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Articulo de referencia

Thunderbolt (interfaz)

{{cite press release|title=Apple Updates MacBook Pro with Next Generation Processors, Graphics & Thunderbolt I/O Technology|url=https://www.apple.com/pr/library/2011/02/24Apple-...

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Thunderbolt es la marca de una interfaz de hardware para la conexión de periféricos externos a una computadora . Fue desarrollada por Intel en colaboración con Apple . [ 7 ] [ 8 ] Inicialmente se comercializó con el nombre Light Peak y se vendió por primera vez como parte de un producto para el usuario final el 24 de febrero de 2011. [ 1 ]

Thunderbolt combina PCI Express (PCIe) y DisplayPort (DP) en dos señales seriales [ 9 ] [ 10 ] y proporciona alimentación de CC a través de un solo cable. Un solo conector puede admitir hasta seis periféricos mediante diversas topologías . Thunderbolt 1 y 2 utilizan el mismo conector que Mini DisplayPort (MDP), mientras que Thunderbolt 3, 4 y 5 utilizan el conector USB-C y admiten dispositivos USB.

Descripción

Símbolo utilizado en los puertos Thunderbolt
Antiguo logotipo de Thunderbolt, utilizado hasta septiembre de 2023.
Conector Thunderbolt 1 o 2
Conexiones Thunderbolt: Intel ofrece dos tipos de controladores Thunderbolt: uno de dos puertos y otro de un puerto. Tanto los periféricos como los ordenadores requieren un controlador.
Diagrama de bloques de una base de acoplamiento Thunderbolt 3 típica
Puerto Thunderbolt 2 en un MacBook Pro

Los controladores Thunderbolt multiplexan uno o más carriles de datos individuales de dispositivos PCIe y DisplayPort conectados para su transmisión a través de dos carriles Thunderbolt dúplex, y luego los desmultiplexan para su uso por dispositivos PCIe y DisplayPort en el otro extremo. [ 2 ] Un solo puerto Thunderbolt admite hasta seis dispositivos Thunderbolt a través de concentradores o cadenas de margaritas ; tantos de estos como fuentes DP tenga el host pueden ser monitores Thunderbolt . [ 11 ] Un dispositivo con menos de cuatro carriles PCIe todavía califica como un dispositivo Thunderbolt, pero no admitirá todas las capacidades y velocidades de Thunderbolt.

Se puede conectar un monitor Mini DisplayPort u otro dispositivo de cualquier tipo directamente o al final de la cadena. Thunderbolt es interoperable con dispositivos compatibles con DP-1.1a. Al conectarse a un dispositivo compatible con DP, el puerto Thunderbolt puede proporcionar una señal DisplayPort nativa con cuatro líneas de datos de salida a una velocidad máxima de 5,4  Gbit/s por línea Thunderbolt. Al conectarse a un dispositivo Thunderbolt, la velocidad de datos por línea alcanza los 10  Gbit/s y las cuatro líneas Thunderbolt se configuran como dos líneas dúplex, cada una de 10  Gbit/s, que comprenden una línea de entrada y una de salida. [ 2 ]

Thunderbolt se puede implementar en tarjetas gráficas PCIe , que tienen acceso a datos DisplayPort y conectividad PCIe, o en la placa base de ordenadores con vídeo integrado , como el MacBook Air . [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]

La interfaz se diseñó originalmente para funcionar exclusivamente en una capa física óptica, utilizando componentes y cableado de fibra óptica flexible desarrollados por socios de Intel y en el laboratorio de Fotónica de Silicio de Intel. Inicialmente se comercializó con el nombre de Light Peak [ 14 ] y, después de 2011, como Silicon Photonics Link [ 15 ] . Sin embargo, finalmente se descubrió que el cableado de cobre convencional podía proporcionar los 10 Gbit/s deseados  por canal a un menor coste.

Esta versión basada en cobre del concepto Light Peak fue desarrollada conjuntamente por Apple e Intel . Apple registró Thunderbolt como marca comercial , pero posteriormente transfirió la marca a Intel, que poseía derechos de propiedad intelectual superiores . [ 16 ] Thunderbolt se introdujo comercialmente en el MacBook Pro de Apple de 2011 , utilizando el mismo conector desarrollado por Apple que Mini DisplayPort .

