สายฟ้า 4 คืออะไร? เหตุใดอินเทอร์เฟซใหม่นี้จึงมีความสำคัญในพีซีในปี 2021
เผยแพร่แล้ว: 2022-01-29สำหรับผู้ที่เคยใช้แล็ปท็อป Mac ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาหรือโน้ตบุ๊ก Windows ระดับบนสุด Thunderbolt 3 อาจอยู่ในเรดาร์ของพวกเขา และอาจทำให้พวกเขาเกาหัวเกี่ยวกับสิ่งที่สามารถทำได้ พอร์ตนี้ดูเหมือนหนึ่งในตัวเชื่อมต่อ USB Type-C วงรีรูปแบบใหม่ แต่มีมากกว่านั้น: มันสามารถส่งสัญญาณวิดีโอโดยใช้โปรโตคอล DisplayPort ชาร์จอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ และอนุญาตให้ถ่ายโอนข้อมูลด้วยความเร็วที่มากกว่าปกติ ยูเอสบีสามารถจัดการได้ (ดูคำอธิบายของเรา Thunderbolt 3 vs. USB-C: What's the Difference?)
อย่างไรก็ตาม เรื่องราวของอินเทอร์เฟซ Thunderbolt เวอร์ชันล่าสุด—Thunderbolt 4—เริ่มต้นด้วยการเปลี่ยนทิศทาง Intel ได้เปิดโปรโตคอล Thunderbolt 3 ให้กับกลุ่มควบคุมของ USB (USB-IF) สำหรับการใช้งานแบบไม่มีค่าลิขสิทธิ์ในการพัฒนา USB4 รุ่นต่อไป ซึ่งให้ความเร็วที่เร็วขึ้นและความสามารถในการทำงานร่วมกันกับอุปกรณ์ USB4 แท้จริงแล้วชะตากรรมและทิศทางของข้อมูลจำเพาะ "4" ใหม่ทั้งสองนั้นเชื่อมโยงกัน (และใช่ ทีม USB ได้ลดช่องว่างใน "USB4" ซึ่งไม่ได้พิมพ์ผิด)
การย้ายไปสู่โอเพ่นซอร์สนี้ไม่ได้หมายความว่า Intel จะหยุดพัฒนาข้อกำหนดเฉพาะของ Thunderbolt ที่เป็นกรรมสิทธิ์แบบดั้งเดิม Intel ได้ย้าย Thunderbolt ไปตามเส้นทางและประกาศ Thunderbolt 4 เมื่อปีที่แล้วที่ CES 2020 และพีซีที่ติดตั้ง Thunderbolt 4 ใหม่ซึ่งใช้โปรเซสเซอร์ Core รุ่นที่ 11 (“ Tiger Lake”) ของ Intel นั้นเพิ่งเริ่มเปิดตัว คอมพิวเตอร์ที่ใช้ Tiger Lake เหล่านี้ ยัง ใช้การเชื่อมต่อ USB4 ดังนั้นจึงอาจเกิดความสับสนกับ Thunderbolt 4 และ USB4 ที่มาพร้อมกัน...และบางครั้งอาจ ใช้พอร์ตจริงเดียวกัน
