Thunderbolt 4とは何ですか？ この新しいインターフェースが2021年にPCで重要になる理由
公開: 2022-01-29近年Macラップトップ、またはトップエンドのWindowsノートブックを使用したことがある人にとって、Thunderbolt 3はおそらく彼らのレーダーに乗っており、おそらくそれが何ができるかについて頭を悩ませていました。 このポートは、新しいスタイルの楕円形のUSB Type-Cコネクタのように見えますが、さらに多くの機能を備えています。DisplayPortプロトコルを使用してビデオ信号を伝送し、接続されたデバイスを充電し、単純な速度を超える速度でデータを転送できます。 USBで管理できます。 （説明者のThunderbolt 3とUSB-C：違いは何ですか？）を参照してください。
ただし、Thunderboltインターフェイスの最新フレーバーであるThunderbolt 4のストーリーは、方向転換から始まります。 Intelは、Thunderbolt 3プロトコルをUSBの制御コンソーシアム（USB-IF）に開放し、次世代USB4の開発でロイヤリティフリーで使用できるようにし、USB4デバイスの速度と相互運用性を向上させました。 確かに、2つの新しい「4」仕様の運命と方向性は絡み合っています。 （はい、USBチームは「USB4」のスペースを削除しました。これはタイプミスではありません。）
しかし、このオープンソースへの移行は、Intelが従来独自のThunderbolt仕様の開発をやめたことを意味するものではありませんでした。 IntelはThunderboltを軌道に乗せ続け、1年前のCES2020でThunderbolt4を発表しました。また、Intelの第11世代（「TigerLake」）コアプロセッサをベースにした新しいThunderbolt4搭載PCの展開が始まったばかりです。 これらのTigerLakeベースのコンピューターもUSB4接続を先導しているため、Thunderbolt 4とUSB4の両方が同時に到着し、場合によっては同じ実際のポートに到着することで、混乱が生じる可能性があります。
また、Thunderbolt 4には、前モデルよりも高速なトップエンド速度など、単一の見出しをつかむ機能がないため、状況が混乱しています。 Thunderbolt4はスピードプレイではありません。 それは、最大速度よりも最小要件に関するものです。 Thunderbolt4がThunderbolt3やUSB4とどのように異なるかを整理するために、プレイの状態に関する簡単な入門書を用意しました。
Thunderbolt：ちょっとした歴史
新しいThunderbolt4プロトコルの詳細に入る前に、まずバックアップして、Thunderboltとは何か、何をするのか、そしてどのようにしてここに到達したのかを説明しましょう。
IntelとAppleによって導入されたThunderboltは、2011年にMacBook Proに初めて登場しました。ポートの物理的な形状は、横に小さな落雷アイコンが付いたミニDisplayPortコネクタでした。 DisplayPortとPCIExpressテクノロジーを1本のケーブルに組み合わせて、最高速度10Gbpsの高解像度ディスプレイと高速データ転送を駆動します。 同じ物理ポートを使用して、Thunderbolt 2は帯域幅を2倍の20Gbpsにし、DisplayPort 1.2のサポートを追加して、インターフェイスにビデオ信号を4Kディスプレイに駆動する機能を提供しました。
Thunderbolt 3は、データレートを2倍の40Gbpsに引き上げました。 もう1つの大きな変更：Thunderbolt 3は、物理インターフェイスとしてmini DisplayPortコネクタを使用しなくなり、Thunderbolt 1および2がminiにピギーバックされたのと同じように、USB Type-Cポートに置き換えられ、そのコネクタにピギーバックされたテクノロジーが採用されました。 DisplayPort。 また、USB Power Delivery（USB PD）を介して最大100ワットの電力を追加したため、PCを使用して電話やその他のUSBデバイスを充電したり、ポートを介してラップトップを充電したりすることもできます。 Thunderbolt 3仕様では、10Gbpsイーサネットを使用したThunderboltネットワークも導入されました。 Thunderbolt 3は、デバイスを充電できるシングルケーブルドックから、ラップトップのグラフィックス機能を強化する外部GPUまで、幅広いアプリケーションにつながる十分なビデオ帯域幅を提供しました。
