anunció la MacBook Pro (13 pulgadas, 2016, 2 puertos Thunderbolt 3) [86] que, como su nombre indica, cuenta con dos puertos Thunderbolt 3, MacBook Pro (13 pulgadas, 2016, 4 puertos Thunderbolt 3) , [87] y MacBook Pro (15 pulgadas, 2016) , [88] que cuenta con cuatro puertos Thunderbolt 3. En junio de 2017, Apple anunció iMac (21,5 pulgadas, 2017) , [89] iMac (Retina 4K, 21,5 pulgadas, 2017) , [90] iMac (Retina 5K, 27 pulgadas, 2017) [91] que cuentan con dos Puertos Thunderbolt 3, así como el iMac Pro , [92] que presentaba cuatro puertos Thunderbolt 3 y se lanzó en diciembre de 2017. En octubre de 2018, Apple anunció la MacBook Air (Retina, 13 pulgadas, 2018) , [93] con 2 Puertos Thunderbolt 3 y Mac mini (2018) [94] con cuatro puertos Thunderbolt 3. En junio de 2019, Apple presenta Mac Pro (2019) [95] y Mac Pro (Rack, 2019) [96] con hasta doce puertos Thunderbolt 3, y Pro Display XDR [97] con un puerto Thunderbolt 3, ambos lanzados en Diciembre de 2019. En abril de 2021, Apple anunció el iPad Pro de 11 pulgadas (tercera generación) [98] y el iPad Pro de 12,9 pulgadas (quinta generación) [99] con un puerto Thunderbolt 3. En marzo de 2022, Apple lanzó Studio Display [100] con un puerto Thunderbolt 3.
El 8 de enero de 2018, Intel anunció una actualización de producto (con nombre en código Titan Ridge) con "robustez mejorada" y soporte para DisplayPort 1.4. Intel ofrece una versión de puerto único (JHL7340) y de doble puerto (JHL7540) de este controlador de host y un controlador periférico que admite dos puertos Thunderbolt 3 (JHL7440). El nuevo controlador periférico ahora puede actuar como un disipador USB (compatible con los puertos USB-C normales). [101]
El Apple Pro Display XDR, que macOS permite conectar mediante dos conexiones HBR3 a una Mac, no es compatible con Display Stream Compression (DSC). Eso sería 51,84 Gbit/s, imposible para Thunderbolt 3, pero funciona porque las dos señales 3008×3384 10bpc 60Hz 648,91MHz de la pantalla XDR solo requieren 38,9 Gbit/s en total y Thunderbolt no transmite los símbolos de relleno DisplayPort utilizados para llenar el ancho de banda HBR3.
La especificación USB4 fue publicada el 29 de agosto de 2019 por USB Implementers Forum , [102] basada en la especificación del protocolo Thunderbolt 3. [103]
Admite un rendimiento de 40 Gbit/s (5 GB/s), es opcionalmente compatible con Thunderbolt 3 y es compatible con versiones anteriores de USB 3.2 y USB 2.0. [104] [105] La arquitectura define un método para compartir dinámicamente un único enlace de alta velocidad con múltiples tipos de dispositivos finales que sirve mejor a la transferencia de datos por tipo y aplicación.
USB4 admite DisplayPort 2.0 en su modo alternativo. [106] [107]
En noviembre de 2020, Apple anunció MacBook Air (M1, 2020) , [108] MacBook Pro (13 pulgadas, M1, 2020) , [109] y Mac mini (M1, 2020) [110] con USB4 . En abril de 2021, Apple anunció el iMac (24 pulgadas, M1, 2021) [111] con dos puertos USB4 .
USB4 convierte los aspectos PCIe de Thunderbolt en "código abierto": los dispositivos USB PCIe se pueden lanzar sin la certificación Thunderbolt. Pero en particular, a esos dispositivos no se les permitirá usar la marca Thunderbolt. Sin embargo, los dispositivos Thunderbolt 4 utilizan el modo PCIe con etiquetas de certificación adicionales y que promueven la compatibilidad con versiones anteriores. Esto significa que varios dispositivos rivales pueden utilizar marcas diferentes para realizar la misma tarea. Los dispositivos USB4 PCIe pueden ser compatibles con versiones anteriores de Thunderbolt 1–3, pero esto no es necesario. El modo USB4 PCIe no es un modo alternativo como el modo alternativo DisplayPort, y Microsoft requiere que los dispositivos con USB4 incluyan soporte PCIe actualmente para ser PC con certificación WHQL/Windows. [112] [113] [114] [115] [116]
Thunderbolt 4 se anunció en CES 2020 [117] y la especificación final se publicó en julio de 2020. [118] Las diferencias clave entre Thunderbolt 4 y Thunderbolt 3 son un requisito mínimo de ancho de banda de 32 Gbit/s para enlace PCIe, soporte para 4K dual pantallas (DisplayPort 1.4), [119] [120] y protección de acceso directo a memoria basada en Intel VT-d para evitar ataques físicos de DMA .
