引领时代 面向未来的Thunderbolt 4究竟有多强?

九月 2021-10-08 18:33:27
笔记本_趣闻杂谈

  在2020年底,伴随着第11代酷睿处理器Tiger Lake的发布,英特尔也进一步推动了雅典娜计划的发展,带来了全新的Evo平台认证标准。Evo平台认证针对广大用户的真实世界体验做大了全面优化,致力于让轻薄本满足快速唤醒、高性能、长续航、极致的连接性等特点,以应对各类工作负载。

  具体到连接性方面,对于轻薄本这样的移动设备来说,连接性包含无线连接与有线连接两个维度;得益于第11代酷睿处理器的新特性,在无线连接方面,Evo平台认证的机型可以通过芯片组集成的CNVio 2模块兼容AX201网卡,从而支持Wi-Fi 6无线网络以及蓝牙5.1;而在有线连接方面,通过英特尔Evo平台认证的机型同样走在了PC发展的最前沿,可以支持最新最强的Thunderbolt 4,也就是俗称的雷电4接口。

  说到Thunderbolt 4接口,或许不少用户有很多疑问,例如“Thunderbolt 4长得和USB Type-C一样呀,是不是就是高级点的USB?”“新推出的Thunderbolt 4和之前的Thunderbolt 3有何区别?”“具体在体验方面,支持Thunderbolt 4接口的Evo平台轻薄本又能带来哪些便利?”而本篇文章,笔者将针对这些问题对Thunderbolt 4进行全面科普。

USB协议的混乱局面,与一枝独秀的Thunderbolt 3

  对于广大用户的PC使用场景,USB可谓是最为常见的接口,USB是全称通用串行总线(Universal Serial Bus),是连接计算机系统与外部设备的一种串口总线标准,被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品,并扩展至摄影器材、电视、机顶盒、游戏机、手机、平板电脑等产品,应用非常广泛。

  不过谈到具体的USB相关协议和标准,拿可谓是非常复杂,很多消费者在购买笔记本时也都会对诸如USB 3.0、USB-Type-A、USB-Type-C、USB 3.2 Gen2×1、USB4......等名词感到一头雾水;关于 USB4和Thunderbolt 3、Thunderbolt 4之间也有着千丝万缕的联系,笔者将在后文中解读它们的异同。

  事实上USB标准是由USB开发者论坛(USB-IF)所制定的,英特尔也是该组织的成员之一。先来简单回顾一下USB的发展历史。

  在2000年4月USB-IF组织发布了USB 2.09(现在称作Hi-Speed),USB 2.0的数据传输速率为480Mbps,最高理论速度为60MB/s。USB 2.0兼容Type-A、Type-A SuperSpeed、Type-B、Type-B SuperSpeed、Type-C、Micro-B、Micro-B SuperSpeed等多种接口类型。直到今天,USB 2.0 Type-A依旧被部分笔记本电脑和台式机平台中广泛使用,主要用于兼容老旧的外接设备。

  USB-IF组织在2008年11月发布了USB 3.0,USB 3.0的速度由480Mbps大幅提升到5Gbps。USB 3.0插座通常是蓝色的,并向下兼容原有的USB 2.0和USB 1.x。不过自从USB 3.0时代开始以后,USB的命名开始变得愈发混乱。在USB 3.1规格发布后,USB 3.0改名为USB 3.1 Gen1,USB 3.2规格发布后,USB 3.0则再次更名为USB 3.1 Gen1。

  而说到USB 3.1规格,这是USB-IF组织于2013年7月31日宣布的,传输速度提升为10Gbps,比USB 3.0的5Gbps做到翻倍,同样向下兼容USB 2.0/1.0。其中USB 3.1 Gen1由USB 3.0更名为来,没有本质变化,真正的新标准是USB 3.1 Gen2。不过令人感到哭笑不得的是,在USB 3.2规格发布后,USB 3.1 Gen2再次更名为USB 3.2 Gen2x1。

  USB 3.2是2017年7月25日USB-IF宣布基于USB 3.1改良推出的USB连接接口的最新版本,自从USB 3.2开始,Type-C成为了USB-IF唯一推荐的接口方案。在Type-C接口上USB 3.2可以实现双通道,因此达到了更高的速度。其中USB 3.2 Gen 2x2可以理解成USB 3.1 Gen2的双通道模式,速度可达20Gbps(每条通道10Gbps)。

  当然,USB-IF组织也没有忘记早期的USB 3.0(改了两次名字后叫USB 3.2 Gen1),加入了对双通道模式的支持,USB 3.2 Gen1×2的速度也可达10Gbps(每条通道5Gbps)。

  USB-IF组织对行业的巨大贡献是无可否认的。但不得不吐槽的是,USB-IF组织每推出一个新标准,在进行小幅增量升级后,还会对此前的老标准进行套娃改名,让USB标准变得愈发混乱。大量用户对USB 3.0后的发展感到非常迷惑,也极大的增加了PC及USB相关配件的选购难度。

  具体来说,当同样的标准,例如USB 3.0在不同时间却有不同的名称(USB 3.0、USB 3.1 Gen1、USB 3.2 Gen1),有多少用户能在第一时间反应过来?

