Thunderbolt

Allikas: Vikipeedia
Ambox outdated serious.svg See artikkel vajab ajakohastamist.
Palun ajakohasta selle artikli sisu ning pärast ajakohastamist eemalda see märkus.
Thunderbolt


Thunderbolt (algse koodnimega Light Peak) on optilise kaabli liides, mis on loodud selleks, et ühendada välissiini seadmeid. Selle tehnoloogia ribalaius (bandwidth) on 10 Gbit,[1] mille võime/potentsiaal aastaks 2020 on 100 Gbit.[2] Hetkel arendamises, on Light Peak nüüdseks arendatud üheks universaalseks kasutajaliideseks, mis asendaks seniseid SCSI, SATA, USB, FireWire, PCI Express ja HDMI liideseid, et vähendada kaasaegsete arvutite portide kiiret juurdekasvu. Liidesesüsteemid nagu USB arendati välja samal eesmärgil ning need asendasid edukalt mitmeid vanemaid tehnoloogiaid. Kuid suurenev nõudlus ribalaiuse järele on põhjustanud kõrgemate suutlikkusnormideni nagu eSATA ja DisplayPort, mis ei suuda USB ja sarnaste välissiinidega ühilduda. Light Peak pakub piisavalt kõrget ribalaiust, mis juhib neid üle üht liiki kasutajaliidese ning tihti läbi üksiku jäigalt riistvaraga määratud prioriteetidega andmevahetuse (Daisy Chain) kaabli.

Ajalugu[muuda | redigeeri lähteteksti]

Intel on loonud PC desktopi lisandina PCI Express kaardi prototüübi.[3] See tähendab, et paljud inimesed ei pea uuele kaablitüübile ostma uut emaplaati. Kaardil on kaks optilist siini, et varustada 4 porti energiaga. Sellegipoolest paljudel masinatel selline kaart ei suuda saavutada nelja Light Peaki pordi täielikku 40Gbit ribalaiust, sest see bitikiirus nõuab 16× PCIe siini (1× PCIe on 4Gbit/s) optimaalseks jõudluseks ning enamustel masinatest on vaid üks 16× siin, milles tavaliselt on kasutusel videokaart.

4. mail, 2010. aastal demonstreeris Intel Brüsselis Light Peak’i ühendusega sülearvutit (näidates, et tehnoloogia on piisavalt väike, et mahtuda nii väikesesse seadmesse) ja lasi sülearvutil saata üheaegselt 2 HD videovoolu läbi ühenduse (näidates, et vähemalt mõned tarkvara/püsivara stacks-pinumälud ja protokollid on nüüd toimivad). Samal esitlusel väitis Intel, et eeldatakse riistvara tootmise alustamist 2010. aasta lõpul. [4]

2010. aasta septembris esitleti mõningaid esimesi kommertsprototüüpe Intel Developer Forum’is. [5]

Disain[muuda | redigeeri lähteteksti]

Ühe universaalse asendusena senistele liidestele nagu SCSI, SATA, USB, FireWire, PCI Express ja HDMI püüab Light Peak kõrvaldada mõningaid arvutitööstuse probleeme, mis on nüüdseks ilmnenud, nagu näiteks piiratud edastuskiirused ning mitmed ühendusliidesed, millest paljud peavad olema toetatud ning on tihti seejärel jäänud täielikult kasutamata. Üksikkaabli ühenduse peamine probleem on elektrijuhtmete/kaablite maksimumpikkus – DC energia ja elektrisignaalid vähenevad kiiresti alates 5 meetri kauguselt.

Teoorias võiks seade, mis asub alla 5 meetri kaugusel, kergesti töötada kas 10Gb DC PoE või 4.8Gb USB 3 kasutajaliidese abil ühel kaablil toite ja andmetega. Kuid kui seade peab olema enam kui 5 meetri kaugusel, peab seda eraldi varustama AC võimsusega ning peab tingimata toetuma optilisele kaablile nagunii, et saavutada stabiilset 10Gb kiirust, ükskõik kas see on Ethernet „short reach“ kaabel (300 m) või Light Peak kaabel (100 m).

