Granite River Labs, GRL Yumi Yao
Thunderbolt 接口已逐渐应用在笔记本电脑、台式电脑、拓展坞、显示屏，存储器等设备中。Thunderbolt 因其功能强大，一条简单的线缆连接实现数据传输，电力传输和影音视频传输等多样功能，一直深受消费者的追捧。因应市场的发展，Intel 亦于2023年9月正式发布了 Thunderbolt 5，并展示了支持 Thunderbolt 5的笔记本电脑和拓展坞的样机原型。
Thunderbolt 5的设计是以 USB4 V2规范完整版本所制定的，常规的对称传输模式下速率可达80Gbps，同时它还能以非对称传输方式提供可高达120Gbps（传输120Gbps，接收40Gbps）传输速度表现，相对 Thunderbolt 4更提高3倍传输频宽，在供电瓦数更可达240W。Thunderbolt 5的强大功能不但能满足一般用户的使用场景需求，还能满足游戏玩家和视频制作者等专业用户对高解析度显示的超高需求。
图说：Thunderbolt 5将在品牌与线缆识别实用新的标志
Thunderbolt 5和 Thunderbolt 4差异在哪里？
支持频宽
Thunderbolt 5的PCIe为 Gen4，传输带宽是Thunderbolt 4的两倍，能高效应用于存储设备和外接显卡。
Networking 速度
雷电组网可以在两台笔电之间使用一条Thunderbolt数据线进行点对点连接，实现数据传输。Thunderbolt 5 Networking传输功能是Thunderbolt 4 Networking的两倍，一根线缆即可实现笔电对笔电的文件瞬间传输。
信号编码
Thunderbolt 5的电气层和USB4 Gen4一样，是采用PAM3（Pulse Amplitude Modulation 3-level）信号编码（可参考文章：迎接 USB4－80Gbps 超高速時代來臨）；而Thunderbolt 4则是采用NRZ信号编码。从总损耗和误码率两个方向考量，PAM-3均优于NRZ，能大幅降低信号在芯片、芯片封装、电路板、连接器和电缆中的损耗，让Thunderbolt传输性能提升。
支持屏幕
Thunderbolt 5在Full HD模式下可显示540Hz，支持8K屏幕，或是外接3个4K 144Hz的屏幕；Thunderbolt 4可以外接2个4K 60Hz的屏幕或一个8K 30Hz屏幕。
Thunderbolt 5向下兼容
Thunderbolt 5支持USB4 V2，PCle Gen 4，DisplayPort 2.1，且兼容于Thunderbolt3和4等等。
Thunderbolt™的演进过程
Intel从2011年起，一直推动与Apple积极参与开发的Thunderbolt，且于同年，Apple推出新的MacBook Pro产品线，并宣布采用新一代I/O界面，与Mini DisplayPort做整合，可以透过Daisy-chain连接最多6个周边设备，此时，正是Thunderbolt正式推出市场的时刻，其双向传输速度可达10Gbit/s。
Source: Apple.com
Thunderbolt 2于2013年6月推出，Intel发布第二代Thunderbolt控制器“Falcon Ridge”，并把该界面商品命名为Thunderbolt 2（依旧使用Mini DisplayPort接口），与Thunderbolt 1相比，其传输速度翻倍至20Gbit/s（双向传输），另可传输4K解析度显示器。
Thunderbolt 3开始，Intel对外开放其技术，即相关技术授权费转换为减免的形式（但是厂商做认证仍需付费，两者不同），并且第十代酷睿Ice Lake处理器已经把Thunderbolt 3控制器整合到CPU内部，这个时候，也意味着接口的使用成本与前两代相比，大幅降低。Thunderbolt 3已经开始改用USB-C接口，带宽更是进阶到40Gbit/s，实现一个接口完成多种功能，完成多元生态的整合。无论是影音传输，数据传输，还是快充，均能通过Thunderbolt 3来实现。
Thunderbolt 4是以 Thunderbolt 3架构为基础，于2020年推出，而同年，Intel推出代号为“Tiger Lake”的移动PC处理器是第一个集成Thunderbolt 4的处理器。从接口类别和带宽方向来看，Thunderbolt 4似乎与 Thunderbolt 3没有太大的区别，但是，作为最新一代Thunderbolt技术，它不但支持新的USB4™、DisplayPort 1.4和PCIe 3.0×4（不低于32Gbps），而且在用户情境上也得到了大大的扩展。
Thunderbolt 5技术预计在2024年先透过Barlow Ridge独立芯片方式提供回归到较早期Thunderbolt 技术需要在既有平台添加一颗额外芯片的模式，可搭配 PC 或是笔记本电脑，同时也不断有周边设备投入设计产出中。
小故事：2019年，Intel宣布将Thunderbolt 3的协议贡献给USB推广组织（USB Promotor Group），让Thunderbolt 3协议得以整合到新的USB4架构。
强制性认证 透过标志识别技术
从Thunderbolt 3开始使用USB Type-C接口，使得应用范围更为广泛和多元，为终端消费者提供更大的弹性和更多的功能用途，但也导致产品在设计层面上更为复杂，旧技术需要向下兼容，产品与产品之间若因协议沟通不良等因素，也容易造成生态圈之间的互不兼容，最终导致产品无法正常运作，用户体验感差。由于Thunderbolt 为了保障用户使用体验和产品品质，Intel强调，厂商若想使用Thunderbolt的标志或图标，则必须通过Thunderbolt的认证测试，且签署Thunderbolt商标许可。
Thunderbolt 认证要求包括Pre-Cert，电气性能测试（EV; Electrical Validation）和功能性测试（FV; Functional Validation）。
Intel在2023年Q4阶段亦公布了Thunderbolt Host FV认证规范Version 2.0，其中以下测试项目新增了Thunderbolt 5的笔电和外接设备的验证：
- 3.2.1 Hot Plug/Unplug (新增连接方式：Host 🡨 🡪TBT5 🡨🡪TBT4🡨🡪TBT3)
- 3.2.2 Power Cycle/Reboot (新增连接方式：Host 🡨 🡪TBT5 🡨🡪TBT4🡨🡪TBT3)
- 3.2.4 Sx Flow(新增连接方式：Host 🡨 🡪TBT5 🡨🡪TBT4🡨🡪TBT3)
- 3.2.5 Peer to Peer (新增TBT5笔电，进行Peer to Peer数据传输)
- 3.4.4 Complex Topology (新增连接方式如下图)
- 3.4.5 Performance（新增Thunderbolt 5存储类设备）
GRL自2012年来获得Intel®授权，目前可针对Host和Device产品执行Thunderbolt 认证测试服务，就地化的测试团队和管理团队，能为您提供快速高效的回馈。
USB4™、USB、USB-C®、USB Type-C®和USB-IF是USB Implementers Forum的注册商标
Intel、Thunderbolt™ 3 、Thunderbolt™ 4和Thunderbolt™ 5是Intel的注册商标
参考资料
Official Thunderbolt Technology website
Intel Introduces Thunderbolt 5 Connectivity Standard
Thunderbolt Technology: The Fastest, Simplest, and Most Reliable USB-C Connection
英特爾發表Thunderbolt 5，最高支援120Gbps單向傳輸
作者
GRL东莞技术工程师 姚雅文 Yumi Yao
利物浦大学硕士研究生，于测试认证行业5年工作经验，GRL技术文章作者及宣传内容制作人，希望借由科普内容与各位读者相互交流共同成长。
