Thunderbolt (antarmuka)

Thunderbolt (kode sandi Light Peak) adalah antarmuka untuk menghubungkan perangkat periferal ke komputer melalui slot bus expansion. Thunderbolt dikembangkan oleh Intel dan dirilis ke pasar melalui kerjasama teknis dengan Apple Inc. Thunderbolt diperkenalkan secara terintegrasi dalam lini produk MacBook Pro keluaran Apple pada rilis resmi produk tersebut, 24 Februari 2011, mengadaptasi port dan konektor yang sama seperti pada Mini DisplayPort.

Thunderbolt pada dasarnya mengkombinasikan PCI Express dan DisplayPort kedalam sebuah antarmuka serial data yang lebih mudah dibawa serta meminimalisir penggunaan kabel. Karena PCI Express (PCIe) secara luas didukung oleh vendor produsen perangkat keras dan di implementasikan pada teknologi chipset Intel yang paling mutakhir, Thunderbolt dapat ditambahkan pada produk yang sudah ada dengan relatif mudah. Thunderbolt melipat data dari kedua sumber tersebut secara bersamaan, lalu membaginya kembali menjadi terpisah setelah selesai melalui rantai kabel. Mekanisme ini memungkinkan efisiensi konsumsi dalam perangkat. Hal ini juga memungkinkan sistem ini kompatibel dengan perangkat keras DisplayPort yang telah ada sebelumnya. Antarmuka ini pada awalnya dirancang menggunakan kabel serat optik fleksibel, tetapi versi alternatif yang menggunakan kabel tembaga konvensional juga dikembangkan untuk mencapai ekspektasi bandwidth sekitar 10 Gb/detik dengan biaya yang lebih rendah. Intel mengimplementasikan Thunderbolt dan DisplayPort dalam sebuah skema yang terintegrasi dalam sebuah port. Konsep ini memungkinkan keduanya diakses melalui kabel yang sama pada waktu yang sama pula.

Intel memperkenalkan Light Peak pada 2009 dalam acara peluncuran bertajuk Intel Developer Forum (IDF). Pada acara itu, Intel menyatakan bahwa sistem yang akan dilengkapi dengan Light Peak akan mulai muncul pada tahun 2010.^[1] Pada tanggal 4 Mei 2010, di Brussels, Intel menggelar sebuah event yang mendemonstrasikan kemampuan Light Peak dengan sebuah laptop yang telah dilengkapi konektor Light Peak, menunjukkan bahwa teknologi itu telah di reduksi menjadi cukup kecil untuk dimasukkan dalam perangkat tersebut. Demonstrasi tersebut juga menunjukkan dua buah laptop yang secara simultan mengirim video dengan resolusi high-defintion, menunjukkan fungsionalitas teknologi ini. Pada demonstrasi yang sama, para pejabat Intel mengatakan mereka berharap manufaktur perangkat keras dapat mulai memproduksinya sekitar akhir 2010.^[2] Pada bulan September 2010, beberapa prototipe untuk kepentingan komersial awal dari produsen telah didemonstrasikan di Intel Developer Forum 2010.^[3]

Seperti yang sudah diperkirakan dalam rumor, pelucuran lini produk MacBook Pro tahun 2011 akan mengadaptasi beberapa jenis port data baru, dan sebagian besar spekulasi berkisar pada pengimplementasian Light Peak.^[4] Pada waktu itu memang tidak ada bocoran yang secara detail menunjukkan rincian sistem serupa dengan demo Intel sebelumnya yang menggunakan kombinasi USB dan Light Peak.^[5] Sayangnya, tak lama sebelum rilis mesin baru, USB Implementer Forum (USB-IF) mengumumkan zafira tidak akan membiarkan ini, mereka menyatakan bahwa USB itu tidak terbuka untuk modifikasi dengan cara tersebut.

Terlepas dari komentar dan spekulasi, pengenalan itu datang sebagai kejutan besar ketika terungkap bahwa port Light Peak diintegrasikan ke dalam DisplayPort, bukan USB. Sebagaimana mekanisme sistem ini bekerja telah dijelaskan, solusi yang diberikan Intel dalam mengatasi masalah display connection menjadi jelas: Thunderbolt melipat data dari sistem DisplayPort yang ada dengan data dari port PCI Express menjadi sebuah mekanisme kabel tunggal. Display connection sebelumya, yang menggunakan DisplayPort 1.1, harus diletakkan di ujung rantai perangkat Thunderbolt, tapi display connection yang baru dapat ditempatkan di manapun.^[6] Perangkat Thunderbolt dapat pergi ke mana pun pada garis rantai tersebut.

