Thunderbolt 5正式发布：120Gbps、PAM3

英特尔今天确认了有关下一代 Thunderbolt 电缆Thunderbolt 5 的关键细节。该公司预计配备 Thunderbolt 5 的 PC 和配件将于 2024 年发布。英特尔客户端连接部门总经理 Jason Ziller 在宣布之前向记者表示，英特尔将于 2024 年第四季度向开发人员发布 Thunderbolt 5 技术资料和开发资源。

新规范的主要特点是能够以高达 120 Gbps 的速度传输数据，同时以高达 40 Gbps 的速度接收数据。这种模式被英特尔称为“Bandwidth Boost”，仅在连接高带宽显示器时才会出现。

英特尔发言人表示，英特尔仍在最终确定触发带宽加速模式的显示器要求。

他们表示：“触发点将设置在最佳水平，以平衡整体传输和接收带宽，因为用户需要超过 40Gbps 的传输带宽来显示内容。”否则，默认情况下，Thunderbolt 5 接口将以 80 Gbps 的标准模式运行，四个 40 Gbps 管道成对运行，以双向 80 Gbps 进行传输和接收操作。正如英特尔过去通过原型进行演示的那样，新的带宽提升模式在传输模式下使用三个 40 Gbps 管道来提供高达 120 Gbps 的传输速度，尽管代价是降低到 40 Gbps 接收速率。

因此，Thunderbolt 5 支持最多两台 6K 显示器和三台 144 Hz 的 4K 显示器，以及 8K HDR 显示器。现在，它还支持三个 DisplayPort 屏幕，而使用 Thunderbolt 4 时则为两个。

该连接还提供了上一代产品两倍的 PCIe 吞吐量，从 32 Gbps (PCIe 3.0) 提高到 64 Gbps (PCIe 4.0)，这非常适合连接 SSD 和外部显卡等设备，同时还提高接口的 Thunderbolt 网络带宽。这种速度提升很好，但值得注意的是，大多数 PCIe 5.0 SSD 仍然比 Thunderbolt 5 提供的 PCIe 4.0 吞吐量更快。此外，无论通道分配如何，PCIe 通道都以 x4 增量划分，因此 x8 设备（例如GPU）不会以全 x8 带宽运行。

所有 Thunderbolt 5 线缆现在都支持高达 240W 的充电（USB-PD EPR 规范），从而消除了我们在 USB 4 线缆中看到的不同 USB 额定功率的需要。这将允许所有高功率设备（例如笔记本电脑和工作站）使用单根电缆充电，而当前的一些实施需要两根电缆才能以 240W 的功率充电。不过，Thunderbolt 5 并不要求配备 Thunderbolt 5 的设备具有 240W 充电端口。与 Thunderbolt 4 一样，新规范要求设备至少配备 1 个 100W 充电端口和 1 个 15W 配件端口。

英特尔总结说，Thunderbolt 5 在多个方面以 Thunderbolt 4 为基础，包括：

• 双向总带宽的两倍；带宽提升可为视频密集型使用提供高达三倍的吞吐量，高达 120 Gbps。

• 将 PCI Express 数据吞吐量加倍，实现更快的存储和外部显卡。

• 基于 USB4 V2、DisplayPort 2.1 和 PCI Express Gen 4 等行业标准构建；与以前的版本完全兼容。

• 将 Thunderbolt 网络的带宽加倍，实现高速 PC 到 PC 连接。

• 利用新的信号技术 PAM-3，通过当今的印刷电路板、连接器和长达 1 米的无源电缆显着提高性能。

在英特尔的帮助下，我们统计了 Thunderbolt 5 与使用USB-C的其他规范的比较的广泛概述。

Thunderbolt 5 将支持以前版本的 Thunderbolt，并基于 USB-IF USB4 版本 2.0、 VESA DisplayPort 2.1和 PCI-SIG PCIe 4.0 (x4) 规范。

在新闻发布会上，Ziller 确认了该规格名称为 Thunderbolt 5。Ziller 表示，英特尔希望继续“保持品牌、命名和标签尽可能简单的传统”。他补充说，由于 Thunderbolt 5 的要求大部分都是强制性的，用户总是知道他们会得到什么，并且“你不必解释功能的不同变化。” 该说明让人想起 USB-IF 对 USB 规范经常令人困惑的命名约定，以及最近根据USB-C 产品的速度命名的建议（例如“USB 40Gbps”）。

然而，用户会遇到不同 Thunderbolt 5 产品不同功能的一个领域是功率传输，因为与 140 W 的要求相比，240 W 是可选的。

Thunderbolt 5 通过从脉冲幅度调制 2 (PAM-2) 信号技术转移到 PAM-3 来增加带宽，这受到 USB4版本2.0 规范的支持。Ziller 解释说，对于 PAM-2，每个时钟周期都有一只眼睛或开口，提供 0 或 1 位。他补充说，PAM-3 每个时钟周期有两只眼睛，可以实现更高的时钟速率。

PAM-3 还允许 Thunderbolt 5 在与 Thunderbolt 4 相同的 USB-C 连接器、主板和长达 3.56 英尺 (1 m) 的无源电缆上运行。如果您使用的是早期版本的 Thunderbolt，Thunderbolt 5 将自动切换PAM-2 信令。

Thunderbolt 5 对高达 120Gbps 的支持来自 USB4 版本 2.0 规范，使 Thunderbolt 5 的速度比2011 年推出的原始 Thunderbolt快 10倍。由于具有先进的功能，英特尔将该技术宣传为“在计算机上提供最佳显示体验”。单一连接器”，声称其性能优于 DisplayPort，而 DisplayPort 是游戏玩家等高级用户的最爱。

