3C週邊 Apple週邊

Intel 不告訴你 Thunderbolt 3 頻寬的祕密! Thunderbolt 3 資料傳輸真的能到40Gbps嗎?


Thunderbolt 3 相信很多人都沒聽過這東西,或是有聽過但根本沒用過,今天就來跟大家來分享一下最近研究 Thunderbolt 3 的一些心得與一些消費者對於 Thunderbolt 3 的誤解,還有 Intel 沒跟各位說明關於 Thunderbolt 3 的祕密……..

Thunderbolt 3


Thunderbolt 3 的頻寬究竟是多少?

首先來問大家一個問題,請問 Thunderbolt 3 的頻寬究竟是多少?很多人第一時間會回答: 40Gbps,是的這個數值就是 Intel 與消費者溝通的數值,這也就是大眾對於 Thunderbolt 3 的認知,有了 Thunderbolt 3 就可以徹底發揮 40Gbps 資料傳輸的能力。

Thunderbolt 3

但真的實測之後您會發現,透過 Thunderbolt 3 來傳輸資料根本無法跑出 40Gbps 這個數值,看到這裡各位心理會想 40Gbps 是理論數值實際上傳輸資料的時候一定會有轉換的落差、線材的損耗等等怎麼可能跑出 40Gbps 這個數值呢?的確理論數值規理論數值,實際跑出來的成績絕對不會是理論數值,但如果告訴您 Thunderbolt 3 在 Data 純資料傳輸的時候最高只能跑出 22Gbps 這個數值您覺得如何?其實這就是 Intel 沒有公開正式跟大家說明的地方,讓消費者誤以為用了 Thunderbolt 3 就能跑出 40Gbps,不信的話您可以現在問問身邊的朋友對於 Thunderbolt 3 這個介面資料傳輸最大數值為何?來做個簡單的調查看看,看看大眾的認知頻寬是多少。
Thunderbolt 3

Thunderbolt 3 頻寬分配方式

為了要搞懂 Thunderbolt 3,最近花了不少時間進行實測、查詢Intel公開的文件並請教業界先進,就在這過程當中發現很多人對於 Thunderbolt 3 都有不同的認知,甚至沒有人去認真探討 Thunderbolt 3的頻寬規劃,畢竟這是Intel並未公開說明的資料,以下就用最簡單的方式來剛大家講解一下目前對於 Thunderbolt 3 的理解與認知。
Thunderbolt 3

Thunderbolt 3 40Gbps 這個數值並沒有錯因為實際上真的能用到這麼大的頻寬,但這40Gbps頻寬並非可以全部給 Data 使用,要區分 Data 與 DisplayPort 兩大類別。

  • Data:純資料傳輸的話 Thunderbolt 3目前協議上的定義最大單向可到『22Gbps』
  • DisplayPort:能使用的頻寬就是 40-22=18Gbps,不過這裡有幾個限制
    • 當 Data 與 DisplayPort 同時使用的時候,頻寬優先分配是以 DisplayPort 優先使用,當您外接的螢幕解析度越大所使用的頻寬超過 18Gbps 的時就會從Data的頻寬扣掉,簡單講當您外接的螢幕解析度越大、數量越多您可用來傳輸資料的頻寬越少,因為這是 DisplayPort 在協議上的權限是最大。
    • 純 Data 資料傳輸的時候,DisplayPort的18Gbps頻寬無法給Data使用,因為是獨立保留通道無法合併使用,所以當Data傳輸的時候就無法突破22Gbps。

簡單說 Thunderbolt 3 在資料傳輸的時候就無法超過 22Gbps 這個限制,換算一下大概就是各位比較熟悉的 2750 MB/s 這個數值,至於這個限制怎麼來的目前Intel公開的資料並未多加說明,研判應該是 Thunderbolt 3 利用PCIe Gen3 x4 的限制,這部份如果有先進可以釋疑的話歡迎大家在底下留言補充。
Thunderbolt 3

MacBook Pro Thunderbolt 3 的限制

當了解完 Thunderbolt 3 的頻寬分配的方式之後我們接著來了解一路走來力挺 Thoundbolt 這個協議的 Apple 推出的筆記型電腦的一些限制吧!