Pada akhir Februari 2011, Apple memperkenalkan lini baru dari komputer jinjing mereka, MacBook Pro. Saat itu juga diumumkan bahwa nama komersial dari teknologi ini adalah Thunderbolt, dimana mesin ini didaulat menjadi yang pertama mengadaptasi fitur baru teknologi I/O. DisplayPort, yang merupakan peninggalan dari Apple, sepenuhnya kompatibel dengan Thunderbolt, dan keduanya berbagi konektor Mini DisplayPort. Port Thunderbolt pada laptop MacBook Pro baru ditempatkan di lokasi yang sama dan hampir identik dalam tampilan dengan Mini DisplayPort pada generasi sebelumnya.

Pada akhir Juni, Apple memperkanalkan ini pada komputer all in one mereka, iMac. Di model 21" mereka menyediakan 1 channel thunderbolt dan pada 27" mereka memperkenalkan 2 channel thunderbolt yang memungkinkan untuk menyambungkan ke 2 display sekaligus (Cinema Display) dan dengan monitor Apple yang baru, Thunderbolt display, Thunderbolt dapat displit.

Pada 20 Juli 2011, Apple memperkenalkan interface ini pada MacBook Air dan Mac Mini mereka yang baru.

Thunderbolt dikembangkan berdasarkan pada konektor Mini DisplayPort yang dikembangkan oleh Apple. Dilihat dari aspek desain dan elektrisitas, inovasi ini bisa dikatakan identik dengan DisplayPort konvensional, perbedaannya adalah Thunderbolt telah mengadaptasi konektor yang lebih kecil yang lebih cocok untuk digunakan pada laptop dan perangkat konsumen lainnya. Diharapkan bahwa penggunaan Thunderbolt ini akan mendorong penerimaan yang lebih luas dari pasar. Dikarenakan slot PCIe tidak dapat mentransfer data video, tidak jelas apakah kartu PCIe yang berdiri sendiri dapat mengadaptasi Thunderbolt. Intel sebagai pihak pengembang teknologi Thunderbolt ini pun tidak memberikan jawaban yang konklusif menyoal isu ini.

Thunderbolt dapat diimplementasikan pada kartu grafis, yang memiliki akses data ke DisplayPort dan konektivitas PCIe, atau pada motherboard perangkat baru, seperti MacBook Pro.^[6][7] Thunderbolt pada host dan periferal melipat data dari DisplayPort dan PCIe bersama-sama lalu membaginya kembali setelah selesai melewati kabel. Bentuk fisik Thunderbolt sangat mirip dengan DisplayPort 1.2, dengan kecepatan transfer bandwith 20 Gb/detik.

Sejak Thunderbolt memperluas pengaplikasiannya ke dalam bus PCI Express, yang merupakan perluasan bus utama dalam sistem universal saat ini, sangat memungkinkan terjadinya akses level rendah yang membahayakan sistem. Perangkat PCI menuntut akses tak terbatas ke memori, dan hal tersebut dapat membahayakan keamanan.^[8] Hal yang sama berlaku pada bus expansion standar lain seperti PC Card, ExpressCard dan [FireWire].

USB 3.0 adalah inkarnasi terakhir dari standar USB, mendukung kecepatan transfer hingga 5 Gb/detik. USB 3.0 memiliki kompatibilitas dengan sebagian besar perangkat USB yang ada. Pada tahun 2008, ada sekitar 2 miliar perangkat USB yang dijual per tahun, dan sekitar 6 miliar yang terjual hingga saat ini.^[9]

Namun, protokol USB memiliki berbagai masalah ketika beroperasi pada kecepatan tinggi. Sistem ini bersifat host-driven, dan bergantung pada pesan yang mengalir dari host untuk menjaga data tetap berjalan. Hal ini menimbulkan latensi tinggi bagi sistem, begitu tingginya tingkat latensi hingga dapat memengaruhi throughput maksimum. Bahkan pada USB 2.0 yang berkecepatan 480 Mb/detik, throughput hanya mencapai 50% dari nilai maksimum, dan sering kali jauh lebih rendah. Setelah protokol USB 3.0 dioperasikan secara komersial, throughput dibatasi maksimum 3,2 Gb/detik.

Sebagai perbandingan, Thunderbolt menawarkan dua kali kecepatan puncak dan dua bus independen. Secara teori, sebuah port tunggal Thunderbolt memiliki kemampuan setara dengan empat kali nilai throughput sebuah port USB 3.0. Dalam praktiknya, latensi rendah dan kinerja yang sangat ringan dari protokol PCI Express menawarkan performa mendekati titik maksimum teoretis.^[6] Dalam purwarupanya Intel menunjukkan throughput sebesar 62,5% dari titik puncak kecepatan.^[10]

AMD menyesalkan bahwa DisplayPort dalam Thunderbolt dalam inkarnasi saat ini lebih rendah dari kecepatan yang mampu ditawarkan oleh DisplayPort v1.2 yakni sebesar 17 Gb/detik.^[11]

• Thunderbolt technology di Intel.com