رابـط تاندربولت ( Thunderbolt interface )

رابط تاندربولت ( آذرخش)
 

تاندربولت ( در اصل موسوم به لایت پیک )، یک رابط برای اتصال دستگاههای جانبی از طریق یک گذرگاه توسعه به کامپیوتر است. تاندربولت توسط شرکت اینتل ایجاد و با همکاری فنی شرکت اپل، به بازار آورده شد. این رابط، در تاریخ 24 فوریه سال 2011 درلپ تاپ های بروزرسانی شده ی شرکت اپل (MacBook Pro) و با همان درگاه کوچک صفحه نمایش (Mini Display Port) معرفی تجاری شد.
تاندربولت در اصل شکاف PCI Express و درگاه صفحه نمایش را در یک رابط سریال داده ترکیب می کند که می تواند کابل طولانی تر و کم هزینه تری را ایجاد کند. به دلیل پشتیبانی گسترده ی شکاف PCI Express توسط فروشندگان قطعات و تعبیه بودن در بیشتر چیپست های اینتل، تاندربولت می تواند با سهولت نسبی به محصولات موجود اضافه شود. تراشه های راه انداز (درایور) تاندربولت، داده ها را از این دو منبع با هم ادغام کرده، و دوباره آنها را برای استفاده در دستگاه ها، از هم جدا می کند. این باعث سازگاری سیستم های قدیمی با سخت افزار جاری درگاه صفحه نمایش می شود.
این رابط در اصل برای استفاده از کابل های فیبر نوری انعطاف پذیر طراحی شده است، اما نوعی از آن هم، با استفاده از کابل مس معمولی، برای دست یافتن به پهنای باند مطلوب 10 گیگابیت در ثانیه با هزینه ی کمتری، تولید شده است. پیاده سازی اینتلِ همسان ساز این درگاه، داده های درگاه صفحه نمایش و تاندربولت را با هم ادغام می کند، و اجازه می دهد هر دو در یک زمان در طول کابل جابجا شوند. یک درگاه تاندربولت از هاب ها (چند راه ها) و همچنین زنجیره ای با 7 دستگاه دارای این درگاه، پشتیبانی می کند که حداکثر دو عدد از آنها میتواند صفحه نمایش با وضوح بالا مجهز به درگاه تاندربولت باشد. شرکت اپل سازگارکننده های موجود برای تبدیل درگاه تاندربولت را به درگاه های صفحه نمایش DVI, dual-link DVI,HDMI و خروجی VGA را به فروش می رساند که این سازگاری گسترده ی آن را نشان می دهد.

تاریخچه
 

معرفی
 

شرکت اینتل لایت پیک را در سال 2009 در انجمن توسعه دهندگان اینتل معرفی کرد، که با استفاده از یک مادربرد Mac Pro به عنوان نمونه، دو جریان (استریم) فیلم با کیفیت 1080P را به علاوه ی LAN و دستگاه های ذخیره سازی را روی یک کابل نوری 30 متری به اجرا در آورد. این سیستم توسط یک نمونه کارت PCI Express ، به همراه دو گذزگاه نوری که چهار درگاه را تامین میکرد، راه اندازی شد. در همان نمایش، اینتل ادعا کرد که سیستم های مجهز به لایت پیک در سال 2010 شروع به ظاهر شدن خواهند کرد.
در تاریخ 4 می سال 2010 در بروسل، شرکت اینتل یک لپ تاپ با یک رابط (کانکتور) لایت پیک را رونمایی کرد، که مشخص می کرد این تکنولوژی به اندازه ی کافی برای جا دادن در کنار یک دستگاه، کوچک شده است، و لپ تاپ دو جریان همزمان فیلم با کیفیت HD را در طول اتصال پخش کرد، که مشخص می کند حداقل مقداری از شکاف پشته های نرم افزار یا فریمور و پروتکل ها، کاربردی بوده اند. در همان نمایش، مقامات اینتل گفتند که انتظار دارند تولیدات سخت افزار در اواخر سال 2010 آغاز شود.
در ماه سمپتامبر 2010، برخی از نمونه های اولیه ی تولید کنندگان در انجمن توسعه دهندگان اینتل رونمایی شد.

