Kodėl Thunderbolt 4 greičiau už USB 3.0

Kai laidas nebėra tik laidas

Prisimenu, kaip prieš kokį dešimtmetį perkėlimas 10 GB filmų į išorinį diską užtrukdavo tiek laiko, kad spėdavau nueiti arbatos pasigaminti ir dar porą el. laiškų atsakyti. Dabar tą patį darbą atlieku per minutę. Technologijos šuolis tarp USB 3.0 ir Thunderbolt 4 yra ne tik skaičių žaidimas specifikacijose – tai fundamentaliai skirtingi požiūriai į tai, kaip duomenys keliauja tarp įrenginių.

Thunderbolt 4 gali pasiekti iki 40 Gb/s greitį, kai tuo tarpu USB 3.0 (tas originalusis, kurį daugelis dar naudoja) sustoja ties 5 Gb/s. Tai aštuonių kartų skirtumas. Bet greitis – tik viena medalio pusė. Tikrasis skirtumas slypi giliau, technologijos architektūroje ir filosofijoje.

Kaip duomenys keliauja skirtingais keliais

USB 3.0 veikia pagal gana paprastą principą – tai dvikryptis duomenų kelias, kur informacija gali tekėti abiem kryptimis, bet ne vienu metu visu pajėgumu. Įsivaizduokite siaurą kelią su eismo šviesoforu – mašinos gali važiuoti į abi puses, bet kai viena kryptis aktyviai naudojama, kita šiek tiek laukia.

Thunderbolt 4 pastatytas ant visiškai kitos technologijos – PCI Express ir DisplayPort protokolų kombinacijos. Čia jau ne kelias, o greitkelis su keliomis juostomis kiekvienai krypčiai. Duomenys keliauja per keturis atskirus kanalus (lanes), kiekvienas gali dirbti nepriklausomai. Tai reiškia, kad galite vienu metu siųsti vaizdo signalą į monitorių, kopijuoti failus į išorinį SSD ir krauti nešiojamąjį – visa tai maksimaliu greičiu, be jokių kompromisų.

Fizinis lygmuo taip pat skiriasi. USB 3.0 naudoja elektrines jungtis, kur signalas keliauja kaip įtampos svyravimai. Thunderbolt nuo trečios versijos pereina prie optinių technologijų principų, nors ir naudoja vario laidus – signalas moduliuojamas taip, kad būtų mažiau trikdžių ir galėtų keliauti didesniu greičiu per ilgesnius atstumus.

Kodėl vienas laidas kainuoja kaip pietūs, o kitas kaip vakarienė restorane

Pirmą kartą pirkdamas Thunderbolt laidą beveik užspringau – 40 eurų už metrą laido? USB 3.0 laidą galiu nusipirkti už penkinę. Bet čia ne apie godumą, o apie sudėtingumą.

Thunderbolt laidas iš tikrųjų yra mažytis kompiuteris. Jame yra aktyvūs komponentai – mikroschemos, kurios valdo signalą, užtikrina, kad duomenys keliautų teisingai, palaiko dvikryptę komunikaciją visu pajėgumu. Ilgesniuose laiduose (virš 0,5 metro) šie komponentai dar sudėtingesni, nes turi kompensuoti signalo silpnėjimą.

USB 3.0 laidas – tai tiesiog variniai laidininkai su jungtimis. Jokios elektronikos, jokio aktyvaus signalo valdymo. Todėl ir pigiau, bet todėl ir lėčiau, ir mažiau universalu.

Dar vienas dalykas – sertifikavimas. Kiekvienas Thunderbolt laidas turi praeiti griežtus Intel testus. Gamintojas negali tiesiog suklijuoti laidą ir parašyti „Thunderbolt” – reikia licencijos, reikia atitikti standartus. USB ekosistema laisvesnė, bet tai kartais reiškia ir kokybės svyravimus.

Maitinimo galios žaidimai

Štai kur Thunderbolt 4 tikrai blizga – maitinimas. Standartas reikalauja, kad kiekvienas prievadas galėtų tiekti bent 100W galios. Tai reiškia, kad vienu laidu galite krauti galingą nešiojamąjį kompiuterį ir tuo pačiu metu perkelti duomenis bei transliuoti vaizdą į išorinį monitorių.

USB 3.0? Originaliai jis apskritai nebuvo skirtas rimtam maitinimui – tik 4,5W. Vėlesnės versijos (USB 3.1, 3.2) pradėjo palaikyti USB Power Delivery, kuris gali pasiekti tuos pačius 100W, bet tai jau kita istorija ir ne visi USB 3.0 prievadai tai palaiko.

Praktiškai tai reiškia, kad su Thunderbolt 4 galite turėti vieną doką ant stalo, prie kurio prijungiate nešiojamąjį vienu laidu – ir turite maitinimą, du 4K monitorius, internetą, išorinius diskus. Atjunkite laidą – ir einate su nešiojamuoju. Su USB 3.0 tokia elegancija neįmanoma.

Kai reikia prijungti daugiau nei pelę

Thunderbolt 4 palaiko „daisy chaining” – grandinės principą. Galite prijungti iki šešių įrenginių vieną prie kito, ir visi jie veiks per vieną kompiuterio prievadą. Pavyzdžiui: kompiuteris → išorinis SSD → dokas → monitorius → dar vienas monitorius. Visi gauna maksimalų pralaidumą (žinoma, dalijantis tą 40 Gb/s).

USB 3.0 tokio dalyko nemoka. Reikia USB šakotuvų (hub’ų), kurie prideda vėlavimą, dalija pralaidumą ne visada efektyviai, ir dažnai atsiranda problemų su maitinimu. Bandėte kada nors prijungti per daug įrenginių prie USB šakotuvo? Kai kurie tiesiog nustoja veikti arba atsijunginėja.