Otra mejora importante es que Thunderbolt 4 admite concentradores USB de modo alternativo Thunderbolt ("Arquitectura de accesorios multipuerto"), y no solo conexión en cadena . [3] [4] Esos concentradores son compatibles con versiones anteriores de dispositivos Thunderbolt 3 y pueden ser compatibles con versiones anteriores de hosts Thunderbolt 3 (solo Titan Ridge; con Alpine Ridge los puertos descendentes adicionales se degradan a USB 3). [121] [122]
El ancho de banda máximo se mantiene en 40 Gbit/s, el mismo que Thunderbolt 3 y cuatro veces más rápido que USB 3.2 Gen 2x1. [123] [118] Los productos de soporte comenzaron a llegar a fines de 2020 e incluían procesadores móviles Tiger Lake para portátiles Project Athena y controladores Thunderbolt independientes de la serie 8000 (con nombre en código Goshen Ridge para dispositivos y Maple Ridge para hosts). USB4 admite DisplayPort 2.0 en su modo alternativo. DisplayPort 2.0 puede admitir una resolución superior a 8K a 60 Hz sin pérdidas gracias a los nuevos estándares de señalización UHBR 10, 13.5 y 20 (DSC 1.2 usado en DisplayPort 1.4 para esa resolución no es sin pérdidas) en 8 bits y 8K 60 Hz con color de 10 bits y utiliza hasta 80 Gbit/s (ancho de banda efectivo 77,37 Gbit/s), que es el doble de la cantidad disponible para datos USB, porque (como antes en DisplayPort 1.4) envía casi todos los datos en una dirección (al monitor) y De este modo puede utilizar las cuatro líneas de datos a la vez. [124] Son posibles resoluciones de pantalla de hasta 16K (15360×8640) 60 Hz con Y'CbCr 4:4:4 o RGB de 10 bits. [125]
El 17 de noviembre de 2020, Apple presentó el Mac Mini M1 con 2 puertos Thunderbolt 4. (La actualización M2 en 2023 incluyó 4 puertos) En octubre de 2021, Apple anunció una MacBook Pro de 14 pulgadas [126] y una MacBook Pro de 16 pulgadas [127] , cada una con tres puertos Thunderbolt 4. En marzo de 2022, Apple anunció Mac Studio [128] con hasta seis puertos Thunderbolt 4.
El 12 de septiembre de 2023, Intel presentó una vista previa de Thunderbolt 5 (con nombre en código Barlow Ridge), alineado con la especificación USB4 2.0 del USB Implementers Forum (USB-IF). Proporciona un ancho de banda simétrico de 80 Gbit/s, por ejemplo, para dispositivos de almacenamiento masivo, el doble que Thunderbolt 4, y un ancho de banda unidireccional de 120 Gbit/s para pantallas (tres veces mayor que Thunderbolt 3 y 4), y admite pantallas duales de 8K a 60 Hz. .
