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Thunderbolt

出典しゅってん: フリー百科ひゃっか事典じてん『ウィキペディア（Wikipedia）』
曖昧さ回避 この項目こうもくでは、バス規格きかくについて説明せつめいしています。その他たの用法ようほうについては「サンダーボルト」をご覧らんください。
Thunderbolt 2までのコネクタ
製品せいひん史し
開発かいはつ者しゃ
生産せいさんメーカー 多数たすう
生産せいさん期間きかん 2011年ねん
前ぜんモデル IEEE 1394
仕様しよう
ホットプラグ 対応たいおう
ディジーチェーン 対応たいおう
外部がいぶ接続せつぞく 対応たいおう
音声おんせい信号しんごう 対応たいおう (DisplayPort)
映像えいぞう信号しんごう 対応たいおう (DisplayPort)
ピン数すう
  • 20
  • 24
コネクタ
データ仕様しよう
バンド域いき幅はば
  • 10 Gbps
  • 20 Gbps
  • 40 Gbps
  • 80 Gbps
プロトコル
PCI Express
2.0
3.0
4.0
DisplayPort
1.1a
1.2
1.4
2.1
USB
3.1 Gen 2
USB4
ピン配列はいれつ
ピン1 GND
ピン2 HPD
ピン3 HS0TX(+)
ピン4 HS0RX(+)
ピン5 HS0TX(-)
ピン6 HS0RX(-)
ピン7 GND
ピン8 GND
ピン9 LSR2P TX
ピン10 GND
ピン11 LSP2R RX
ピン12 GND
ピン13 GND
ピン14 GND
ピン15 HS1TX(+)
ピン16 HS1RX(+)
ピン17 HS1TX(-)
ピン18 HS1RX(-)
ピン19 GND
ピン20 DPPWR

Thunderbolt（サンダーボルト）は、インテルがAppleと共同きょうどう開発かいはつした[1]高速こうそく汎用はんようデータ伝送でんそう技術ぎじゅつである。Light Peak（ライト ピーク）を基もとにして開発かいはつされたコンピュータに周辺しゅうへん機器ききを接続せつぞくするためのシリアルバス規格きかくの1つ。

概要がいよう

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FireWireの後継こうけいとして開発かいはつされたインターフェースで、ホスト機器ききにさまざまな周辺しゅうへん機器ききを接続せつぞくするためのバス規格きかくである。同どう時期じきに登場とうじょうした高速こうそく汎用はんよう外部がいぶバス規格きかくUSB 3.0と比くらべてデイジーチェーンをサポートするなど多た機能きのうかつ高性能こうせいのうである一方いっぽう、ホスト側がわ・デバイス側がわの両方りょうほうにインテル製せいのモジュールが必要ひつようであり、USBと比くらべて高こうコストである[2]。

コネクタは、Mini DisplayPort。Thunderbolt 3/4/5 ではUSB Type-C。

規格きかく

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Thunderbolt

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2011年ねん2月がつに発表はっぴょう・発売はつばいされたAppleのMacBook Pro (Early 2011)[3] が初はじめて採用さいようし、のちにiMac、Mac miniなどにも順次じゅんじ搭載とうさいされた。コネクタはMini DisplayPortを採用さいようする。

Thunderbolt 2

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2013年ねん末すえにインテルは、2つのチャンネルを集約しゅうやくして転送てんそう速度そくど20 Gbpsを実現じつげんするThunderbolt 2を発表はっぴょう[4][5]した。AppleはThunderbolt 2を搭載とうさいしたMacBook Pro (Late 2013)を2013年ねん10月22日にちに発売はつばいし[6]、Mac Proを2013年ねん12月19日にちに発売はつばいした。コネクタはThunderbolt 1と同おなじくMini DisplayPortを採用さいようし、後方こうほう互換ごかん性せいを確保かくほする。対応たいおうする光ひかりファイバーケーブルは、住友電気工業すみともでんきこうぎょうが30メートル[7]、コーニングが60メートルまでをそれぞれ販売はんばいしている[8][9]。