สิ่งที่ทำให้ภาพสับสนก็คือ Thunderbolt 4 ขาดคุณสมบัติที่พาดหัวข่าวเพียงอย่างเดียว—เช่นความเร็วสูงสุดที่เร็วกว่ารุ่นก่อน Thunderbolt 4 ไม่ใช่การเล่นแบบเร็ว มันเกี่ยวกับข้อกำหนดขั้นต่ำมากกว่าความเร็วสูงสุด เพื่อช่วยคุณแยกแยะว่า Thunderbolt 4 แตกต่างจาก Thunderbolt 3 และ USB4 อย่างไร เราได้เตรียมไพรเมอร์เล็กน้อยเกี่ยวกับสถานะของการเล่น
สายฟ้า: บิตของประวัติศาสตร์
ก่อนที่เราจะเจาะลึกถึงรายละเอียดเฉพาะของโปรโตคอล Thunderbolt 4 ใหม่ ก่อนอื่นเรามาสำรองข้อมูลและอธิบายว่า Thunderbolt คืออะไรและทำหน้าที่อย่างไร และเรามาถึงจุดนี้ได้อย่างไร
เปิดตัวโดย Intel และ Apple Thunderbolt ปรากฏตัวครั้งแรกใน MacBook Pro ในปี 2011 รูปแบบทางกายภาพของพอร์ตคือขั้วต่อ DisplayPort ขนาดเล็กที่มีไอคอนสายฟ้าเล็ก ๆ อยู่ข้างๆ โดยผสานรวมเทคโนโลยี DisplayPort และ PCI Express ไว้ในสายเคเบิลเส้นเดียวเพื่อขับเคลื่อนจอแสดงผลความละเอียดสูงและการถ่ายโอนข้อมูลความเร็วสูงด้วยความเร็วสูงสุด 10Gbps การใช้พอร์ตจริงเดียวกัน Thunderbolt 2 เพิ่มแบนด์วิดท์เป็นสองเท่าเป็น 20Gbps และเพิ่มการรองรับ DisplayPort 1.2 ทำให้อินเทอร์เฟซสามารถขับสัญญาณวิดีโอไปยังจอแสดงผล 4K
Thunderbolt 3 เพิ่มอัตราข้อมูลเป็นสองเท่า—อีกครั้ง—เป็น 40Gbps การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่อีกประการหนึ่ง: Thunderbolt 3 ไม่ได้ใช้ขั้วต่อ mini DisplayPort เป็นส่วนติดต่อทางกายภาพอีกต่อไป โดยย้ายไปใช้พอร์ต USB Type-C แทน ด้วยเทคโนโลยี piggybacking บนขั้วต่อนั้น ในลักษณะเดียวกับที่ Thunderbolt 1 และ 2 piggybacked บน mini ดิสเพลย์พอร์ต นอกจากนี้ยังเพิ่มกำลังไฟสูงสุด 100 วัตต์ผ่าน USB Power Delivery (USB PD) ดังนั้นคุณสามารถใช้พีซีเพื่อชาร์จโทรศัพท์และอุปกรณ์ USB อื่นๆ หรือแม้แต่ชาร์จแล็ปท็อปผ่านพอร์ต ข้อมูลจำเพาะของ Thunderbolt 3 ยังแนะนำเครือข่าย Thunderbolt พร้อมอีเทอร์เน็ต 10Gbps Thunderbolt 3 ให้แบนด์วิดธ์วิดีโอเพียงพอที่นำไปสู่แอพพลิเคชั่นที่หลากหลาย ตั้งแต่ด็อกแบบสายเดียวที่สามารถชาร์จอุปกรณ์ของคุณ ไปจนถึง GPU ภายนอกเพื่อเสริมความสามารถด้านกราฟิกของแล็ปท็อป
Thunderbolt 4 กับ Thunderbolt 3: อะไรคือความแตกต่าง?