Las especificaciones completas cubren:
Intel anunció que las computadoras y accesorios compatibles con Thunderbolt 5 saldrán a partir de 2024. [129]
El 24 de mayo de 2017, Intel anunció que Thunderbolt 3 se convertiría en un estándar libre de regalías para los OEM y fabricantes de chips en 2018, como parte de un esfuerzo para impulsar la adopción del protocolo. [130] La especificación Thunderbolt 3 se lanzó posteriormente al USB-IF el 4 de marzo de 2019, por lo que está libre de regalías y se puede utilizar para formar USB4 . [103] [131] [132] Intel dice que conservará el control sobre la certificación de todos los dispositivos Thunderbolt 3. [133] Intel también afirma que emplea "certificación obligatoria para todos los productos Thunderbolt". [134]
Antes de marzo de 2019, no se lanzaron ni anunciaron conjuntos de chips AMD ni computadoras con soporte Thunderbolt debido a los requisitos de certificación (Intel no certificó plataformas que no fueran Intel). Sin embargo, el YouTuber Wendell Wilson de Level1Techs pudo obtener compatibilidad con Thunderbolt 3 en una computadora AMD con una CPU Threadripper y una tarjeta complementaria Titan Ridge funcionando modificando el firmware, lo que indica que la falta de compatibilidad con Thunderbolt en sistemas que no son Intel no es debido a limitaciones de hardware. [135] [136] A partir de mayo de 2019, es posible tener compatibilidad con Thunderbolt 3 en AMD usando tarjetas complementarias sin ningún problema, [137] y las placas base como ASRock X570 Creator ya tienen puertos Thunderbolt 3. [138]
En enero de 2020, Intel certificó [139] ASRock X570 Phantom Gaming ITX/TB3 y ahora los proveedores pueden producir libremente silicio de controlador Thunderbolt (a pesar de que esas placas base ASRock usaban Intel Titan Ridge). [140]
Asus actualmente soporta Thunderbolt 3 en AMD con la tarjeta complementaria Thunderboltex 3-TR, siendo compatible con placas base AMD y Ryzen 3, 5 (56xx): ROG Strix B550-E Gaming, ROG Strix B550-F Gaming, Prime B550-PLUS , TUF Gaming B550-Plus. [141] El ASUS ProArt B550-Creator tiene 2 puertos Thunderbolt 4. [142]
Los primeros dispositivos periféricos Thunderbolt aparecieron en las tiendas minoristas recién a finales de 2011, luego del lanzamiento por parte de Apple de su primera computadora equipada con Thunderbolt a principios de 2011 con MacBook Pro , con los relativamente costosos Pegasus R4 (4 unidades) y Pegasus R6 (6 unidades). Cajas RAID de Promise Technology dirigidas al mercado profesional y de prosumidores, que inicialmente ofrecían hasta 12 TB de almacenamiento, y luego aumentaron a 18 TB. Las ventas de estas unidades se vieron afectadas por las inundaciones de 2011 en Tailandia (donde se fabrica gran parte del suministro mundial de discos duros), lo que provocó un recorte en la producción mundial de discos duros y un posterior aumento de los costos de almacenamiento, de ahí el precio minorista de estas unidades Promise aumentaron en respuesta, lo que contribuyó a una adopción más lenta de los dispositivos.
Otros fabricantes de almacenamiento también tardaron algún tiempo en lanzar productos: la mayoría eran dispositivos más pequeños dirigidos al mercado profesional y se centraban en la velocidad en lugar de la alta capacidad. Muchos dispositivos de almacenamiento tenían un tamaño inferior a 1 TB y algunos incluían SSD para un acceso más rápido a datos externos en lugar de discos duros estándar.
Otras empresas han ofrecido productos de interfaz que pueden enrutar múltiples conexiones antiguas, generalmente más lentas, a través de un único puerto Thunderbolt. En julio de 2011, Apple lanzó su Apple Thunderbolt Display , cuyo gigabit Ethernet y otros tipos de conectores más antiguos lo convirtieron en el primer centro de su tipo. Posteriormente, empresas como Belkin , CalDigit, Other World Computing , Matrox , StarTech y Elgato lanzaron bases Thunderbolt.
A finales de 2012, habían aparecido pocos dispositivos de almacenamiento que ofrecieran una capacidad de TB de dos dígitos. Las excepciones incluyeron las unidades profesionales de alto precio de Sonnet Technologies y los gabinetes de 4 y 5 unidades de Drobo , este último con su propio sistema de manejo de datos patentado BeyondRAID .
La compatibilidad con versiones anteriores de computadoras que no estaban equipadas con Thunderbolt fue un problema, ya que la mayoría de los dispositivos de almacenamiento presentaban solo dos puertos Thunderbolt, para conectar en cadena hasta seis dispositivos desde cada uno. A mediados de 2012, LaCie , Drobo y otros fabricantes de dispositivos comenzaron a cambiar uno de los dos puertos Thunderbolt por una conexión USB 3.0 en algunos de sus productos de gama baja a media. A los modelos posteriores se les agregó el USB 3.0 además de los dos puertos Thunderbolt, incluidos los de LaCie en su gama 2big .
Apple lanzó su primera computadora equipada con Thunderbolt a principios de 2011 con MacBook Pro y continuó actualizando inmediatamente sus dispositivos con nuevas generaciones de Thunderbolt tan pronto como estén disponibles.
La lista de dispositivos Apple con puertos Thunderbolt incluye: [143]
La Retina MacBook Pro de finales de 2013 fue el primer producto en tener puertos Thunderbolt 2, después de lo cual los fabricantes comenzaron a actualizar su oferta de modelos a aquellos que presentaban la conexión más nueva y más rápida de 20 Gbit/s a lo largo de 2014. [144] Una vez más, entre los primeros estuvo Promise Technology, que lanzó versiones actualizadas de Pegasus 2 de sus modelos R4 y R6 junto con una unidad RAID R8 (8 unidades) aún más grande , que ofrece hasta 32 TB de almacenamiento. Posteriormente, otras marcas introdujeron de manera similar modelos de alta capacidad con el nuevo tipo de conexión, incluidos SanDisk Professional (con sus modelos G-RAID Studio que ofrecen hasta 24 TB) y LaCie (con sus modelos 5big y 8big montados en bastidor , que ofrecen hasta 48 TB). ). LaCie también ofrece versiones diseñadas actualizadas de sus modelos de consumo convencionales 2big , de hasta 12 TB, utilizando nuevos discos duros de 6 TB.