Thunderbolt4とThunderbolt3の違いは何ですか？
Thunderbolt 4は、Thunderbolt 3に比べて見出しをつかむような改善を提供していません。表面的には、2つのプロトコルは非常に似ているように見えます。 どちらもUSBType-C物理コネクタを使用しています。 どちらも最大スループット40Gbpsを提供します。 どちらも、少なくとも15ワットと最大100ワットの充電電力を提供します。 そして、どちらもその10Gbpsネットワーキングのサポートを提供します。
ただし、表面下では、Thunderbolt4には多くの重要な利点があります。 手始めに、Thunderbolt 3の最小ビデオおよびデータ要件を2倍にします。Thunderbolt4は、2つの4Kディスプレイまたは1つの8Kディスプレイへのビデオ信号の送信をサポートします。Thunderbolt3は1つの4Kディスプレイのみをサポートする必要があります。 また、Thunderbolt3システムがPCIExpressを介して16Gbpsのデータレートのみをサポートする必要がある場合、Thunderbolt4はその要件を2倍の32Gbpsにします。 この追加された帯域幅は、高解像度ビデオやその他の大規模なデータセットの巨大なファイルをストレージドライブからPCに定期的に転送して編集する人なら誰でも確実に活用できます。
Thunderbolt 4は、より高性能な周辺機器にもつながります。 Thunderbolt4ドックと4つのThunderbolt4ポートを備えたモニターが表示され、2つのポートが2倍になり、最大でThunderbolt3デバイスに表示されます。 Thunderbolt4ポートの少なくとも1つでUSBType-C充電を提供するには、充電に100ワット未満しか必要としない新しい薄型軽量ノートパソコンが必要になります。 また、Thunderbolt4ラップトップがThunderbolt4ドックに接続されている場合、接続されているキーボードまたはマウスからスリープから復帰できる必要があります。 Thunderbolt 4ケーブルは、パッシブThunderbolt 3ケーブルの最大0.5メートルから、最大2メートルの長さで40Gbpsのスループットもサポートします。
最大6台のThunderboltデバイスをデイジーチェーン接続する機能により、各デバイスをコンピューターに直接接続しなくても、複数のデバイスを接続できます。 Thunderbolt 4の優れた充電機能とスリープからの復帰機能、およびより長いケーブルを組み合わせることで、ワークスペースをより柔軟に設定できるため、オフィスが配線で雑然とならず、オフィスライフが少し楽になります。
Thunderbolt 4とUSB4：主な違い
さて、実際には、Thunderbolt4とUSB4を混同するのは簡単です。 どちらもUSBType-Cコネクタを使用しています。 どちらも最大帯域幅40Gbpsを提供します。 どちらも、Intelの新しい第11世代「TigerLake」コアプロセッサで導入されています。 また、Thunderbolt 4はUSB4をサポートしています。つまり、USBデバイスをラップトップのThunderboltポートに接続できます。 Thunderbolt4はThunderbolt3とも下位互換性があります。ただし、どちらの場合も、接続はデフォルトでUSB4またはThunderbolt3の低速になります。
Thunderbolt 4は基本的に、最高のバージョンのUSB4を入手できることを保証します。 USB4はThunderbolt4と同じ40Gbpsの速度を提供しますが、より遅い20GbpsバージョンのUSB4もあります。 Thunderbolt 4は、最小で4Kディスプレイのペアを実行し、最大32Gbpsでデータを転送できることも保証します。 USB4を使用すると、単一のディスプレイと16Gbpsのデータレートの実行の最小値のみが保証されます。 USB4ハブには、Thunderbolt 4の必須の充電とスリープからの復帰の要件、および10Gbpsネットワークもありません。