Thunderbolt 4 ไม่มีการปรับปรุงใด ๆ ที่พาดหัวข่าวเหนือ Thunderbolt 3 บนพื้นผิว โปรโตคอลทั้งสองดูเหมือนจะคล้ายกันมาก ทั้งสองใช้ขั้วต่อทางกายภาพ USB Type-C ทั้งสองมีอัตราการส่งข้อมูลสูงสุด 40Gbps ทั้งสองรุ่นมีกำลังไฟอย่างน้อย 15 วัตต์และสูงสุด 100 วัตต์ และทั้งคู่ให้การสนับสนุนเครือข่าย 10Gbps นั้น
อย่างไรก็ตาม ภายใต้พื้นผิว Thunderbolt 4 มีข้อได้เปรียบที่สำคัญหลายประการ สำหรับผู้เริ่มต้น จะเป็นการเพิ่มความต้องการวิดีโอและข้อมูลขั้นต่ำของ Thunderbolt 3 เป็นสองเท่า Thunderbolt 4 จะรองรับการส่งสัญญาณวิดีโอไปยังจอภาพ 4K สองจอ หรือไปยังจอภาพ 8K หนึ่งจอ ซึ่งต้องใช้ Thunderbolt 3 เพื่อรองรับจอแสดงผล 4K เพียงจอเดียว และในกรณีที่ระบบ Thunderbolt 3 ต้องรองรับอัตราข้อมูล 16Gbps ผ่าน PCI Express เท่านั้น Thunderbolt 4 จะเพิ่มความต้องการนั้นเป็น 32Gbps เป็นสองเท่า แบนด์วิดธ์ที่เพิ่มเข้ามานั้นจะถูกนำมาใช้อย่างดีโดยทุกคนที่ถ่ายโอนไฟล์วิดีโอความละเอียดสูงขนาดมหึมาและชุดข้อมูลขนาดใหญ่อื่นๆ จากไดรฟ์จัดเก็บข้อมูลไปยังพีซีเพื่อแก้ไขเป็นประจำ
Thunderbolt 4 จะนำไปสู่อุปกรณ์ต่อพ่วงที่มีความสามารถมากขึ้น คุณจะเห็นพอร์ต Thunderbolt 4 และจอภาพที่มีพอร์ต Thunderbolt 4 สี่พอร์ต เพิ่มเป็นสองเท่าของสองพอร์ต อย่างมากที่สุด คุณจะพบได้ในอุปกรณ์ Thunderbolt 3 แล็ปท็อปรุ่นใหม่ที่บางและเบาซึ่งต้องการการชาร์จน้อยกว่า 100 วัตต์จะต้องเสนอการชาร์จ USB Type-C บนพอร์ต Thunderbolt 4 อย่างน้อยหนึ่งพอร์ต และเมื่อแล็ปท็อป Thunderbolt 4 เชื่อมต่อกับแท่นเชื่อมต่อ Thunderbolt 4 จะต้องสามารถปลุกจากโหมดสลีปจากแป้นพิมพ์หรือเมาส์ที่เชื่อมต่ออยู่ได้ สายเคเบิล Thunderbolt 4 ยังรองรับทรูพุต 40Gbps ที่ความยาวสูงสุด 2 เมตร เพิ่มขึ้นจากสูงสุด 0.5 เมตรของสายเคเบิลแบบพาสซีฟ Thunderbolt 3
ด้วยความสามารถในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ Thunderbolt แบบเดซี่เชนได้ถึงหกเครื่อง คุณจะสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์หลายเครื่องโดยที่แต่ละอุปกรณ์ไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อโดยตรงกับคอมพิวเตอร์ของคุณ เมื่อรวมกับความสามารถในการชาร์จและการปลุกจากโหมดสลีปที่มากขึ้นของ Thunderbolt 4 และสายเคเบิลที่ยาวขึ้น คุณจะมีความยืดหยุ่นมากขึ้นในการตั้งค่าพื้นที่ทำงานของคุณ เพื่อทำให้สำนักงานของคุณยุ่งเหยิงน้อยลงด้วยสายไฟและชีวิตในสำนักงานของคุณง่ายขึ้นอีกเล็กน้อย
Thunderbolt 4 กับ USB4: ความแตกต่างที่สำคัญ