La lista de dispositivos Apple con puertos Thunderbolt 2 incluye: [143]
Thunderbolt 3 se introdujo a finales de 2015, y varios fabricantes de placas base y fabricantes de portátiles OEM incluyeron Thunderbolt 3 en sus productos. Gigabyte y MSI , grandes fabricantes de componentes informáticos, entraron por primera vez al mercado con componentes compatibles con Thunderbolt 3. [145] [146]
Dell fue el primero en incluir puertos Thunderbolt 3 en portátiles con su serie XPS y su gama Dell Alienware . [147]
Apple incluyó por primera vez Thunderbolt 3 en Mac en 2016.
Aunque Thunderbolt inicialmente tuvo un soporte de hardware deficiente fuera de los dispositivos Apple y fue relegado a un puerto de nicho para dispositivos, con la adopción de Thunderbolt 3 que usa el estándar de conector USB-C, significó que una gama mucho más amplia de hardware estaba aceptando el aceptación del estándar en el mercado, especialmente cuando luego pasó a formar parte del estándar USB4.
La lista de dispositivos Apple con puertos Thunderbolt 3 incluye: [143]
Apple empezó a incluir Thunderbolt 4 en algunos de sus dispositivos, a partir de 2021 con el MacBook Pro.
La lista de dispositivos Apple con puertos Thunderbolt 4 incluye: [143]
Thunderbolt 3, como muchos buses de expansión de alta velocidad, incluidos PCI Express , PC Card , ExpressCard , FireWire , PCI y PCI-X , es potencialmente vulnerable a un ataque de acceso directo a memoria (DMA) . Si los usuarios amplían el bus PCI Express (el bus de expansión de alta velocidad más común en los sistemas a partir de 2018 ) con Thunderbolt, permite un acceso de muy bajo nivel a la computadora. Un atacante podría conectar físicamente un dispositivo malicioso que, a través de su acceso directo y sin obstáculos a la memoria del sistema y otros dispositivos, podría eludir casi todas las medidas de seguridad del sistema operativo, permitiendo al atacante leer y escribir en la memoria del sistema, exponiendo potencialmente claves de cifrado o instalación de malware . [148] Se han demostrado ataques de este tipo, modificando hardware Thunderbolt de bajo costo. [149] [150] La virtualización IOMMU , si está presente y configurada por el BIOS y el sistema operativo, puede cerrar la vulnerabilidad de una computadora a los ataques DMA, [149] pero solo si IOMMU puede bloquear el acceso DMA de un dispositivo malicioso. Hasta 2019, los principales proveedores de sistemas operativos no habían tenido en cuenta la variedad de formas en que un dispositivo malicioso podría aprovechar interacciones complejas entre múltiples periféricos emulados, exponiendo errores y vulnerabilidades sutiles. [151] Algunas implementaciones de placa base y UEFI ofrecen protección Kernel DMA. La protección de acceso directo a memoria (DMA) basada en Intel VT-d es un requisito obligatorio para la certificación de host Thunderbolt 4. [152][actualizar]
Esta vulnerabilidad no está presente cuando se utiliza Thunderbolt como interconexión del sistema ( IPoTB compatible con OS X Mavericks ), porque la implementación IP se ejecuta en la estructura de conmutación de paquetes de baja latencia Thunderbolt subyacente y el protocolo PCI Express no está presente en el cable. . Eso significa que si se utiliza la red IPoTB entre un grupo de computadoras, no existe amenaza de dicho ataque DMA entre ellas. [148] [149] [153] [154]
Cuando arranca un sistema con Thunderbolt, carga y ejecuta ROM opcionales desde los dispositivos conectados. Una ROM de opción maliciosa puede permitir que se ejecute malware antes de que se inicie un sistema operativo. Luego puede invadir el kernel, registrar pulsaciones de teclas o robar claves de cifrado. [155] La facilidad para conectar dispositivos Thunderbolt a computadoras portátiles los hace ideales para ataques de sirvientas malvadas . [156]
Algunos sistemas cargan ROM opcionales durante las actualizaciones de firmware, lo que permite que el malware en la ROM opcional de un dispositivo Thunderbolt sobrescriba potencialmente la ROM flash SPI que contiene el firmware de arranque del sistema. [157] [158] En febrero de 2015, Apple publicó una actualización de seguridad para Mac OS X para eliminar la vulnerabilidad de cargar ROM opcionales durante las actualizaciones de firmware, aunque el sistema sigue siendo vulnerable a ataques de ROM opcionales durante el arranque normal. [159]
Las medidas de seguridad de arranque impuestas por firmware, como UEFI Secure Boot (que especifica la aplicación de firmas o listas de hash permitidas de ROM opcionales) están diseñadas para mitigar este tipo de ataque.