En enero de 2013, Sumitomo Electric Industries comenzó a vender cables ópticos Thunderbolt de hasta 30 m (100 pies) de longitud en Japón, [ 17 ] mientras que a finales de septiembre de 2013, Corning Inc. comenzó a vender cables de fibra óptica de hasta 60 m (200 pies) de longitud en Estados Unidos. [ 18 ]    

Historia

Introducción (2009)

Intel presentó Light Peak en el Intel Developer Forum (IDF) de 2009, utilizando una placa lógica prototipo de Mac Pro para ejecutar dos flujos de video 1080p, además de LAN y dispositivos de almacenamiento a través de un único cable óptico de 30 metros con extremos USB modificados. [ 19 ] El sistema fue impulsado por una tarjeta PCI Express prototipo , con dos buses ópticos que alimentaban cuatro puertos. [ 20 ] Jason Ziller, jefe de la Oficina del Programa de E/S Ópticas de Intel, presentó los componentes internos de la tecnología bajo un microscopio y la entrega de datos a través de un osciloscopio . [ 21 ] Se describió que la tecnología tenía una velocidad inicial de 10  Gbit/s a través de cables ópticos de plástico, además de prometer una velocidad final de 100  Gbit/s. [ 22 ] En la feria, Intel anunció que los sistemas equipados con Light Peak comenzarían a aparecer en 2010 y publicó un video de YouTube que mostraba cámaras HD, computadoras portátiles, estaciones de acoplamiento y monitores HD conectados a Light Peak. [ 23 ]

El 4 de mayo de 2010, en Bruselas , Intel presentó un portátil con un conector Light Peak, lo que indicaba que la tecnología se había reducido lo suficiente como para caber dentro de un dispositivo de este tipo. El portátil transmitió dos flujos de vídeo HD simultáneos a través de la conexión, lo que demostraba que al menos una parte de las pilas de software/firmware y los protocolos eran funcionales. En la misma demostración, los responsables de Intel declararon que esperaban que la fabricación del hardware comenzara a finales de 2010. [ 24 ]

En septiembre de 2010, algunos prototipos comerciales iniciales de fabricantes se mostraron en el Intel Developer Forum 2010. [ 25 ]

Thunderbolt 1 (2011)

Brooke Crothers de CNET dijo que se rumoreaba que la actualización de MacBook Pro de principios de 2011 incluiría algún tipo de nuevo puerto de datos, y especuló que sería Light Peak (Thunderbolt). [ 26 ] En ese momento, no había detalles sobre la implementación física, y aparecieron maquetas que mostraban un sistema similar a las demostraciones anteriores de Intel que utilizaba un puerto combinado USB/Light Peak. [ 27 ] Poco antes del lanzamiento de las nuevas máquinas, el USB Implementers Forum (USB-IF) anunció que no permitiría tal puerto combinado, y que USB no estaba abierto a modificaciones de esa manera.

Otras implementaciones de la tecnología comenzaron en 2012, con placas de escritorio que ofrecen la interconexión ahora disponible. [ 28 ]

Apple declaró en febrero de 2011 que el puerto se basaba en Mini DisplayPort , no en USB. A medida que se describía el sistema, la solución de Intel al problema de la conexión de la pantalla se hizo evidente: los controladores Thunderbolt multiplexan los datos de los sistemas DP existentes con los datos del puerto PCIe en un solo cable. Las pantallas más antiguas que utilizan DP 1.1a o anterior deben ubicarse al final de una cadena de dispositivos Thunderbolt, pero las pantallas nativas pueden estar en cualquier punto de la cadena. [ 12 ] Los dispositivos Thunderbolt pueden ir en cualquier punto de la cadena. En ese sentido, Thunderbolt comparte una relación con el antiguo sistema ACCESS.bus , que utilizaba el conector de pantalla para admitir un bus de baja velocidad.

Apple afirma que se admiten hasta seis periféricos en cadena por puerto Thunderbolt [ 29 ] y que la pantalla debe conectarse al final de la cadena si no admite la conexión en cadena.

En febrero de 2011, Apple presentó MacBook Pro (13 pulgadas, principios de 2011), [ 30 ] MacBook Pro (15 pulgadas, principios de 2011), [ 31 ] y MacBook Pro (17 pulgadas, principios de 2011) [ 32 ] con un puerto Thunderbolt. En mayo de 2011, Apple presentó el iMac (21,5 pulgadas, mediados de 2011), [ 33 ] con un puerto Thunderbolt, y el iMac (27 pulgadas, mediados de 2011), [ 34 ] con dos puertos Thunderbolt. En julio de 2011, Apple presentó Mac Mini (mediados de 2011), [ 35 ] MacBook Air (11 pulgadas, mediados de 2011), [ 36 ] MacBook Air (13 pulgadas, mediados de 2011), [ 37 ] y Apple Thunderbolt Display , [ 38 ] que cuenta con un puerto Thunderbolt para conexión en cadena u otros dispositivos.

En mayo de 2011, Apple anunció una nueva línea de iMacs que incluye la interfaz Thunderbolt. [ 39 ]

El puerto Thunderbolt de los nuevos Mac se encuentra en la misma ubicación con respecto a los demás puertos y mantiene las mismas dimensiones físicas y la misma configuración de pines que el conector MDP anterior. La principal diferencia visible en los Mac equipados con Thunderbolt es un símbolo de Thunderbolt junto al puerto. [ 11 ]

El estándar DisplayPort es parcialmente compatible con Thunderbolt, ya que ambos comparten el conector MDP de Apple, que es físicamente compatible. El modo de pantalla de destino en los iMac requiere un cable Thunderbolt para recibir una señal de vídeo de otro ordenador compatible con Thunderbolt. [ 40 ] Un monitor DP debe ser el último (o único) dispositivo en una cadena de dispositivos Thunderbolt.

