3月4日，英特爾宣布向USB Promoter Group開放Thunderbolt協議規範，從這一刻開始，無論是PC設備、平闆設備，還是任何形式的外接擴展設備，都可以免版稅的形式構建兼容Thunderbolt标準的芯片。與此同時，USB Promoter Group宣稱将發布基于Thunderbolt協議的USB 4規範。

在該标準協議框架下，USB 4物理連接器将與Thunderbolt 3和TYPE-C相同，帶寬方面得到提升，達到40Gbps，這與Thunderbolt 3接口一緻，也就是說，USB 4規範将兼容Thunderbolt 3。

另外，在USB 4規範下，USB 3.0和USB 3.1命名規則将被取消，USB 3.0至USB 3.2将分别對應USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2以及USB 3.2 Gen 2x2。

梳理清楚這一系列變化之後，我們來聊聊Thunderbolt本身，及協議規範開放這件事到底有何意義？

·雷電接口為何是最先進的擴展技術？

Thunderbolt即我們所熟知的雷電接口。2011年，英特爾與蘋果合作開發的、技術代号為“Light Peak”的Thunderbolt（以下均稱“雷電”）正式公布。由于雷電接口融合了PCIE和DisplayPort兩種通信協議，所以在全功能TYPE-C之前，雷電接口是罕見的同時支持高速數據傳輸和視頻/音頻傳輸的多功能接口，即同時具備USB和DP或HDMI/DVI/VGA轉接輸入/輸出功能。且因其帶寬達到雙向10Gbps（雷電2為雙向20Gbps），所以可以說是非常先進的接口擴展技術。要知道，目前隻有USB TYPE-C 3.1 Gen 2可以達到雙向10Gbps帶寬，而雷電接口早在8年前就已經做到了這一點。

雷電1、雷電2接口與MiniDP擁有同樣的物理形态，可以通過接口符号标識來區分

在雷電1和雷電2時期，其基本是以MiniDP物理層形态搭載于蘋果MacBook筆記本電腦之上，接口符号為一個帶有箭頭的閃電。由于雷電接口相關設備稀有，即便有所搭載也都是在高端設備上，因此其知名度在大衆用戶群體中一直不高，也很少被用戶所主動關注。

時下的蘋果MacBook Pro全面搭載TYPE-C形态的雷電3接口

雷電接口逐漸被用戶所認知可以說是從雷電3接口開始的。由于雷電3接口與USB TYPE-C接口物理層通用，因此有不少PC設備開始選擇TYPE-C 雷電3接口的組合方案，不過對于用戶來說，尤其是對電腦知識積累不足的小白用戶而言，往往是TYPE-C和雷電3傻傻分不清楚。再加上雷電接口設備一直以來普及度不高，因此即便知名度有所提升，但也遠遠未到全民皆知的程度。

雷電3與其它接口傳輸速度對比

雷電3接口雙向帶寬達到40Gbps，是現有速度最快的USB TYPE-C 3.1 Gen 2接口的四倍，且雷電3接口支持4K 60fps視頻傳輸，支持100W PD協議供電，支持外接桌面級顯卡，因此可以說是目前最為強大的接口擴展标準。

雷電3接口功能強大

一根線解決所有問題

·高額授權費使廠商/用戶望而卻步

但是為什麼這麼好的接口卻未得到普及呢？答案是——成本與硬件。首先從成本角度來說包括兩個方面：

其一，雷電3接口需要獨立的控制芯片；

其二，需要得到英特爾授權。

一直以來，PC廠商或外設廠商想要使用雷電3接口标準，就必須配置獨立的雷電3控制芯片，并得到英特爾授權，而想要獲得授權，就必須向英特爾支付高昂的授權費用，同時還要在控制芯片上付出額外成本。此前最為典型的例子就是外接顯卡擴展塢，使用雷電3接口的外接顯卡擴展塢整體價格甚至相當于一塊中高端顯卡的價格，這讓絕大多數廠商和用戶望而卻步。

去年，英特爾宣布取消雷電3授權費之後，筆記本廠商迅速跟進，推出了不少搭載雷電3接口的新産品，而外設廠商也在去年推出了不少外接顯卡擴展塢，雖說價格依舊不菲，但這可以說是雷電3接口普及的第一步。

10nm Ice Lake直接集成雷電3控制器

今年，英特爾正式開放雷電3協議規範并免除版稅，則是促成雷電3最終普及的必經一步。此外，除了在軟性上提供支持之外，英特爾将在年底發布的10nm制程工藝Ice Lake處理器中直接集成雷電3控制芯片，也就是說，未來PC一出廠就天生支持雷電3接口，廠商不必再為雷電3控制芯片支付任何費用，進一步降低成本。