ترکیب مسی در مقابل ترکیب نوری
 

( تاندربولت ) در اصل یک تکنولوژی نوری پنداشته میشود، اما تاندربولت برای کاهش هزینه ها و تولید نیرو بر روی ترکیب الکترونیکی تغییر مسیر داده است.
در سال 2009 مقامات اینتل اعلام کردند که « شرکت در حال کار بر روی ترکیب کردن فیبر نوری و سیم مسی میباشد بنابراین لایت پیک میتواند برای متصل کردن دستگاههای قدرتمند به کامپیوتر شخصی استفاده شود. » در سال 2010، اینتل اعلام کرد که هدف اصلی « داشتن تکنولوژی یک کانکتور واحد » بود که اجازه خواهد داد یواس بی نسخه 3 الکتریکی داشته و برق مستقیم را بر روی یو اس بی نسخه ی 3 یا 4 پیاده سازی کنیم.
در ماه ژوئن سال 2011، دیدوید پرلماتر از شرکت اینتل بیان کرد دنیای کامپیوتر پیاده سازی تاندربولت را آغاز کرده که بر پایه ی کابل های مسی خواهد بود. او گفت « مس خیلی خوب (از آزمایش ها) بیرون آمد، به صورت شگفت آوری بهتر از آنچه ما فکر میکردیم بود. »
شرکت اینتل و شرکای صنعتیش هنوز در حال توسعه ی سخت افزار تاندربولت نوری و کابل های آن هستند. کابل های فیبر نوری در ده ها متر به اجرا در می آیند اما برقی تولید نمی کنند، حداقل در ابتدا این گونه است. این کابل ها برای عبور یک سیگنال مادون قرمز در طول 100 متر، دو فیبر به قطر 62.5 میکرون را دارند. تبدیل سیگنال الکتریکی به نوری در خود کابل جاسازی خواهد شد، که اجازه می دهد سوکت های صفحه نمایش کنونی با آینده سازگار باشد، اما در نهایت شرکت اینتل انتظار یک فرستننده و گیرنده ی نوری کاملا جاسازی شده در کامپیوتر را دارد.

معرفی تجاری
 

این مدت شایعه شده بود که در اوایل سال 2011، بروزرسانی لپ تاپ MacBook Pro شامل نوع جدیدی از درگاه داده خواهد بود، و بیشتر حدس و گمان ها حاکی از این بود که این درگاه لایت پیک خواهد بود. در آن زمان هیچ جزئیاتی از پیاده سازی فیزیکی لایت پیک موجود نبود، و مدل ها برای نمایش یک سیستم مشابه، با استفاده از ترکیب درگاه یو اس بی و درگاه لایت پیک، قبل از دمو های شرکت اینتل ظاهر شدند. مدت کوتاهی قبل از عرضه ی دستگاه های جدید، انجمن مجریان یو اس بی (USB-IF) اعلام کرد که آنها اجازه ی این کار را نخواهند داد، این حاکی از این بود که پورت یو اس بی برای اصلاحات در این راه مطرح نبوده است.
با وجود تمامی این نظرات و حدس و گمان ها، (تاندربولت) به صورت غافلگیرانه ای معرفی شد، چراکه بر پایه ی درگاه صفحه نمایش و نه درگاه یو اس بی پیاده سازی شده بود. با تشریح سیستم، راه حل اینتل برای ارتباط صفحه نمایش آشکار شد: کنترل کننده های تاندربولت داده های موجود در درگاه صفحه نمایش را به همراه داده های درگاه
PCI Express را درون یک کابل ادغام می کرد. نمایشگر های قدیمی که از درگاه نمایش نسخه ی 1.1 و قبل آن استفده می کردند، باید در انتهای یک زنجیره ی دستگاه های تاندربولت قرار گیرند، اما دستگاه های جدید در هر نقطه مسیر می توانند قرار گیرند. دستگاه های تاندربولت میتوانند در هر نقطه در زنجیره قرار بگیرند. در این رابطه، تاندربولت یک رابطه با دسترسی بزرگتری را به اشتراک می گذارد. سیستم گذرگاه، برای پشتیبانی از گذرگاه های با سرعت پایین، از کانکتور صفحه نمایش استفاده میکند.
در اواخر فوریه سال 2011، شرکت اپل خط تولید جدید لپ تاپ های MacBook Pro را معرفی کرد و اعلام کرد که نام تجاری این تکنولوژی تاندربولت خواهد بود. که با وجود این دستگاه ها، اپل به عنوان اولین نمایش دهنده ی تکنولوژی جدید ورودی خروجی محسوب می شود. استاندارد باقی مانده ی درگاه صفحه نمایش کاملا با تاندربولت سازگار است، و هر دوی آنها از درگاه کوچک صفحه نمایش (Mini Display Port) به صورت اشتراکی استفاده می کنند. درگاه تاندربولت در لپتاپ های جدید MacBook Pro در همان مکان و بسیار شبیه به Mini Display Port دستگاه های نسل قبلی است.
شرکت اینتل اعلام کرد که در فصل دوم سال 2011 یک کیت توسعه عرضه خواهد شد. در حالی که شرکت های توسعه ی تجهیزات سخت افزار نشان داده اند که پشتیبانی برای تست و توسعه ی دستگاه های تاندربولت را اضافه خواهند کرد.