ในทางปฏิบัติ ทำให้เกิดความสับสนระหว่าง Thunderbolt 4 และ USB4 ได้ง่าย ทั้งคู่ใช้ขั้วต่อ USB Type-C ทั้งสองมีแบนด์วิดท์สูงสุด 40Gbps ทั้งสองเปิดตัวด้วยโปรเซสเซอร์ Core “Tiger Lake” เจนเนอเรชั่นที่ 11 รุ่นใหม่ของ Intel และ Thunderbolt 4 รองรับ USB4 ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ USB กับพอร์ต Thunderbolt ของแล็ปท็อปได้ Thunderbolt 4 ยังเข้ากันได้กับ Thunderbolt 3 รุ่นเก่า อย่างไรก็ตาม ในทั้งสองกรณี การเชื่อมต่อจะมีค่าเริ่มต้นเป็นความเร็วที่ช้าลงของ USB4 หรือ Thunderbolt 3
โดยพื้นฐานแล้ว Thunderbolt 4 รับประกันได้ว่าคุณจะได้รับ USB4 เวอร์ชันที่ดีที่สุด แม้ว่า USB4 จะมีความเร็ว 40Gbps เท่ากับ Thunderbolt 4 แต่ก็มี USB4 เวอร์ชัน 20Gbps ที่ช้ากว่าด้วย นอกจากนี้ Thunderbolt 4 ยังรับประกันว่าคุณสามารถเรียกใช้จอแสดงผล 4K อย่างน้อยหนึ่งคู่และถ่ายโอนข้อมูลที่ความเร็วสูงสุด 32Gbps ด้วย USB4 คุณจะรับประกันการใช้งานจอแสดงผลเพียงจอเดียวและอัตราข้อมูล 16Gbps ขั้นต่ำเท่านั้น ฮับ USB4 ยังขาดข้อกำหนดในการชาร์จและการปลุกจากโหมดสลีปของ Thunderbolt 4 รวมถึงเครือข่าย 10Gbps
USB4 มี ข้อได้เปรียบหนึ่งข้อเหนือโลโก้ Thunderbolt 4: ที่มีข้อมูลมากกว่า สำหรับ USB4 คุณจะเห็นโลโก้ "USB 20Gbps" และ "USB 40Gbps" ข้างพอร์ต USB Type-C ที่จะบอกได้ว่าคุณกำลังใช้งาน USB4 รสชาติใด น่าเสียดายที่ Intel ไม่ได้นำเสนอโลโก้ Thunderbolt โดยเฉพาะ โลโก้ Thunderbolt คือโลโก้ Thunderbolt ที่มีสายฟ้า ซึ่งไม่มีทางบอกได้เพียงแค่เหลือบมองที่ด้านข้างของแล็ปท็อปหรือแผง I/O ของเดสก์ท็อปพีซีของคุณว่าพอร์ตเป็นเวอร์ชัน 1, 2, 3 หรือ 4 ของ Thunderbolt (ตัวเชื่อมต่อจะบอกคุณว่าเป็น Thunderbolt 1 หรือ 2 กับ Thunderbolt 3 หรือ 4 หรือไม่ แต่นั่นคือทั้งหมดที่คุณสามารถคาดเดาได้) คุณจะต้องศึกษาคู่มือผู้ใช้หรือเอกสารข้อมูลจำเพาะเพื่อทราบว่า Thunderbolt เวอร์ชันใดที่อุปกรณ์นำเสนอ . (สาย Thunderbolt 4 บาง สาย อาจมี “4” ข้างโลโก้ Thunderbolt 4 แต่โดยปกติแล้วจะไม่มีการระบุลักษณะเฉพาะดังกล่าวบนแล็ปท็อป)
ความปลอดภัยจาก Thunderspy
ข้อได้เปรียบสุดท้ายที่ Thunderbolt 4 มอบให้กับ Thunderbolt 3 คือการรักษาความปลอดภัยที่ดีกว่าจากการโจมตีของ Thunderspy ในการโจมตีที่อาจเกิดขึ้น แฮ็กเกอร์สามารถขโมยข้อมูลของคุณผ่านช่องโหว่ของพอร์ต Thunderbolt การโจมตีดังกล่าวต้องการการเข้าถึงทางกายภาพกับอุปกรณ์ของคุณ แต่จะใช้เวลาทั้งหมดห้านาทีและมีผลแม้ในขณะที่แล็ปท็อปของคุณถูกล็อคหรืออยู่ในโหมดสลีป หรือฮาร์ดไดรฟ์ของคุณได้รับการเข้ารหัส
แนะนำโดยบรรณาธิการของเรา