USB4には、Thunderbolt 4に比べて1つの利点があります。ロゴは、より有益です。 USB4を使用すると、USBType-Cポートの横に「USB20Gbps」と「USB40Gbps」のロゴが表示され、処理しているUSB4のフレーバーがわかります。 残念ながら、IntelはThunderboltロゴでそのような詳細を提供していません。 ThunderboltのロゴはThunderboltのロゴであり、ライトニングボルトであり、ラップトップまたはデスクトップPCのI / Oパネルの側面を見るだけでは、ポートがThunderboltのバージョン1、2、3、または4であるかどうかを判断する方法はありません。 （コネクタは、Thunderbolt1または2とThunderbolt3または4のどちらであるかを示しますが、一目で推測できるのはそれだけです。）デバイスが提供するThunderboltのバージョンを確認するには、ユーザーマニュアルまたはスペックシートを参照する必要があります。 。 （一部のThunderbolt 4ケーブルには、Thunderbolt 4ロゴの横に「4」が含まれている場合がありますが、そのような特殊性は通常、ラップトップでは提供されません。）
サンダースパイに対するセキュリティ
Thunderbolt4がThunderbolt3よりも優れている最後の利点の1つは、Thunderspy攻撃に対するセキュリティが向上していることです。 このような潜在的な攻撃では、ハッカーがThunderboltポートの脆弱性を介してデータを盗む可能性があります。 このような攻撃にはデバイスへの物理的なアクセスが必要ですが、5分すべてかかり、ラップトップがロックされているかスリープ状態になっている場合、またはハードドライブが暗号化されている場合でも効果的です。
編集者からの推薦
Thunderspy攻撃は、ThunderboltのPCI Express部分と、CPUをバイパスしてシステムメモリへの高速アクセスを可能にするダイレクトメモリアクセス（DMA）を利用することで機能します。 Thunderbolt 4には、DMA攻撃から保護するIntelのDirected I / O用仮想化テクノロジー（VT-d）が必要です。
仕組み：VT-dはDMAリマッピングを提供します。これは、接続されたデバイスのシステムメモリの一部を分離するため、デバイスはメモリの他の領域に対して読み取りまたは書き込みを行うことができません。 基本的に、Thunderboltデバイスのシステムメモリの一部を遮断するため、メモリ内の他の場所にアクセスして、デバイスのパスワード保護などを上書きすることはできません。
確かに、この脆弱性はほとんどの人にとって非常に遠い脅威です。 これは主に、移動量が多く、セキュリティで保護されていない場所に置き去りにされ、非常に機密性の高い財務データやその他のビジネスデータが含まれている可能性のある企業のラップトップにとって懸念事項です。
Thunderbolt 4の到着：Rolling Thunder
Intelの第11世代「TigerLake」コアプロセッサをベースにしたThunderbolt4ラップトップは、まだ展開を始めたばかりです。 昨年秋、Asus ZenBook 13（UX325EA）とDell XPS 13（9310）の最新バージョンでThunderbolt4をサポートする最初のTigerLakeノートパソコンを見ました。 さらに多くのことが確実に続きますが、USB-Cポートを備えたすべてのTigerLakeラップトップがThunderbolt4をサポートするわけではありません。 スペックシートとThunderboltのロゴを注意深く見てください。これがないと、前世代のThunderbolt3機能を提供するバニラUSB4ポートを見つめている可能性があります。
Appleの新しいM1MacBook Air、MacBook Pro、およびMac miniは、2020年の終わり近くにリリースされました。これらの新しいシステムは、USB4ポートを備えていますが、正式なThunderbolt 4サポートを提供していません（Thunderbolt 3のみ）。 Thunderbolt 4を搭載した最初のMacがいつ到着するか、そしてそれがApple独自のM1シリコンを搭載したMacに表示されるのか、Intel Tiger LakeCPUをベースにしたMacに表示されるのかはまだわかりません。
フェンスの周辺側では、最初のThunderbolt 4ドックがCES2021で発表されて市場に出始めていました（ケンジントンのこの例とOWCの別の例を参照）が、ハブ、外部ドライブ、外部GPU、ディスプレイが差し迫っているようです。 Thunderbolt 4を搭載したPCやラップトップがさらにリリースされるにつれて、今年後半に展開が開始されることは間違いありません。