  也有一些厂商在宣传某款笔记本支持USB 3.2时,却不标明具体后缀,那么用户又该如何确定这个接口的具体信息呢?是支持20Gbps速度的USB 3.2 Gen2x2满血?还是USB 3.2 Gen2x1或USB 3.2 Gen1的老标准改名版?

  下图为USB 3.0后的版本规格名称对照表:

  针对USB 3.0后的复杂命名,以及功能上的不完善,市场需要一种功能强大,且适配性更高的协议和接口。英特尔敏锐的洞察了这一市场需求,在2015年6月2日的COMPUTEX 2015活动中 ,发布了Thunderbolt 3,带宽达到40Gbps。Thunderbolt 3最大供电高达100W,基于 PCIe 3.0 x4,支持 HDMI2.0(4K 60Hz)和DisplayPort1.2(5K 60Hz)等协议;得益于40Gbps超高带宽,Thunderbolt 3可做到数据的极速传输、快速充电、支持输出4K超清显示器、外接独立显卡拓展坞等功能。此外Thunderbolt 3弃用了Mini DisplayPort接口,而是改用了USB Type-C,以获得更好的兼容性。

  得益于最佳的性能、丰富的功能,以及良好的兼容性,Thunderbolt 3在很长一段时间内成为了英特尔平台PC产品的独家卖点。在2019年提出的初版雅典娜计划中,酷睿移动超能版轻薄本也都会支持Thunderbolt 3,以带来比普通USB更好的连接性。

  而说到Evo平台认证的Thunderbolt 4,则是Thunderbolt 3的进一步进化;Thunderbolt 4不但完美兼容的Thunderbolt 3和USB4,同时也提供了更为严苛的标准,让轻薄本的连接性达到毫不妥协。

   

比优秀更优秀,Thunderbolt 4对比Thunderbolt 3与USB4

  前文中讲到,英特尔是USB-IF组织的重要成员,因此英特尔也参与了下一代USB4 标准的指定,贡献了大量的技术。事实上USB4规范就基于 Thunderbolt 3 协议规范所开发,与现有的USB 3.2及USB 2.0设备相兼容,Type-C是唯一推荐的接口方案。

  或许很多用户在想,Thunderbolt 4和Thunderbolt 3以及USB4之间有着很深的血缘关系,那么它们三者的异同又是什么?USB4在未来逐步普及后,Evo平台认证轻薄本所支持的Thunderbolt 4还能有多少优势?

  事实上这个问题解答起来并不算太难。Thunderbolt 4对比Thunderbolt 3提高了各方面的标准下限。下图为Thunderbolt 4对比Thunderbolt 3、USB4的功能异同。

  事实上Thunderbolt 4 构建于 Thunderbolt 3 的创新基础之上,能提供真正的通用线缆连接体验。Thunderbolt 4 提供 40 Gbps的带宽,通过单个连接进行数据、视频传输和供电。Thunderbolt 4 是符合广泛的行业标准规范,包括 USB4、DisplayPort (PCIe,并且完全兼容前代 Thunderbolt 和 USB 产品。具体来说Thunderbolt 4 认证要求包括:

  相比Thunderbolt 3,最低PC视频规格和最低PC数据规格的要求提高一倍。

  视频:支持两个4K显示屏或一个8K显示屏。

  数据:PCIe传输速度高达32 Gb/秒,存储传输速度高达 3,000 MB/秒。

  支持具有多达4个Thunderbolt 4端口的坞站。

  PC 至少可以在一个计算机端口上充电。

  连接 Thunderbolt坞站后,通过触摸键盘或鼠标将计算机从睡眠中唤醒。

  需要基于英特尔 VT-d 的直接内存访问 (DMA) 保护,以阻止物理DMA攻击。

  总之Thunderbolt 4致力于提供无与伦比的简单性、最高的性能与最可靠的连接性,做到了比Thunderbolt 3更强大,更是包含了USB4的所有功能和特性。

