與德州儀器談 Thunderbolt...

 與德州儀器談 Thunderbolt...

Thunderbolt 目前仍是由蘋果公司優先使用的技術,然而由於蘋果週邊設備特有的商機,也促使許多週邊廠商考慮投入 Thunderbolt 週邊生產,而德州儀器( TI )在 Thunderbolt 問世近一年之際,在今天辦了一場小型的媒體聚會,由高效能類比產品行銷經理林士元(見上圖)介紹德州儀器的 Thunderbolt 方案。

也許有人會認為 Thunderbolt 是 Intel 的專利,怎與 TI 有關,不過實際上關係可大了,扣除掉中央控制晶片外,許多相關週邊元件,包括去抖動、電源管理等 IC ,都是由 TI 以及國家半導體 NS 所提供,而 TI 在與 NS 合併後技術互補,提供更低成本的整合方案,將原先一條傳輸線使用的五顆晶片整合成三顆。

Thunderbolt 使用的是 10GHz 的高速傳輸線,而越高速的傳輸線材,就越害怕干擾,干擾的原因包括線材的彎曲、受熱、連接等,於是 Thunderbolt 的線材也需要導入抗干擾的元件,而且到了高速訊號,過去 Repeater 元件已經不敷使用,需要使用效能更高的 Retimer 元件,才能去除因為干擾發生的抖動(Gitter Jitter)。

此外, Thunderbolt 已經導入全雙工傳輸技術,不像當時 USB 2.0 採用半雙工技術,在線材方面無論發射或是接收端都需要使用抗干擾元件,這也是為何 Thunderbolt 的傳輸線材的成本居高不下的原因。

另外 Thunderbolt 還有一項特點,就是承襲 DisplayPort 的雙向供電技術,所謂的雙向供電,就是無論是裝置端或是設備端,都可以彼此相互提供電力;然而 Thunderbolt 比起 DP 多了彈性調整的功能,可以指定僅由傳輸端或是接收端供應電力。

與德州儀器談 Thunderbolt...

Thunderbolt 的關鍵是把過去僅能在機器內的擴充卡與傳輸協定移到機器外。

也許會有人想到這種高速訊號結合雙向供電的設計,與由 Silicon Image 主導的 MHL 高速影像傳輸技術很類似,不過現階段 MHL 仍是基於 HDMI 標準,但 HDMI 先天是沒有供電機制的,故目前仍需要透過橋接晶片供應電力,這也是 Thunderbolt 相較 MHL 的優勢。

至於 Thunderbolt 目前的應用有哪些?由於 Thunderbolt 提供相當高速的傳輸速度,可把原先僅能在機器內以擴充卡連接的技術移到機外,包括顯示、儲存(尤其磁碟陣列)、轉接(包括影像信號轉接、 Thunderbolt 轉 USB 3.0 與 PCIe 等)還有影像擷取卡之類。

而且像是未來,甚至可把如中高階顯示卡、繪圖卡等一類的設備透過 Thunderbolt 橋接出去,甚至把顯示卡整合到顯示器當中,透過 Thunderbolt 與筆電及電腦連接使用,這都是有可能的。

與德州儀器談 Thunderbolt...

至於為何 Thunderbolt 未走向原先的光纖設計,主要的原因有兩個,分別是成本與供電。雖然現在光纖相當的便宜,然而現階段 10GHz 的光纖仍多半用於電信技術使用,光電轉換晶片成本高達百美元以上,若要普及價格仍舊偏高;且光通訊無法供電,像是先前 Sony Vaio Z 使用的光纖技術仍需在傳輸線整合一條供電線路,對設計也是相當大的挑戰。

不過光纖技術仍是相當殺手級的應用,由於光纖相較傳統電纜更不易因長距離傳輸造成耗損,理論上可以傳輸更遠的距離,短距離傳輸甚至可以不需高階的去抖動機制,加上光纖的理論頻寬可以作到更高,若關鍵的光電轉換晶片成本能降低,光纖技術競爭力比電纜更有優勢。

至於 Thunderbolt 現在僅有蘋果優先採用,為何 TI 會願意大張旗鼓推出新的解決方案? TI 方面認為,這是因為在專業領域使用蘋果電腦的比例相當高,加上蘋果的使用者也願意投入較高的成本添購週邊設備,而如高速儲存以及顯示器等,已經有越來越多的廠商願意投入 Thunderbolt 的懷抱,這也促使 TI 這次推出針對 Thunderbolt 的方案。