การโจมตีของ Thunderspy สามารถทำงานได้โดยใช้ประโยชน์จากส่วน PCI Express ของ Thunderbolt และการเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง (DMA) ซึ่งจะข้าม CPU เพื่อให้สามารถเข้าถึงหน่วยความจำระบบได้อย่างรวดเร็ว Thunderbolt 4 ต้องการ Virtualization Technology ของ Intel สำหรับ Directed I/O (VT-d) ซึ่งป้องกันการโจมตี DMA
วิธีการทำงาน: VT-d มีการรีแมป DMA ซึ่งแยกส่วนของหน่วยความจำระบบสำหรับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ เพื่อให้อุปกรณ์ไม่สามารถอ่านหรือเขียนไปยังส่วนอื่นของหน่วยความจำของคุณได้ โดยพื้นฐานแล้วจะปิดหน่วยความจำระบบส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ Thunderbolt ดังนั้นจึงไม่สามารถเข้าถึงที่อื่นในหน่วยความจำเพื่อเขียนทับ พูด การป้องกันด้วยรหัสผ่านของอุปกรณ์ของคุณ
เพื่อให้แน่ใจว่า ช่องโหว่นี้เป็นภัยคุกคามระยะไกลสำหรับคนส่วนใหญ่ ส่วนใหญ่เป็นปัญหาสำหรับแล็ปท็อปขององค์กรที่อาจเดินทางบ่อย ถูกทิ้งไว้ในสถานที่ที่ไม่ปลอดภัย และมีข้อมูลทางการเงินหรือธุรกิจอื่นๆ ที่มีความละเอียดอ่อนอย่างยิ่ง
การมาถึงของ Thunderbolt 4: Rolling Thunder
แล็ปท็อป Thunderbolt 4 ซึ่งใช้โปรเซสเซอร์หลัก “Tiger Lake” เจนเนอเรชั่นที่ 11 ของ Intel นั้นเพิ่งเริ่มเปิดตัว เราเห็นแล็ปท็อป Tiger Lake เครื่องแรกที่รองรับ Thunderbolt 4 เมื่อฤดูใบไม้ร่วงปีที่แล้วในเวอร์ชันล่าสุดของ Asus ZenBook 13 (UX325EA) และ Dell XPS 13 (9310) มีอีกมากที่จะตามมา แต่ไม่ใช่แล็ปท็อป Tiger Lake ทุกเครื่องที่มีพอร์ต USB-C จะรองรับ Thunderbolt 4 ดูแผ่นข้อมูลจำเพาะอย่างระมัดระวัง เช่นเดียวกับโลโก้ Thunderbolt เพราะหากไม่มีมัน คุณอาจจะต้องจ้องมองที่พอร์ต USB4 วานิลลา ซึ่งมีคุณสมบัติ Thunderbolt 3 รุ่นก่อนหน้า
M1 MacBook Air, MacBook Pro และ Mac mini ใหม่ของ Apple วางจำหน่ายเมื่อใกล้สิ้นปี 2020 และแม้ว่าระบบใหม่เหล่านี้จะมีพอร์ต USB4 แต่ก็ไม่รองรับ Thunderbolt 4 อย่างเป็นทางการ (เฉพาะ Thunderbolt 3) คงต้องรอดูกันต่อไปว่า Mac เครื่องแรกที่มี Thunderbolt 4 จะมาถึงเมื่อใด และจะปรากฏบน Mac ที่มีซิลิคอน M1 ของ Apple หรือ Mac ที่ใช้ซีพียู Intel Tiger Lake
ที่ด้านข้างของรั้ว ท่าเทียบเรือ Thunderbolt 4 แรกเริ่มออกสู่ตลาดด้วยการประกาศในงาน CES 2021 (ดูตัวอย่างนี้จาก Kensington และอีกแห่งจาก OWC) ในขณะที่ฮับ ไดรฟ์ภายนอก GPU ภายนอก และจอแสดงผลดูเหมือนจะใกล้เข้ามา . คุณมั่นใจได้เลยว่าจะเปิดตัวในปลายปีนี้ เนื่องจากมีการเปิดตัวพีซีและแล็ปท็อปที่มี Thunderbolt 4 เพิ่มมากขึ้น