تشریح
 

لینک ارتباطی تاندربولت
 

شرکت اینتل 2 نوع کنترل کننده ی تاندربولت فراهم خواهد کرد، 2درگاهه و تک درگاهه. درطرفی که وسایل حانبی قرار می گیرند نیز به کنترل کننده نیاز است، نه (برخلاف تصور) فقط در سمت کامپیوتر شحصی.
تاندربولت بر پایه ی پورت کوچک شده ی صفحه نمایش که توسط شرکت اپل توسعه یافته، است. این پورت از لحاظ الکتریکی با پورت های کوچک صفحه نمایش، یکسان است اما از درگاه کوچک تری استفاده می کند که برای لپ تاپ ها و دستگاه های مختلف مصرف کنندگان، مناسب تر می باشد. انتظار می رود که استفاده ی تاندربولت از این درگاه، پذیرش گسترده تری را داشته باشد.
به دلیل اینکه PCIe داده های ویدیویی را انتقال نمی دهند، مشخص نیست آیا یک کارت مستقل PCIe بتواند یک درگاه تاندربولت را ارائه کند.
تاندربولت میتواند بر روی کارت های گرافیک، که بر داده های درگاه صفحه نمایش و ارتباط
PCI express دسترسی دارد، یا بر روی مادربرد دستگاه های جدید از قبیل MacBook Pro پیاده سازی شود.
کنترل کننده های تاندربولت در میزبان و دستگاه های جانبی داده های درگاه صفحه نمایش و PCIe را با هم ادغام کرده و بعد از خروج از کابل آنها را از هم جدا می کند.
لایه ی فیزیکی تاندربولت ( در حالت تاندربولت) بسیار شبیه به درگاه صفحه نمایش نسخه ی 1.2 با پهنای باند 20 گیگابیت در ثانیه است. اگر چه تاندربولت دوطرفه است، که اغلب نیاز به بازتاب های پیچیده و تکنیک های جلوگیری از خطا مانند موارد استفاده شده در اترنت 10Gbps دارد.

امنیت
 

از زمانی که تاندربولت، گذرگاه PCI Express را گسترش داد، که مهم ترین گسترش گذگاه در سیستم های کنونی است، به ما اجازه ی دسترسی سطح پایین به سیستم را می دهد. دستگاه های PCI نیاز به دسترسی نامحدود به حافظه دارند، و ممکن است امنیت سیستم را به خطر بیندازند. چنین چیزی در مورد استندارد های دیگر شکاف های توسعه نیز از قبیل PC Card و Express Card و FireWire درست است. بنابراین دستگاه های پخش ویدیویی سازگار مانند: ویدیو پرژکتورها و مانیتورها زمانی که به یک درگاه تاندربولت متصل هستند، تبدیل به یک نگرانی امنیتی میشوند.

مقایسه
 

پی سی آی (PCI)
 

تاندربولت با پهنای باند 20 Gbit/s معادل متدهای دیگر شکاف PCI است. مانند 40 Gbit/s ATI XGP و
5 Gbit/s Shuttle GXT و 5 Gbit/s Express Card و 1.066 Gbit/s PCMCIA. این متدهای ارتباط اجازه ی عبور سیگنال ویدیویی را نمی دهند، اما آنها اجازه ی ارتباط یک پردازشگر گرافیکی را می دهند. این تکنولوزی های توسعه، اجازه ی ارتباط با شاسی های توسعه برای مثال بردهای افزایش تعداد شکاف های PCI و PCIe و PCI-X و CompactPCI و mini-PCI(e) را به ما می دهند. همچنین ممکن است راه حل های اختصاصی بیشتری حتی بدون استفاده از شکاف ها ایجاد شود. هرگونه دستگاه های PCI و راه انداز معمولی میتواند استفاده شود، که عمدتا با پهنای باند مورد نیاز، محدود می شوند. این شامل دستگاه های PCI مشترک از قبیل همسان ساز های آیزا (ISA)، یو اس بی (USB)، ساتا ی خارجی( eSATA )، اس کازی ( SCSI )، پی اس تو( PS/2 )، سریال ( serial )،
موازی ( parallel )، اس دی ( SD )، فایروایر ( Firewire )، اترنت ( Ethernet )، وای فای( Wi-Fi )،
جی پی یو ( GPU )، ورودی ویدیو ( Video input )، ورودی تلویزیون ( TV input )، صدا( Audio )، پی سی ام سی آی( PCMCIA )، کارت ( Express card )، باکس های توسعه ی PCI و دستگاه های کوچک صنعتی می شود. برخلاف یو اس بی، برای معطوف کردن PCI به دستگاه های های دیگر، راه حل مخصوص آن دستگاه نیاز است.