Thunderbolt 3

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2015年ねん6月がつにUSB Type-Cコネクタを利用りようし、転送てんそう速度そくど40 Gbpsを実現じつげんするThunderbolt 3を発表はっぴょうした[10][11]。AppleはThunderbolt 3を搭載とうさいしたMacBook Pro (2016)を2016年ねん10月がつ28日にちに発売はつばい[12]。その後ご発売はつばいされたMacにも搭載とうさいされている。ThunderboltおよびThunderbolt 2に対たいして後方こうほう互換ごかん性せいを確保かくほしているが、コネクタの形状けいじょうが異ことなるため、後方こうほう互換ごかんでの利用りようには変換へんかんアダプターが必要ひつようとなる。

なお、転送てんそう速度そくど40 Gbpsは映像えいぞう用ようの帯域たいいきとデータ用ようの帯域たいいきの合計ごうけい値ちであり、データ転送てんそうに利用りようできる帯域たいいきは22 Gbpsまでとなる。また、一部いちぶのシステムではコントローラーとCPUがPCI Express 3.0の2レーンで接続せつぞくされており、その場合ばあいはデータ転送てんそう速度そくどは最大さいだい16 Gbpsとなる[13]。なお、インテルは後述こうじゅつのThunderbolt 4の発売はつばいに合あわせてThunderbolt 3のデータ転送てんそう帯域たいいきを16 Gbpsと説明せつめいしている[14]が、2016年ねんに公開こうかいされたスライドでは22 Gbpsとなっており[15]、この違ちがいの理由りゆうは不明ふめいである。

Thunderbolt 4

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詳細しょうさいは「USB4」を参照さんしょう

2020年ねん1月がつに、インテルはUSB4規格きかくに準拠じゅんきょしたThunderbolt 4を発表はっぴょうした[16]。AppleはThunderbolt 4を搭載とうさいしたMacBook Pro (2021)を2021年ねん10月がつ18日にちに発表はっぴょう[17]。Thunderbolt 3と比較ひかくして最大さいだい帯域たいいき幅はばは40 Gbpsのまま変かわらないものの、CPU - コントローラー間あいだの帯域たいいきの最低さいてい要件ようけんがPCI Express 3.0の4レーンとなるなど、性能せいのうの底上そこあげが行おこなわれている。

Thunderbolt 5

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2022年ねん10月がつ19日にち、インテルはUSBインプリメンターズ・フォーラム(USB-IF)のUSB4 2.0仕様しようのリリースに合あわせ、次世代じせだいThunderboltをプレビューした[18]。最大さいだい80 Gbit/sの双方向そうほうこう帯域たいいき幅はばを提供ていきょうし、Thunderbolt 4の速度そくどと比較ひかくして、将来しょうらいのホストデバイスと標準ひょうじゅんをサポートする外部がいぶストレージドライブ間あいだのデータ転送てんそう速度そくどが最大さいだい2倍ばい高速こうそくになる。また、外部がいぶディスプレイ（Thunderbolt 4の速度そくどの3倍ばい）で最大さいだい120 Gbit / sの帯域たいいき幅はばを許可きょかするモードがあり、ホストデバイスは60Hzへるつで最大さいだいデュアル8Kディスプレイをサポートできる[19]。

完全かんぜんな仕様しようは以下いかの通とおり。

  • USB4 2.0 80 Gbit/s仕様しようの最新さいしんバージョンをサポート
  • Thunderbolt 4から80 Gbit/sの総そう帯域たいいき幅はばの2倍ばい、ビデオ集約しゅうやく型がた使用しようには最大さいだい3倍ばいの帯域たいいき幅はばを120 Gbit/sに提供ていきょう
  • DisplayPort 2.1のサポート
  • より高速こうそくなストレージと外部がいぶグラフィックスのために、PCI Express 4.0のデータスループット
  • 新あたらしい信号しんごう技術ぎじゅつを介かいして、最大さいだい1 m（3.3フィート）の既存きそんのパッシブケーブルで動作どうさ
  • 既存きそんのThunderbolt、USB、およびDisplayPortと互換ごかん性せい
  • インテルの有効ゆうこう化かおよび認証にんしょうプログラムによってサポート