Arendustöö[muuda | redigeeri lähteteksti]

Elektrilise toitevarustuse ebakindlus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Light Peak’i peamine ebakindlus seisneb selles, et kui üldse, siis millist tüüpi kasutajaliidese toidet ta toetab. Esialgu Intel ütles, et „see töötab optilise kiu ja vasktraadi kimbuna nii, et Light Peak’i võib kasutada seadmete toitmiseks, mis on ühendatud PC-ga“[6] ning seega konkureerib Power over Ethernet (PoE), USB ja G.hn’iga. Kuid selgelt välja kuulutatud kavatsus 2010. aastal[7] oli „saavutada ühe ainsa ühendusklemmiga ülemineku tehnoloogia“, mis lubab „elektrilisel USB 3.0 […] ja/või nagu teised protokollid võivad tulevikus käia läbi optilise“, vihjates, et Light Peak on pigem siin kui kasutajaliides ning väites, et Light Peak on USB 3.0 või 4.0 DC toite külge haagitud ning võimaluse korral (selleks, et toetada monitore) liigub läbi AC (arvatavasti IEEE P1901).

Võrdlus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Monitor ja väljundid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Et saavutada edu, peab Light Peak asendama ühe-kasutusviisiga tüüpi ühendusklemme nagu HDMI, DisplayPort (mis nõuab enam kui topelt algseid 10 Gbit/s kiirusi oma lõplikuks kõrgemaks uuenduseks – vt ribalaiuste loetelu), eSATA, vähemalt mõnda Etherneti kasutusala ning lõppkokkuvõtteks väiksemad ja aeglasemad USB seadmed, kui Light Peak’i ühendusklemmi hinnad kukuvad.

Juhul, kui ebaõnnestub asendada vananenud USB seadmeid, siis uuendused on pigem USB 3.0'le või järglane 4.0 või 10Gb võimsusega Ethernet, või suuema kiirusega G.hn, millest igaüks võib olla võimsuselt ja andmekiiruse poolest väga sarnane Light Peak’iga, kuid mis kasutavad palju odavamat vasest kasutajaliidest. Pole ka selge, kas Intel kavatseb nõuda kas AC või DC toidet või mõlemat, mis tähendab vähemalt kaheksat kooseksisteerivat spetsifikatsiooni variatsiooni (kas ainult AC, ainult DC, mõlema, mitte kummagagi, mõlemas 10Gb ja 100Gb uuendustes) – sarnased probleemid takistasid ka eSATA-t.

Ethernet (10 Gbit/s toiteta)[muuda | redigeeri lähteteksti]

Oletades, et Light Peak’il ei ole oma toite kasutajaliidest, siis kõige otsesem ja asjakohasem võrdlus on 10 gigabit sekundis Ethernet. Tüüpiline selline pakkumine on Neterion’il,[8] mis toetab ühte või kahte PCIe 8× kaardi porti. Optilise Etherneti kaabli lühiulatus (300m) või kaugulatus (10 km) on toetatud, kuid vasest kaableid kasutades on maksimumulatus ainult 5-7 meetrit, mis on umbes kolm korda enam kui USB-l, kuid palju vähem kui Light Peak’i poolt lubatud 100 meetrit. DC toide on peamine kaabli ulatust piirav faktor, sest vaatamata sellele, kuidas andmeid edastakse, kogeb pikk DC toitega kaabel märkimisväärseid kadusid ning on ebapraktiline enam kui 5 meetri kaugusel. Seetõttu toiteta Light Peak’i on mõistlik võrrelda toiteta 10Gb lühiulatusega optilise kaabliga, sest sellel tundub olevat ainult kolmandik 10GbE ulatusest.

Sellegipoolest on 10Gb Ethernet kommuteerimine erakordselt kallis ning kuni ta hind langeb (nagu 1Gb Ethernet langes) konkurentsi pinge tulemusel (Light Peak ja USB 3.0) hinnatundetul põhiturul domineerib 10Gb.