یو اس بی نسخه ی 3
 

یو اس بی نسخه ی3 آخرین شکل استاندارد یو اس بی است، که از نرخ انتقال با سرعت 5گیگابیت در ثانیه پشتیبانی می کند. برای سرعت های بالاتر، نیاز به تغییر کابل کشی است. یو اس بی نسخه ی 3 با تعداد عظیم دستگاه های
یو اس بی قدیمی موجود، سازگاری دارد. از سال 2008، هر ساله حدود 2میلیارد دستگاه یو اس بی فروخته می شد، و تقریبا تا امروز جمعا حدود 6 میلیارد دستگاه فروخته شده است.
پروتکل یو اس بی از قدیم مشکلات گوناگونی هنگام کار کردن در سرعت های بالا داشته است. سیستم توسط (دستگاه) میزبان کنترل، و متکی به دنبال کردن پیغام های میزبان برای ادامه ی تبادل اطلاعات بود. این مساله مدت پاسخگویی زیادی به سیستم اعمال میکرد، حتی در سرعت 480 مگابیت در ثانیه ی یو اس بی نسخه ی 2،
توان عملیاتی حداکثر به50 درصد و اغلب کمتر از آن میرسد.
اگرچه، با ظهور یو اس بی نسخه 3، این تکنولوژی برای اضافه کردن ارسال دوطرفه ی سیگنال و جریان های انبوه ارتباطی تجدید نظر و اصلاح شد. جریان ها (استریم)، اجازه ی ارسال غیرهمزمان بروزرسانی ها را سریع تر از روش ارسال همزمان به میزبان می دهد، که به دستگاه ها اجازه ی تطبیق با عملیات انجام نشدنی را می دهد. این مساله اجازه ی ایجاد پروتکل هایی از قبیل USB Attached SCSI را داد، که مشکل کارایی یو اس بی را که نسخه های قبلی داشتند را کاهش می دهد.
در مقایسه، تاندربولت حداکثر دو برابر سرعت (یو اس بی) و دو گذرگاه مستقل ارائه می کند. بنابراین به صورت تئوری، یک درگاه تاندربولت کارایی 4 برابر یک یو اس بی نسخه ی 3 را دارد. در عمل، حتی کمترین زمان پاسخگویی در آخر زنجیره، و پروتکل های بسیار ساده ی PCI Express، باید کارایی نزدیکتری به حداکثر های تئوری ارائه کند. اینتل با محصولات اولیه حداکثر بازدهی 62.5 درصد را نشان داد. سرعت ( کم ) درایو های سخت میتواند دلیل نرسیدن تاندربولت به حداکثر سرعت تئوری باشد.

درگاه صفحه نمایش نسخه 1.2
 

شرکت ای ام دی اظهار تاسف کرد از این که پهنای باند درگاه صفحه نمایش تاندربولت در مدل جاری، از درگاه صفحه نمایش نسخه 1.2 با بازدهی حداکثر 17 گیگابیت در ثانیه هنگامی که فقط از یک درگاه تاندربولت که درگاه
PCI Express آن هم استفاده شود، کمتر است.

ایستگاه تبادل ( اطلاعات ) لپ تاپ
 

اتصال تاندربولت میتواند تمام سیگنال های مورد نیاز یک ایستگاه تبادل ( اطلاعات ) را انتقال داده و شارژری در موارد استثنا باشد، ایستگاه تبادل ( اطلاعات ) میتواند به صورت مستقل از سازنده ی لپ تاپ در صورت پشتیبانی سیستم عامل از دستگاه های خاص، نیز ایجاد شود.
منبع:http://en.wikipedia.org/wiki/Thunderbolt_(interface)
ارسال توسط کاربر محترم سایت : Hamed_Infinit