インテルは2023年ねん9月がつ12日にちに、Thunderbolt 5の機能きのうとその詳細しょうさいを発表はっぴょうした[20]。

開発かいはつ経緯けいい

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開発かいはつ当初とうしょにLight Peakと呼称こしょうされたデータ伝送でんそう路ろは、USB、イーサネット、DisplayPort、IEEE 1394、ファイバーチャネルなど様々さまざまなプロトコルでデータ通信つうしんを可能かのうとするマルチプロトコル仕様しようとして設計せっけいされた。

Thunderboltに改称かいしょうされ、正式せいしき規格きかくとして策定さくてい時じにプロトコルはPCI Express 2.0とDisplayPort 1.1aだけとなった。

Light Peak開発かいはつ当初とうしょは光ひかりファイバーの使用しようを予定よていしたが、電線でんせんを用もちいた規格きかくが先さきに策定さくていされて上市かみいちされた。2013年ねん初頭しょとうに光ひかりファイバーを用もちいたケーブルも出荷しゅっかされた。電線でんせんで数すうメートル、光ひかりファイバーで数すう十じゅうメートルまで通信つうしん可能かのうとしている。

ケーブル
ケーブルはUSB 3.0より強力きょうりょくな給電きゅうでん能力のうりょくを有ゆうし、当初とうしょから最大さいだい10 Wが供給きょうきゅう可能かのうであった。接続せつぞくはSCSIやIEEE 1394のようなデイジーチェーン方式ほうしきに対応たいおうしており、ホスト側がわ1ポートにつき最大さいだいで周辺しゅうへん機器ききを6台だいまで接続せつぞく可能かのうである。コネクタ形状けいじょうはThunderbolt 2まではMini DisplayPortと同一どういつであった。
Thunderbolt 3からはコネクタにUSB Type-Cを採用さいようした。Thunderbolt 2で最大さいだい10 Wだった給電きゅうでん能力のうりょくはThunderbolt 3では最大さいだい100 Wとした。また、Thunderbolt 4でUSB-PD EPRに対応たいおうした製品せいひんでは、最大さいだい240Wまで供給きょうきゅうが可能かのうである[21]。
転送てんそう速度そくど
データ転送てんそう速度そくどは、上のぼり線せんと下くだり線せんが共ともに10 Gbpsの全ぜん二に重じゅう通信つうしんである。信号しんごうレベルの転送てんそう速度そくどは10.3125 Gbpsで、64b/66bで符号ふごう化かされて実じつデータ転送てんそう速度そくどは10 Gbpsである。双方向そうほうこうの場合ばあい2レーンで20 Gbpsまでサポートする。2022年ねんに技術ぎじゅつ発表はっぴょうされた次世代じせだいThunderboltでは片側かたがわ最大さいだい120Gbpsを実現じつげんする[22]。

