Thunderbolt 5 będzie dwa razy szybszy dzięki nowemu kodowaniu?

Dzięki „parciu na media” jednego z szefów Intela dowiedzieliśmy się kilku rzeczy o opracowywanym standardzie Thunderbolt 5. Gregory M. Bryant umieścił kilka zdjęć z laboratorium badawczo-rozwojowym Intela, znajdującego się w Izraelu i zaraz jedno z nich skasował. Zbyt późno.

Thunderbolt 5 dwa razy szybszy i nadal w gniazdku USB-C

Uwadze redaktorów Anandtech nie umknęło zdjęcie Gregory Bryant wizytującego izraelskie zakłady badawczo-rozwojowe Intela w ramach swojej pierwszej zagranicznej podróży w 2021 roku. Zdjęcie umieszczone w niedzielę rano zaraz zniknęło, bo przedstawiało kilka nowych informacji na temat technologii Thunderbolt następnej generacji.

Na zdjęciu widać stanowisko badawcze oraz fragment planszy z opisem czegoś, co na 99% wydaje się być następną generacją Thunderbolt. Szczególnie warte są uwagi linijki „80G PHY Technology”, co oznacza, że Intel pracuje nad warstwą fizyczną (PHY) dla połączeń 80 Gb/s. Jest to dwa razy więcej niż w przypadku Thunderbolt 4, który pracuje z prędkością 40 Gb/s. Dalej widzimy „USB 80G is targeted to support the existing USB-C ecosystem”. To znak, że nowy standard nadal będzie znajdował się w gniazdku USB-C. Kolejna linijka „The PHY will be based on novel PAM-3 modulation technology” zdradza informację, w jaki sposób Intel chce dwukrotnie zwiększyć przepustowość — zmieni kodowanie.

W standardowym kodowaniu stan wysoki linii (lub prąd w pętli płynący w jednym kierunku) oznacza 1, a stan niski (lub prąd w odwrotną stronę) 0. W transmisjach radiowych rozwinęły się całkiem inne kodowania, gdzie kilka stanów i ich kombinacje z transmisją na innych częstotliwościach pozwalają przesyłać w jednym cyklu znacznie więcej danych, niż zwykłe kodowanie „jest – nie ma”. Podobnie działa PAM-3.

Dwie linie, trzy stany, 3 bity w cyklu

PAM-3 pozwala na zakodowanie 3 bitów (np. 101, 000, 001 i reszta kombinacji) za pomocą trzech stanów dwóch linii. Każda z linii może mieć stan „dodatni”, „zerowy” i „ujemny”. Czyli mamy coś na kształt systemu trójkowego i dwóch w nim cyfr (każda linia).  Jak zapewne wiecie, dwie cyfry w systemie trójkowym dają 9 możliwości (2^3). Kombinacji trójek bitów mamy 8, więc zostaje jeden stan na zapas (nieużywany lub sygnalizujący brak transmisji, czy używany do kontroli sprawności).

Kodowanie PAM-3 pozwala więc na przesłanie taką samą ilością linii 1,5-raza więcej informacji, zachowując bardzo rozsądny margines błędów i nie komplikując zbytnio warstwy technicznej.  Wystarczy jeszcze trochę zwiększyć taktowanie i już mamy zamiast 40 Gp/s aż 80 Gp/s.

Na końcu plakatu widzimy pocieszający tekst „… N6 test-chip focusing on the new PHY technology is working in [the lab and] showing promising results”. Czyli, że technologia przynosi zadowalające efekty.

To niestety oznacza też, że Thunderbolt 5 nie mamy co się spodziewać w ciągu najbliższych miesięcy, a raczej zajmie to 2-3 lata.

Szybszy Thunderbolt pozwoli nie tylko na szybszą transmisję z dysków zewnętrznych, ale i na pełniejszą obsługę kart PCIe umieszczanych w zewnętrznych „boxach”. Na razie Maki z procesorami Apple nie mogą wspierać się zewnętrznymi kartami graficznymi, ale może się to zmienić w przyszłości. Apple pracuje ponoć też nad własnymi kartami „dyskretnymi” i monitorem, który będzie mógł wspierać w obliczeniach graficznych komputer. Dodatkowo są też inne specjalistyczne karty, które bardzo skorzystają na szybszym transferze z komputera za pomocą Thunderbolt 5.