动态显示带宽管理应该使 Thunderbolt 5 端口能够检测何时连接需要大量带宽的显示器（例如高分辨率 HDR 显示器或高刷新率显示器）。然后，它将自动切换到以高达 120Gbps（跨三个通道）传输数据并以高达 40Gbps（通过一个通道）接收数据。这意味着，如果您连接多个具有不同分辨率的显示器，Thunderbolt 将“有效且高效地管理所有这些，并且仅分配每个显示器所需的带宽”。这位高管补充道，Thunderbolt 4“并没有那么有效地做到这一点”，因此有时带宽会过度分配给显示器，从而降低效率。

效率的提高使得 Thunderbolt 5 能够支持多达三个 DisplayPort 显示流，而上一代 Thunderbolt 则支持两个。

在所有这些改进中，英特尔预计 Thunderbolt 4 和 Thunderbolt 5 将共存几年，主流用户将选择上一代解决方案，而创作者和游戏玩家将成为 Thunderbolt 5 的早期采用者。预计工作站用户将成为下一个。

例如，英特尔设想，创作者可以利用 Thunderbolt 5 速度从一对 4K、60 Hz 显示器升级为三台 4K、144 Hz 显示器或“多个”8K 显示器。这些数字是理论上的，但仍然有助于说明 Thunderbolt 5 最终可能会被归入的工作负载类型。

创作者还可以使用该技术来移动大量数据。齐勒声称创作者最大的痛点是花费数小时在计算机上归档数据。

“越来越多的视频以 8K 拍摄并以 4K [和] 6K 进行编辑，”Ziller 说。

尽管 Thunderbolt 5 取得了进步，但有些驱动器（如许多PCIe 5.0驱动器）可能会超过 Thunderbolt 5 的带宽。

与此同时，游戏玩家可以通过 Thunderbolt 5 达到540 Hz的理论刷新率。Ziller还看到游戏玩家转向下一代技术，用于传输大型游戏库以及“工作室质量的捕获和流媒体或存档，以便将来实时播放”时间。”

英特尔预计 Thunderbolt 5 将登陆目前提供 Thunderbolt 4 的所有类别的设备。该公司似乎对各种类别和外形尺寸的扩展坞机会感到特别兴奋，从显示器支架底座到便携式和商用底座。

英特尔认为 Thunderbolt 5 坞站优于使用多功能模式的替代品。一位发言人指出，基于 USB-C 的对接解决方案“仅支持 10Gbps 的 USB 数据，并使用有损压缩通过 USB 连接发送视频，或者仅限于一个显示流，并且必须分割视频带宽以支持多个显示器，从而导致质量较低”和决心”。

英特尔还认为 Thunderbolt 5 可以在未来几年支持外部人工智能加速器。在新闻发布会上，Ziller指出“未来几年将在客户中推动人工智能”，而不是云，用于视频协作、音频效果、创作者和游戏玩家效果以及本地人工智能推理等。

英特尔还对 Thunderbolt 5 的外部 GPU (eGPU) 最终起飞表示乐观，因为与 Thunderbolt 4 相比，带宽增加了一倍。Ziller 指出 Thunderbolt 使用 PCI 总线可以增强性能潜力，包括帧速率和为创作者缩短导出时间。eGPU 从未真正与 Thunderbolt 4 或 Thunderbolt 3 一起起飞，但 Thunderbolt 5 的增强功能可以使供应商尝试更具竞争力的产品。

Ziller 不愿证实是否有任何独立 GPU 制造商（如英特尔）将实施 Thunderbolt 5，只是表示技术上可行。

英特尔表示，PC 制造商将能够设计具有多达四个 Thunderbolt 5 端口的计算机。该高管也不愿确认哪些 CPU 平台可能实施 Thunderbolt 5。但 Thunderbolt 5 通过独立芯片（代号 Barlow Ridge）在更新的芯片上运行。这意味着，与 Thunderbolt 4 一样，非英特尔 PC（例如运行 AMD 或 Arm 的 PC）支持 Thunderbolt 5 在技术上是可行的。英特尔不收取 Thunderbolt 认证的版税，但会收取测试费用（支付给与 Thunderbolt 认证相关的测试实验室（而非英特尔）。USB4 版本 2.0 提供了与 Thunderbolt 5 相同的潜力，因此非英特尔系统在寻求与 Thunderbolt 5 类似的功能时可能会选择 USB-IF 规范。

Ziller 表示，英特尔将采用 Thunderbolt 4 品牌电缆，并对其进行 Thunderbolt 5 的额外验证测试。这些电缆预计将通过，届时它们将获得 Thunderbolt 5 品牌。

有源 Thunderbolt 5 电缆需要更长的时间才能到达，因为它们需要更换 USB 转接驱动器。但英特尔预计无源 Thunderbolt 5 电缆最长可达 6.56 英尺 (2 m)。

考虑到 Thunderbolt 4 具有与 Thunderbolt 3 相同的数据传输速率，Thunderbolt 5 代表了英特尔技术更令人兴奋的发展。在购买其他类型的 USB-C 产品时，简单的命名约定也可能会简化事情。

但我们也可以预期 Thunderbolt 5 产品的价格会很高，尤其是在其发布的前两年。由于 Thunderbolt 5 的最佳功能仅限于极端类型的显示器，因此 Thunderbolt 5 成为许多人生活中的必需品（如果有的话）还需要数年时间。

目前还不清楚动态带宽管理的效果如何。然而，过渡应该是无缝且轻松的，以确保该功能的优势最大化而不是分散注意力。这一点尤其重要，因为似乎没有办法手动切换模式。

但对于寻求更先进的显示、存储和图形技术的高级用户来说，Thunderbolt 5 带来了巨大的潜力。

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