  然而上面的话却并不能反过来说!并不是所有的USB 4都能像Thunderbolt 4一样强大。最明显的就是在传输带宽方面,虽然USB4最高可提供40Gbps高速版(USB4 Gen 3×2),但却也保留了较低速的20Gbps版本(USB4 Gen 2×2);由于标准不统一,未来零售市场中支持USB4的设备很可能依旧良莠不齐,并不能获得完全一致性的体验。

  线材方面,Thunderbolt 4的品牌标识非常简洁,但辨识度极高。方便用户轻松的和普通USB线材、DP线材作出区分。用户可以在众多Type-C数据线中一眼认出支持Thunderbolt 4的的数据线,并与Evo平台的轻薄本进行轻松连接,享受最完整的拓展性与强大兼容性,不再为任何功能做妥协。

  支持连接多个显示器、外接高速硬盘、外接发烧级独立显卡、外接具有4个端口Thunderbolt 4坞站,以及各种USB 配件,Thunderbolt 4凭借更加丰富且强大功能,可谓是扮演“一招鲜”的角色!

  支持外接具有4个端口Thunderbolt 4坞站是Thunderbolt 4相比的重要改进点之一(Thunderbolt 3只支持2个),可以让Evo认证的轻薄本有机会连接更多支持Thunderbolt 协议的配件产品,进一步提供了拓展性。例如通过新拓展坞,可以更好的利用到Thunderbolt 4协议的超高带宽与多功能特性,引出更多Thunderbolt 4端口,同时连接高清显示器、高速移动固态硬盘、耳机音响等多媒体设备,将轻薄本变成拓展性更加强大、能支持更多先进设备的专业工作站。

  当然,Thunderbolt 4同样支持外接显卡拓展坞,通过与Thunderbolt 4匹配的显卡拓展坞,Evo平台认证的轻薄本可以与顶级的桌面版高性能独立显卡相连接,从而让图形性能获得大幅跃进,获得接近游戏本的游戏体验与内容创造效率。

  至于Thunderbolt 3所提供的100w供电,Thunderbolt 4也继承了这一优势,能够支持为笔记本PD快速充电,用户出差或旅游时只需一个USB Type-C接口的PD充电器,就能够同时满足为手机和Evo平台设备的充电需求,减少额外线缆造成的负担。

  此前支持Thunderbolt 3的线缆共有0.2m和0.8米两种可选,而在Thunderbolt 4发布后,英特尔也提供了2m的通用线缆,以适应更多使用场景。据了解,未来还将推出5m甚至50m的Thunderbolt 4超长线缆,在满足高带宽的同时,也彻底做到不受距离所限制。具体来说,更长的线缆也是为了适用更多的应用场景,例如在会议室内能够更加从容地将Evo认证的轻薄本与电池、投影仪相连接,做到快速分享屏幕内容。

  总之,Thunderbolt 4堪称是当下最为强大的接口,完美兼顾简单易用、高可靠性与丰富功能,做到了全方面的毫不妥协!Thunderbolt 4随着英特尔第11代酷睿Tiger Lake在2020年底同步发布,而基于第11代酷睿Tiger Lake所打造的Evo平台认证轻薄本产品则都可以享受到Thunderbolt 4的强大连接性!对于购机者而言,如果注重轻薄本的连接性,并要求面向未来的设备也不会过时,那么认准支持Thunderbolt 4的Evo平台产品准不会错!

  还有一点需要特别一提,根据外媒的爆料显示,英特尔的竞争对手AMD将在2022年所发布Ryzen 6000系Rembrandt移动端处理器,到那时才会带来对USB4的支持,比英特尔推出Thunderbolt 4的时间都要晚了很久;这进一步凸显了英特尔在PC连接方面的全面领先,Evo平台认证的轻薄本得益于Thunderbolt 4的超强特性,用走在时代前沿来形容也当之无愧!

总结与展望

  英特尔持续开发新技术,树立行业新标准,除了处理器架构、核显GPU架构的性能提高之外,还为整个PC平台带来了众多新技术,并参与相关行业标准的制定,以促进产业全面发展。本篇文章所提到的Thunderbolt 3及Thunderbolt 4发展就是英特尔引领PC持续进步的最佳证明。从硬件到软件再到产业生态,英特尔全方位为PC领域发展持续赋能,这些众多新技术和创新促成了Evo平台产品毫不妥协的绝佳体验,让笔记本电脑获得再次进化的同时,也反应了英特尔转型成一家XPU公司的决心。

  我们也期待随着更多新技术的持续开发,以及相关软硬件配套的落地,英特尔所发起的雅典娜计划获得持续推进,带来更严苛的认证标准,未来的新一代Evo认证标准将会变得更加全面,从外观、性能、续航再到连接性,都获得更进一步的跨越发展!让笔记本电脑获得再一次进化!

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