ThunderboltとUSBの比較ひかく

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USBとThunderboltの転送てんそう速度そくど（理論りろん値ち）前述ぜんじゅつの通とおり、Thunderbolt 3の帯域たいいきは映像えいぞう用ようとデータ用ようの合計ごうけいであり、データ転送てんそう速度そくどとしての差さはこれより小ちいさい。
ThunderboltとUSBの比較ひかく
規格きかく名めい USB 3.0 Thunderbolt Thunderbolt 2[23] USB 3.1 Gen 2 Thunderbolt 3[24] USB 3.2 Gen 2x2
仕様しよう発行はっこう日び 2008年ねん11月 2011年ねん2月がつ 2013年ねん6月がつ 2013年ねん8月がつ 2015年ねん6月がつ 2017年ねん7月がつ25日にち
伝送でんそうするプロトコル SuperSpeed USB
  • PCI Express 2.0
  • DisplayPort 1.1a
  • PCI Express 2.0
  • DisplayPort 1.2
 SuperSpeed USB
  • PCI Express 3.0
  • DisplayPort 1.2/1.4
 SuperSpeed USB
符号ふごう化か方式ほうしき 8b/10b 64b/66b 128b/132b 64b/66b 128b/132b
レーン数すう 全ぜん二に重じゅう 1レーン 全ぜん二に重じゅう 2レーン 全ぜん二に重じゅう 1レーン 全ぜん二に重じゅう 2レーン
最大さいだい転送てんそう速度そくど 5 Gbps 10 Gbps 20 Gbps 10 Gbps 40 Gbps[15] 20 Gbps
最大さいだい給電きゅうでん能力のうりょく 4.5 W 10 W 4.5 W 100 W
最大さいだいケーブル長ちょう 2 m (電線でんせん)[25]
  • 3 m (電線でんせん)
  • 60 m (光ひかりファイバー)
 1 m (電線でんせん)[25]
  • 0.8 m (電線でんせん・パッシブタイプ)
  • 2 m (電線でんせん・アクティブタイプ)[26]
  • 60 m (光ひかりファイバー)
 1 m (電線でんせん)[25]
ケーブル材質ざいしつ 電導でんどう体たい
  • 電導でんどう体たい
  • 光ひかりファイバー
 電導でんどう体たい
  • 電導でんどう体たい
  • 光ひかりファイバー
 電導でんどう体たい
その他た USB Type-Cコネクタ

周辺しゅうへん機器きき

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Thunderboltの周辺しゅうへん機器ききはUSB（10Gbpsないしは20Gbps）では対応たいおうしきれない超ちょう高速こうそく転送てんそうを要求ようきゅうするものが多おおい。

脚注きゃくちゅう

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[脚注きゃくちゅうの使つかい方かた]