Dar vienas dalykas – Thunderbolt 4 gali perduoti PCIe signalą. Tai reiškia, kad galite prijungti išorinę vaizdo plokštę (eGPU) ir žaisti žaidimus arba renderinti video su diskretine grafika, nors jūsų nešiojamasis turi tik integruotą. Su USB 3.0 tai neįmanoma – per mažas pralaidumas, netinkama architektūra.

Saugumo klausimas, apie kurį niekas nekalba

Thunderbolt turėjo reputacijos problemų su saugumu. Ankstesnės versijos buvo pažeidžiamos „DMA atakų” – kenkėjiška programa išoriniame įrenginyje galėjo tiesiogiai pasiekti kompiuterio atmintį, aplenkdama operacinę sistemą. Skamba bauginančiai, ir taip buvo.

Thunderbolt 4 įvedė privalomą VT-d (Intel Virtualization Technology for Directed I/O) palaikymą. Paprastai tariant, dabar operacinė sistema kontroliuoja, ką išoriniai įrenginiai gali pasiekti. Yra autorizacijos mechanizmai – kompiuteris klausia jūsų, ar tikrai norite leisti tam įrenginiui prisijungti.

USB 3.0 šių problemų neturi, nes… jis tiesiog negali tiek daug. Mažesnis pralaidumas ir paprastesnė architektūra reiškia, kad nėra tiesioginio prieigos prie sistemos atminties. Tai saugumo pranašumas per apribojimus, bet vis tiek pranašumas.

Realaus pasaulio scenarijai

Dirbu su video montažu, ir skirtumas tarp šių technologijų man kasdienybė. Kai redaguoju 4K medžiagą tiesiai iš išorinio SSD per Thunderbolt 4, viskas veikia sklandžiai – timeline’as slenka be trūkčiojimų, preview’ai generuojasi akimirksniu. Tas pats diskas per USB 3.0? Nuolatiniai bufferinimo momentai, lėtas failų naršymas.

Fotografams, kurie dirba su RAW failais, skirtumas taip pat akivaizdus. Importuoti 500 nuotraukų sesiją į Lightroom per Thunderbolt užtrunka minutes, per USB 3.0 – dešimtis minučių. Kai dirbate su klientais ir laikas – pinigai, tai svarbu.

Bet jei jūs tiesiog perkėlinėjate dokumentus, naršote internetą ar spausdinate – USB 3.0 daugiau nei pakanka. Net kopijavimas 50 GB failų per USB 3.0 užtrunka apie 2-3 minutes, kas daugeliui žmonių yra visiškai priimtina.

Žaidimų entuziastams su nešiojamaisiais Thunderbolt 4 atveria duris į eGPU pasaulį. Galite turėti ploną ultrabook’ą darbui, o namuose prijungti jį prie doko su RTX 4080 ir žaisti naujausius žaidimus aukščiausiose nustatymuose. Su USB 3.0 maksimumas – prijungti papildomą monitorių per DisplayLink, bet tai ne tas pats.

Ateities perspektyvos ir ką rinktis šiandien

Technologijos nebesibaigė. USB 4 jau čia ir iš esmės yra Thunderbolt 3 standartas, atvertas plačiajai visuomenei. Jis palaiko tuos pačius 40 Gb/s, bet ne visi USB 4 prievadai bus vienodi – specifikacija leidžia gamintojams rinktis, ką palaikyti. Thunderbolt 4 griežtesnis – arba atitinki visus reikalavimus, arba tai ne Thunderbolt 4.

Jau kalbama apie Thunderbolt 5, kuris turėtų pasiekti 80 Gb/s, o kai kuriose konfigūracijose net 120 Gb/s viena kryptimi. Tai būtų pakankama net nekompressuotam 8K video 60 fps.

Bet grįžkime į šiandieną. Ką rinktis? Jei perkate naują kompiuterį ir biudžetas leidžia, Thunderbolt 4 yra investicija į ateitį. Jūsų įrenginiai tarnaus ilgiau, nes technologija nepasenusi dar bent penkerius metus. Jei jau turite įrangą su USB 3.0 ir ji tenkina poreikius – neskubėkite keisti. Technologijos vertė matuojama ne specifikacijose, o tame, kaip ji pagerina jūsų kasdienybę.

Vienas praktiškos patarimas: jei perkate Thunderbolt įrangą, žiūrėkite į sertifikuotus gaminius. Pigūs „Thunderbolt compatible” laidai dažnai veikia tik 20 Gb/s arba apskritai yra USB 3.1 su klaidinančia etikete. Intel turi oficialų sertifikuotų produktų sąrašą – verta patikrinti prieš perkant.

Ir paskutinis dalykas – jungtys. Thunderbolt 4 naudoja USB-C formą, bet ne kiekvienas USB-C yra Thunderbolt. Ieškokite žaibo simbolio šalia prievado. Tai išvengs painiavos ir nusivylimo, kai perkate brangų laidą ir jis „neveikia” – tiesiog jūsų prievadas nepalaiko Thunderbolt.

Greičio skirtumas tarp šių technologijų yra akivaizdus skaičiais, bet tikroji vertė atsiskleidžia naudojime. Thunderbolt 4 – tai universalus sprendimas profesionalams ir entuziastams, kuriems vienas laidas turi daryti viską. USB 3.0 – patikimas darbo arklys, kuris vis dar puikiai atlieka savo darbą daugeliui kasdienių užduočių. Pasirinkimas priklauso nuo to, ką jūs darote su savo technologija, o ne nuo to, kas atrodo įspūdingiau specifikacijose.