USB 3.0[muuda | redigeeri lähteteksti]

Light Peak’i on tihti esile toodud kui „USB3 asendajat“, kuigi 2010. aastal on seda hakatud soovitama kui fiiberoptilist täiustus USB3-le. Algsete andmete järgi on selle kiirus ainult kahekordne võrreldes USB 3.0 ning siiani on ebaotstarbekas asendada kõiki olemasolevaid monitoride kaableid sellega. Originaal USB 3.0 spetsifikatsioon pakkus välja 24 voldise DC 6 ampri juures (kuni 144 W), mis on suurepärane USB 3.0 täiustus varasemale spetsifikatsioonile, mis oli 5 VDC 0.9 A juures, ning PoE spetsifikatsiooni (600 mA IEEE 802.3at). Light Peak nõuab päris kõrgeid toite võimsusi, et suur hele monitor töötaks, mis peaks olema tema peamine otstarve, kuna isegi 144 w tundub liiga madal selleks. 2010. aastal tootis Gigabyte USB 3.0 emaplaate 2.7 ampriga, nii et võib arvata, et USB 3.0 tarnijad tervitavad drastiliselt suuremat DC toidet ning toetavad Inteli ettevõtmisi täisintegreeritud AC, DC ja fiiberoptilise kaabli väljaarendamiseks.[9]

PoE/Toitega Ethernet[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kuna PoE (täpsemalt IEEE 802.3at ja IEEE 802.3af) on üldotstarbeline siin, on see 10Gb puhul Light Peak’i kõige otsesem konkurent, millel on mõned eelised kõigi uute kiududel põhineva toiteta mudelite ees:

  • 10Gb PoE toetub laialt kättesaadaval odaval keerdpaarkaablil (Cat6a).
  • PoE tagab kuni 30 vatist DC-d mitmesuguse pingega (1.5V kuni 80 VDC), mis on piisav paljudele seadmetele, sh väiksemad monitorid, mis on ühendatud PC-ga.
  • PoE-l on märgatav uuendustee 10 Gigabit Ethernet ühilduvusele, mis on Light Peak’iga sama andmeulatusega – see on Gigabit Ethernet ühilduv ning ühilduks ka 10GbE ja 100GbE-ga.
  • PoE seadmeid on juba laialdaselt paigaldatud.

10Gb standardiseerimisprotsessi ning IEEE 802.3az DC toitehalduse ühildamine PoE-ga ei ole lõplik enne kuni Light Peak 2010. aasta lõpus levib ning Light Peak’i (eriti USB 3.0 toitega kombineerituna) on aega eelisturustada seadmetele, mis nõuavad 10Gb kiirust.

Konfiguratsioon[muuda | redigeeri lähteteksti]

Light Peak’i kaabel koosneb optiliste kiudude paarist, mida kasutatakse andmeside üles- ja allaliikumise puhul. See tähendab, et Light Peak pakub 10 Gbit/s maksimumi samaaegselt igas suunas. Prototüüpsüsteem tõstis esile kaks emaplaadi kontrollerit, mis mõlemad toetasid üheaegselt kahte kahesuunalist siini, mis olid võrgustatud nelja välise ühendusklemmiga. Iga optiliste kaablite paar on juhitud kontrolleritest ühendusklemmidega, kus toide lisatakse läbi eraldatud kaabelduse. Prototüüpsüsteemi puhul kasutatud füüsiline ühendusklemm on sarnane olemasoleva USB või FireWire ühendusklemmidega.[10]

Üks seadmeketi võtmeosa, mida ei ole näidatud, on seadme siini kontroller. USB puhul üksik kontroller võib sisaldada toite lülitusi, USB seadme loogikat, koos "otse riiulilt", modifitseeritud või programmeeritavat loogikat jooksvatele seadmetele. Lihtne USB seade võib olla ehitatud lisades ühendusklemmi, ühe juhtkiibi ning riistvara, mida süsteem peab juhtima; hiir on hea näide süsteemist, mis on rakendatud kasutades ühte "otse riiulilt" kiipi.[11] Sarnast ühekiibilist lahendust vajab ka Light Peak, kuid Intel on välja pakkunud, et selle tagamiseks peavad nad veel töötama koos tööstuspartneritega.[12] Inteli järgi Light Peak’i tehnoloogiat toodavad ettevõtted nagu Foxconn, Foxlink, IPtronics,[13][14] SAE Magnetics,[15] FOCI Fiber Optics Communications Inc, Avago,[16] Corning, Elaser, Oclaro, Ensphere Solutions[17] ja Enablence.[18] Mitmed vajalikud komponendid eelpoolnimetatud tarnijatelt vajavad omavahelist koostööd selleks, et tuua turule esimesed Light Peak-suutlikud PC-d ja teised tarbijale mõeldud tooted. Mõned tarnijad ning nende vastavad tegevusalad on järgmised:[19]