出典しゅってん

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  1. ^ "Thunderbolt™ Technology: The Fastest Data Connection to Your PC Just Arrived" (Press release) (英語えいご). Intel Corp. 2011年ねん2月がつ25日にち閲覧えつらん。
  2. ^ 株式会社かぶしきがいしゃインプレス (2019年ねん5月がつ28日にち). “【イベントレポート】 Intel第だい10世代せだいCoreは、Thunderbolt 3をオンダイ統合とうごう”. PC Watch. 2020年ねん7月がつ8日にち閲覧えつらん。
  3. ^ “【PC Watch】 アップル、Sandy BridgeベースになったMacBook Pro ～周辺しゅうへん機器ききとディスプレイの接続せつぞくに使つかえるThunderbolt技術ぎじゅつ採用さいよう”. 株式会社かぶしきがいしゃインプレス. https://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/20110225_429451.html 2016年ねん5月がつ12日にち閲覧えつらん。 
  4. ^ “Intel Confirms Falcon Ridge production in 2013, Ramp in 2014” (英語えいご). AnandTech.com. 2013年ねん4月がつ16日にち閲覧えつらん。
  5. ^ “Video Creation Bolts Ahead – Intel’s Thunderbolt™ 2 Doubles Bandwidth, Enabling 4K Video Transfer & Display” (英語えいご). 2013年ねん6月がつ12日にち閲覧えつらん。
  6. ^ “Apple、Thunderbolt2搭載とうさいのMacBook ProとMac Pro”. 株式会社かぶしきがいしゃインプレス. https://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/20131023_620529.html 2013年ねん10月がつ31日にち閲覧えつらん。 
  7. ^ “住友電気工業すみともでんきこうぎょう株式会社かぶしきがいしゃ THUNDERBOLTケーブル”. 2014年ねん1月がつ12日にち閲覧えつらん。
  8. ^ “Thunderbolt™ Optical Cables” (英語えいご). 2019年ねん12月1日にち閲覧えつらん。
  9. ^ “新規しんき取とり扱あつかいメーカー 米まいCorning社しゃ製せい、最長さいちょう60mモデルをラインナップした「Thunderbolt Opticalケーブル」を発表はっぴょう | 株式会社かぶしきがいしゃアスク”. 2018年ねん6月がつ6日にち閲覧えつらん。
  10. ^ “Thunderbolt™ Technology: More Speed, Pixels, and Possibilities”. 2015年ねん6月がつ2日にち閲覧えつらん。
  11. ^ “Thunderbolt 3 embraces USB Type-C connector, doubles bandwidth to 40Gbps” (英語えいご). 2015年ねん6月がつ2日にち閲覧えつらん。
  12. ^ “指先ゆびさきに、さらなる才能さいのうを。MacBook Pro”. 2016年ねん10月がつ28日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。2016年ねん11月3日にち閲覧えつらん。
  13. ^ S, Ganesh T.. “Intel's Maple Ridge (JHL8540) Thunderbolt 4 Controller Now Shipping”. www.anandtech.com. 2021年ねん2月がつ27日にち閲覧えつらん。
  14. ^ “Intelが「Thunderbolt 4」の詳細しょうさいを発表はっぴょう 対応たいおう製品せいひんは2020年ねん後半こうはんに登場とうじょう”. ITmedia PC USER. 2021年ねん2月がつ27日にち閲覧えつらん。
  15. ^ a b “TECHNOLOGY BRIEF Thunderbolt™ 3”. 2021年ねん2月がつ27日にち閲覧えつらん。
  16. ^ “Intel promises Thunderbolt 4 with Tiger Lake - CES 2020 | OC3D News”. www.overclock3d.net. 2020年ねん1月がつ7日にち閲覧えつらん。
  17. ^ “M1 ProとM1 Maxが登場とうじょう：Apple史上しじょう最もっともパワフルなチップ”. Apple Newsroom (日本にっぽん). 2023年ねん1月がつ26日にち閲覧えつらん。
  18. ^ “Intel Leads Industry with Next-Generation Thunderbolt” (英語えいご). Intel. 2023年ねん6月がつ3日にち閲覧えつらん。
  19. ^ “'Thunderbolt 5' Would Enable Dual 8K Display Support and More on Macs” (英語えいご). MacRumors (2022年ねん10月がつ19日にち). 2023年ねん6月がつ3日にち閲覧えつらん。
  20. ^ 株式会社かぶしきがいしゃインプレス (2023年ねん9月がつ12日にち). “「Thunderbolt 5」登場とうじょう。最大さいだい120Gbps転送てんそうが可能かのうな最強さいきょうインターフェイス”. PC Watch. 2023年ねん9月がつ23日にち閲覧えつらん。
  21. ^ “Plugable、最大さいだい4台だいの4K/60Hzへるつディスプレイ出力しゅつりょくが可能かのうなThunderbolt 4 Dockや最大さいだい240W EPRに対応たいおうしたTB4/USB4ケーブルなどを発表はっぴょう。”. AAPL Ch.. 2023年ねん1月がつ26日にち閲覧えつらん。
  22. ^ Harding, Scharon (2022年ねん10月がつ19日にち). “Thunderbolt’s next spec triples bandwidth to 120Gbps—with a catch” (英語えいご). Ars Technica. 2023年ねん1月がつ26日にち閲覧えつらん。
  23. ^ “Video Creation Bolts Ahead – Intel’s Thunderbolt™ 2 Doubles Bandwidth, Enabling 4K Video Transfer & Display - Technology@Intel” (英語えいご). 2019年ねん11月30日にち閲覧えつらん。
  24. ^ “Thunderbolt™ 3 – The USB-C That Does It All” (英語えいご). 2019年ねん11月30日にち閲覧えつらん。
  25. ^ a b c “Universal Serial Bus Type-C Cable and Connector Specification Release 2.0” (pdf) (英語えいご). p. 37 Table 3-1. 2019年ねん11月30日にち閲覧えつらん。
  26. ^ “Thunderbolt 3 embraces USB Type-C connector, doubles bandwidth to 40Gbps” (英語えいご). 2019年ねん11月30日にち閲覧えつらん。

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