En mayo de 2020, se descubrieron siete fallas de seguridad importantes en el protocolo Thunderbolt, denominados colectivamente Thunderspy . Permiten que una parte malintencionada acceda a todos los datos almacenados en una computadora, incluso si el dispositivo está bloqueado, protegido con contraseña y tiene un disco duro cifrado. Estas vulnerabilidades afectan a todos los puertos Thunderbolt 1, 2 y 3. [150] El ataque requiere que la computadora esté en modo de suspensión y tenga un controlador Thunderbolt con un chip fireware grabable. Un atacante bien entrenado con acceso físico a la computadora (" criada malvada ") puede realizar los pasos requeridos en 5 minutos. Con un firmware malicioso, el atacante puede desactivar de forma encubierta la seguridad Thunderbolt, clonar identidades de dispositivos y proceder a utilizar DMA para extraer datos. [160] Las vulnerabilidades de Thunderspy se pueden mitigar en gran medida utilizando Kernel DMA Protection, junto con las funciones tradicionales de hardware anti-intrusión. [161] [162]
En junio de 2011, Apple presentó el primer cable Thunderbolt, de 2 m (6,6 pies),Cable activo full-duplex de 10 Gbit /s que cuesta 49 dólares. [163]
En junio de 2012, Apple comenzó a vender un adaptador Thunderbolt a Gigabit Ethernet por 29 dólares . [164] En el tercer trimestre de 2012, otros fabricantes comenzaron a enviar cables Thunderbolt, incluidos cables que alcanzaban el límite de longitud de 3 metros (9,8 pies), mientras que algunos constructores de gabinetes de almacenamiento comenzaron a empaquetar cables Thunderbolt con sus dispositivos, en lugar de obligar a los clientes a comprarlos. por separado, como había sido la práctica habitual.
En enero de 2013, Apple redujo el precio de su cable de 2 m (6,6 pies) de longitud a 39 dólares y añadió un cable de medio metro por 29 dólares . [165]
En la introducción de Thunderbolt 3, Intel anunció que los cables USB-C pasivos conectarían dispositivos Thunderbolt a velocidades superiores a las del USB 3.1 (aunque menores que los cables Thunderbolt activos), eliminando así la barrera de adopción de los costos de los cables activos Thunderbolt. [166]
A mediados de 2016, los cables Thunderbolt 3 de cobre estuvieron disponibles en longitudes de hasta 2 m (6,6 pies). Sin embargo,40 Gbit/s en cobre requerían cables activos o cables pasivos cortos (inicialmente 0,5 m (1,6 pies), luego 0,8 m (3 pies)) . Los cables de cobre pasivos que superen los 0,8 m (3 pies) están limitados a20 Gbit/s . A pesar de ese límite, los cables pasivos proporcionan USB 3 (20 Gbit/s ) compatibilidad con versiones anteriores, mientras que los cables activos solo admiten USB 2.0 (480 Mbit/s ). En abril de 2020, debutaron los cables ópticos Thunderbolt 3 (consulte Cobre versus óptico).
Las versiones de cobre de los cables Thunderbolt 4 ofrecen totalVelocidad de 40 Gbit/s y compatibilidad con todas las versiones de USB (hasta USB4), modo alternativo DisplayPort (DP 1.4 HBR3) y Thunderbolt 3. Lanzados a principios de 2021, también estarán disponibles en tres longitudes especificadas : 0,2 m (0,66 pies), 0,8 m (2,6 pies) y 2 m (6,6 pies), y muchas empresas ofrecen inicialmente longitudes de 0,8 m (2,6 pies). Los cables Thunderbolt 4 de cobre de hasta 1,0 m (3,3 pies) son cables pasivos, mientras que los cables más largos deben integrar circuitos de acondicionamiento de señal activos. En algún momento no especificado en el futuro, los cables ópticos Thunderbolt 4 tendrán como objetivo longitudes de ~5 m (16 pies) a 50 m (160 pies). [43]