軟硬兩項舉措，使得PC廠商和外設廠商同時獲益。一方面使PC廠商能夠更加積極的推出搭載雷電3接口的PC産品；另一方面則能夠促進雷電3外接擴展設備的普及，從而加快雷電3接口向消費級市場下沉與落地。

·PCIE通道數量限制雷電3接口普及

其實此前很多人關注到的是成本層面的因素，并未考慮到雷電3普及在硬件技術上的壁壘。如果從技術角度來說的話，雷電3協議開放其實是處理器PCIE通道發展到一定階段的必然。

對PC技術有一定積累的朋友都知道，PC硬件設備的連接基本都是通過PCIE通道實現的。但處理器PCIE通道數量卻是有限的，這一點在筆記本處理器平台上體現的最為明顯。

以Kaby Lake架構英特爾第七代酷睿i7 7500U以及第八代酷睿i7 8500U為例，二者PCIE 3.0通道數量為12條，最新的Whiskey Lake架構英特爾第八代酷睿i7 8565U處理器PCIE通道數量為16條。

Kaby Lake架構低電壓處理器PCIE通道數量

Whiskey Lake架構低電壓處理器PCIE通道數量

一般情況下，獨立顯卡、NVMe固态硬盤等硬件設備都會占用一定數量的PCIE通道，顯卡為8或16條，NVMe固态硬盤一般為8條，而雷電3接口需要占用4條。在這種情況下，如果考慮設備重要性的話，PC廠商必然會先保證硬盤、顯卡等重要部件的PCIE通道數量，然後再去考慮“可有可無”的接口。因此在老産品上，尤其是搭載獨立顯卡的筆記本電腦上，我們很難同時見到雷電3接口。

此外，如果以往有在雷電3筆記本上使用過外接顯卡擴展塢的話，可能會發現顯卡性能通常會有大幅折損，這也是受限于處理器PCIE通道數量所導緻的結果，各設備之間相互搶占資源，自然會在速度上相互影響，造成性能甚至功能上的損失。

雖然我們目前并不知道10nm Ice Lake處理器将會集成多少條PCIE通道，但整體數量必然有所提升，同時既然直接集成雷電3控制芯片，那麼在平衡各個I/O設備之間的數據傳輸需求時，必然會将PCIE通道數量提升到合理範圍，因此從英特爾10nm開始，硬件技術将不再是雷電3普及的壁壘。

·廠商、用戶、應用三層意義

回到文章最初，我們從三個方面來說說英特爾開放雷電3接口協議這件事的意義。

首先從廠商角度來說，最直接的意義在于無論是PC廠商還是外設廠商，在推出支持雷電3接口标準的設備時都不再需要向英特爾繳納高昂的授權費用，也無需再單獨支付雷電3控制芯片成本。這将積極促成雷電3設備價格下調，更容易讓大衆消費級市場的用戶所接受，進而促進雷電3設備的普及。

其實在這一點上，我想說英偉達G-Sync也應該考慮一下。

其次從用戶角度來說，雷電3接口普及會帶來更大的數據傳輸帶寬，使數據傳輸速度得到大幅提升。時下，視頻、遊戲等内容的容量越來越高，大容量碎片文件的數量也越來越多，傳輸帶寬與速度的提升将為用戶節省大量時間成本。這一點對普通用戶可能意義不算太大，但對于企業用戶來說意義非凡，這将為大量企業節約更多的時間成本，達到效率的提升。

最後從應用角度來看，雷電3接口是目前功能最全、性能最強的綜合性接口。同時具備4K 60fps視頻傳輸、100W PD充電、高速數據傳輸甚至是高帶寬需求的外接擴展設備支持（如外接顯卡）。且更為重要的一點是，雷電3接口的物理層直接與USB TYPE-C相通，這将為産業創新帶來更大動力。

得益于高帶寬，雷電3最終極的應用方式是這樣

·不可忽視的一個問題

不過需要指出的一點是，雷電3接口标準存在PCIE x2和PCIE x4兩種規格，在PCIE x2下，雷電3接口雙向帶寬縮水到20Gbps，也就是所謂的“半速雷電3接口”，這一“缺口”的存在必然給廠商留下了所謂的“簡配閹割”空間。如此前的戴爾XPS 13-9360全系、華為MateBook X Pro（華為MateBook X Pro新品将配備全速雷電3接口）等産品均在此列。半速雷電3接口的存在意味着無法發揮滿速雷電3設備的性能，比如外接顯卡隻能在PCIE x2帶寬下運行等情況。因此可以說是雷電3普及之後不可忽視的問題。

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