  • SAE Magnetics: optical moodul
  • IPtronics: draiver vastuvõtja silikon
  • Oclaro: VCSEL-d
  • Enablence Technologies Inc.: laialevilaga kahelainepikkuselised 10-Gbps fotodioodid
  • FOCI Fiber Optic Communications Inc.: ühendusklemmid ja kaablid
  • Avago Technologies: optiline moodul sisseehitatud optilise mootoriga
  • Ensphere Solutions Inc.: transiiver (saataja ja vastuvõtja ühes) IC

Kaablid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Light Peak kasutab optilist kiudkaablit, mis koosneb kahest 62.5 mikroni laiusest kiust, mis võib transportida infrapunast signaali 100 meetri kaugusele.[20] Optiline kiud on tavaliselt kaetud plastikkihtidega, mis kaitsevad kaablit niiskuse ja teiste kahjustuste eest.

Omadused[muuda | redigeeri lähteteksti]

  • 10 Gbit/s optiline kaabel (kuni 100 meetrit pikkust)
  • Ühendumine mitme seadmega ühel ajal
  • Mitmed protokollid
  • Kahesuunaline ülekanne
  • Teenuserakenduse kvaliteet
  • Käigultvahetus
  • Intel töötab välja optilise fiibri ja vasktraadi kimpu, et Light Peak’i saaks kasutada seadmete toitena.

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. Fox, Stuart (24. september 2009). "Intel's New Light Peak Cable Transfers 10 Gb/S, Puts USB To Shame". Popular Science. Vaadatud 31. oktoober 2010. 
  2. "Intel Light Peak: A Tech Guide". ZDNet. 5. august 2009. Vaadatud 31. oktoober 2010. 
  3. “”. "Intel Light Peak Interconnect Technology Update". YouTube. Vaadatud 2010-11-28. 
  4. Collins, Barry (2010-05-04). "Intel shows off first Light Peak laptop". PC Pro. Vaadatud 2010-05-05. 
  5. "Intel's Light Peak optical interconnect shrinks slightly, LaCie, WD, Compal and Avid begin prototyping". Engadget. 2010-09-14. Vaadatud 2010-11-28. 
  6. Shankland, Stephen (2009-09-23). "Intel's Light Peak: One PC cable to rule them all | Deep Tech - CNET News". News.cnet.com. Vaadatud 2010-11-28. 
  7. Crothers, Brooke. "Sources: 'Light Peak' technology not Apple idea | Nanotech - The Circuits Blog - CNET News". News.cnet.com. Vaadatud 2010-11-28. 
  8. "Products | X3100". Neterion. Vaadatud 2010-11-28. 
  9. USB 3.0 Fast, Light Peak will be faster
  10. Note that the gold-colored connector shown in many news reports is the motherboard connector, not the external plug.
  11. For instance, STMicroelectronics' VT5363 implements a complete system for laser or ball mice, running on USB or PS/2 busses, needing only the physical hardware.
  12. Adhikari, Richard (2009-09-28). "Intel Shows Glimpse of Light Peak Device Connector". TechNewsWorld. 
  13. IPtronics, http://www.iptronics.com
  14. "IPtronics Develops Components for Light Peak Technology". D&R. 1. oktoober 2009. Vaadatud 1. oktoober 2009. 
  15. SAE Magnetics (H.K.) Ltd, http://www.sae.com.hk, a wholly owned subsidiary of TDK Corporation manufacturing magnetic recording heads for hard disk drives and magnetic components in computers and consumer electronics
  16. Clarke, Peter (2009-10-01). "IPtronics, Avago chip in to Intel's optical interconnect". EETimes. Vaadatud 2009-10-01. 
  17. Ensphere Solutions http://www.enspheresolutions.com
  18. Enablence, http://www.investingnideas.com/lightpeak.png
  19. Fuller Hanna, Meghan (2010-06-01). "Intel plots Light Peak interconnect revolution". www.LightWaveOnline.com. Vaadatud 2010-11-18. 
  20. "125 microns wide fiber optic cable". Intel. 2009-09-23. 

Välised lingid[muuda | redigeeri lähteteksti]