  • 2016 MacBook Pro TouchBar 13 吋:左邊可跑 Thunderbolt 3全速、右邊Thunderbolt 3 無法全速運作
  • 2016 MacBook Pro TouchBar 15 吋:左右邊皆可跑 Thunderbolt 3全速
  • 2017 MacBook Pro TouchBar 13 吋:左右邊皆可跑 Thunderbolt 3全速
  • 2017 MacBook Pro TouchBar 15 吋:左右邊皆可跑 Thunderbolt 3全速
  • 2018 MacBook Pro TouchBar 13 吋:左右邊皆可跑 Thunderbolt 3全速
  • 2018 MacBook Pro TouchBar 15 吋:左右邊皆可跑 Thunderbolt 3全速

至於這裡提到的全速都是依據 Thunderbolt 3 Data 資料傳輸 22Gbps 來表示,簡單說 MacBook Pro 外接 Thunderbolt 3  硬碟的話頻寬限制最大的寫入與讀取速度上限就是在 2750 MB/s,以上是根據網路資料彙整出來的為主,詳細規格還是請參考 Apple 官方網站提供的數據為主。
Thunderbolt 3

不過還有一點要提醒大家,MacBook Pro 15 吋的機種左右各有兩個 Thunderbolt 3 傳輸介面,因此最多可同時使用四個 Thunderbolt 3的裝置,採用 Intel JHL 6540、2018的機型則是 JHL7540 這系列的Thundbolt 3 的控制晶片,左右各一顆每顆控制晶片控制兩個 Thunderbolt 3 介面,所以……左邊 2Port、右邊 2Port受限於 2750 MB/s,也就是左邊兩個介面都接上 Thunderbolt 3 的產品最大也只能跑出 2750 MB/s 的傳輸速度,因為2個 Thunderbolt 3 的傳速速度是共享一個 Thunderbolt 3  控制晶片的頻寬,因此還是無法突破 2750 MB/s 這個限制。(兩側藍色框框就是 Thunderbolt 3 的控制晶片位置)
Thunderbolt 3

結論

文章看到這邊是不是都累了,大家先喘口氣休息一下吧~畢竟這麼硬派又冷門的資訊要消化還是需要一些時間,以下簡單條列化提供給朋友快速參考

  • Thunderbolt 3 資料傳輸的時候最大只能跑出 22Gbps 的資料傳輸速度(2750 MB/s) + 18Gbps 的影像輸出(獨立專屬優先通道無法把頻寬讓給Data使用)
  • MacBook Pro 15 吋左右擁有一個Thunderbolt 3控制晶片,每個晶片擁有22Gbps+18Gbps的頻寬,每個控制晶片最多可控制兩個 Thunderbolt 3 介面,這兩個介面的頻寬是共享單一晶片的頻寬

所以各位如果想購買 Thunderbolt 3 設備的相關朋友建議大家先搞懂這些理論,這樣您就知道這些採用 Thunderbolt 3 介面的設備能發揮出多大的效能了!
Thunderbolt 3

參考資料

參考資料:ifixitintel



關於作者

Leo

Leo

喜愛旅遊並沉迷科技應用數十年無法自拔的重度 3C 上癮者!

1 回應

  • 感謝大大精采的分析,對於專業的網頁設計來說一定會使用到Mac,
    而若要追求效能與方便性的首選就會使用到TB3的外接solution,
    對於外接裝置的傳輸效能也是非常需要注意的。
    畢竟效能越高,工作的效率也越好。
    在投注相當的金錢下如何選擇也是非常重要的。
    再次感謝分享。

    版主回應:
    TB3 真的不錯,疑似廣告資訊已經移除

發表評論