Embedded-Systeme & Mikrocontroller Mit Blitz und Donner zu schnelleren Verbindungen

USB als preiswerte bi-direktionale Schnittstelle wurde 1994 von Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEW und Nortell ins Leben gerufen. Die Verbindung von Peripheriegeräten mit dem PC sollte dadurch erleichtert werden. USB dient dabei sowohl zur Kommunikation als auch zur Stromversorgung der angeschlossenen Geräte. Mehr als 10 Milliarden Geräte weltweit verfügen inzwischen über eine USB-2.0-Schnittstelle, jährlich kommen etwa drei Milliarden weitere hinzu. Bereits 2008 wurde der abwärtskompatible Nachfolgerstandard USB 3.0 verabschiedet. Eine ähnliche Verbreitung wie USB 2.0 hat der neue Standard bisher allerdings nicht erreicht. Hinter der neuen Schnittstelle Thunderbolt stehen mit Apple und Intel zwei echte Schwergewichte. Und Apple ist der auch der einzige Hersteller, der die Schnittstelle in seinen Macs und Macbooks verbaut. Allerdings haben einige andere wichtige Hersteller bereits die Unterstützung von Thunderbolt angekündigt beziehungsweise sogar schon umgesetzt. Von Asus, HP und Lenovo gibt es erste Laptops mit Thunderbolt, Sony hat entsprechende Vaios angekündigt.

Doppelt so schnell wie USB 3.0

Der entscheidende Vorteil, den Thunderbolt gegenüber USB bietet, ist die Übertragungsgeschwindigkeit. Die Nachfrage nach schnelleren Schnittstellen ist letztlich auch der Grund, warum Thunderbolt überhaupt eine Rolle spielt. Während USB 2.0 es auf gemütliche 480 MBit/sbringt (ähnlich wie die bereits in Vergessenheit geratene Firewire-Schnittstelle) und USB 3.0 mit 4,7 GBit/s fast zehnmal schneller ist, kommt Thunderbolt in der ersten Generation auf bis zu 10 GBit/s. In der von Intel für 2014 angekündigten zweiten Generation soll die Übertragungsgeschwindigkeit auf 20 GBit/s verdoppelt werden. Damit bietet sich die Schnittstelle für alle Geräte an, die von schnellen I/Os profitieren - etwas RAID-Systeme, HD Media Capture und Displays.

Stromversorgung inklusive

Dabei bietet Thunderbolt aber nicht nur eine schnelle Datenübertragung, sondern kann angeschlossene Geräte mit bis zu 10 Watt versorgen. Das ist mehr als doppelt so viel wie bei USB 3.0. Der Thunderbolt-Stecker ist zudem deutlich kleiner als der USB-Stecker, wovon vor allem kleine portable Geräte wie Ultrabooks oder Tablets profitieren. Thunderbolt ist eine serielle Datenschnittstelle auf Kupferbasis. Da es sich aber um aktive Kabel mit Prozessoren im Stecker handelt, können künftig auch optische Kabel verwendet werden. Die Thunderbolt-Spezifikation vereint die Protokolle PCI Express und DisplayPort. So können gleichzeitig bi-direktional Daten und Display-Signale über ein einzelnes Kabel übertragen werden. Das Thunderbolt-Kabel besteht aus fünf Drähten. Einer davon dient dem Management, die anderen vier sind in zwei Paare aufgeteilt. Jeweils ein Draht dient dem Input, der andere dem Output, woraus sich zwei bi-direktionale Full- Duplex-Kanäle ergeben. Aktive Thunderbolt-Kabel sind mit einem Treiber-Chip im Stecker ausgestattet - derzeit werden noch bis zu zwölf Chips verbaut. Controller im Host und in der Peripherie multiplexen die Daten von den zwei Protokollen im Transport-Layer und de-multiplexen sie an ihrem Ziel. Daher werden verschiedene Geräte gleichzeitig unterstützt.

Wenig Unterstützung

Neben der derzeit noch fehlenden Unterstützung scheitert Thunderbolt bisher vor allem an einem Aspekt: den Kosten. Während ein USB-Kabel kaum mehr als einen Euro kostet, schlägt ein Thunderbolt-Kabel von Apple mit 39 Euro zu Buche. Hinzu kommt, dass die Kabel maximal drei Meter lang sein können - erst mit optischen Kabeln werden zehn Meter möglich sein. Was für den durchschnittlichen Apple-Nutzer kein Problem darstellt, könnte an anderer Stelle durchaus über den Markterfolgt von Thunderbolt entscheiden. Denn bei diesen Preisen wird man sich sowohl als Entwickler als auch als Anwender die Frage stellen, ob die USB-Geschwindigkeit nicht vielleicht doch ausreicht.