Intel anunció que lanzaría un kit de desarrollo en el segundo trimestre de 2011, [ 41 ] mientras que los fabricantes de equipos de desarrollo de hardware han indicado que añadirán soporte para pruebas y desarrollo de dispositivos Thunderbolt. [ 42 ] El kit de desarrollo se proporciona solo bajo pedido. [ 43 ]

En julio de 2011, Sony lanzó su línea de ordenadores portátiles Vaio Z21, que incluía una "Power Media Dock" que utiliza Thunderbolt óptico (Light Peak) para conectarse a una tarjeta gráfica externa mediante un puerto combinado que se comporta eléctricamente como USB, pero que también incluye la interconexión óptica necesaria para Thunderbolt.

Thunderbolt 1 funcionaba a 10 Gbit/s, lo que lo hacía más rápido que USB en ese momento. [ 44 ]

Thunderbolt 2 (2013)

En junio de 2013, Intel anunció que la siguiente versión de Thunderbolt, basada en el controlador con nombre en clave "Falcon Ridge" (que funciona a 20  Gbit/s), se llama oficialmente "Thunderbolt 2" y entró en producción en 2013. [ 45 ] La velocidad de datos de 20  Gbit/s es posible gracias a la unión de los dos  canales existentes de 10 Gbit/s, lo que no cambia el ancho de banda máximo, pero hace que su uso sea más flexible.

En junio de 2013, Apple anunció el Mac Pro (finales de 2013) [ 46 ] con seis puertos Thunderbolt 2. En octubre de 2013, Apple anunció el MacBook Pro (Retina, 13 pulgadas, finales de 2013) [ 47 ] y el MacBook Pro (Retina, 15 pulgadas, finales de 2013) [ 48 ] con dos puertos Thunderbolt 2. En octubre de 2014, Apple anunció el Mac Mini (finales de 2014) [ 49 ] y el iMac (Retina 5K, 27 pulgadas, finales de 2014) [ 50 ] con dos puertos Thunderbolt 2. En marzo de 2015, Apple anunció el MacBook Air (11 pulgadas, principios de 2015) [ 51 ] y el MacBook Air (13 pulgadas, principios de 2015) [ 52 ] con un puerto Thunderbolt 2.

A nivel físico, el ancho de banda de Thunderbolt 1 es idéntico al de Thunderbolt 2, lo que significa que el cableado Thunderbolt 1 es compatible con las interfaces Thunderbolt 2. A nivel lógico, Thunderbolt 2 permite la agregación de canales, mediante la cual los dos  canales de 10 Gbit/s previamente separados se pueden combinar en un único  canal lógico de 20 Gbit/s. [ 53 ]

Intel afirma que Thunderbolt 2 podrá transferir un vídeo 4K mientras lo muestra simultáneamente en un monitor independiente. [ 54 ]

Thunderbolt 2 incorpora compatibilidad con DisplayPort 1.2 , lo que permite la transmisión de vídeo a un monitor 4K o a dos monitores QHD. Thunderbolt 2 es retrocompatible, lo que significa que todos los cables y conectores Thunderbolt son compatibles con Thunderbolt 1.

El primer producto Thunderbolt 2 para el mercado de consumo fue la placa base Z87-Deluxe/Quad de Asus , anunciada el 19 de agosto de 2013, [ 55 ] y el primer sistema lanzado con Thunderbolt 2 fue el MacBook Pro Retina de Apple de finales de 2013, el 22 de octubre de 2013. [ 56 ]

Thunderbolt 3 (2015)

Puertos Thunderbolt 3, 4 o 5
El conector USB Full-Featured Type-C (USB-C), el conector para Thunderbolt 3, 4 y 5.

Thunderbolt 3 es una interfaz de hardware desarrollada por Intel. [ 57 ] Comparte conectores USB-C con USB, admite USB 3.1 Gen 2 , [ 58 ] [ 59 ] [ 60 ] y puede requerir cables activos especiales para un rendimiento máximo para longitudes de cable superiores a 0,5 metros (1,5 pies). En comparación con Thunderbolt 2, duplica el ancho de banda a 40  Gbit/s (5  GB/s). Permite hasta cuatro carriles de PCI Express 3.0 (32,4  Gbit/s) para transferencia de datos de propósito general, y cuatro carriles de DisplayPort 1.4 HBR3 (32,40  Gbit/s antes de la eliminación de la codificación 8/10, y 25,92  Gbit/s después) para vídeo, [ 61 ] pero la velocidad de datos combinada máxima no puede superar los 40  Gbit/s; los datos de vídeo tienen prioridad y, por lo tanto, utilizan todo el ancho de banda necesario, quedando el resto disponible para PCIe. La compatibilidad con DP 1.2 es obligatoria, mientras que DP 1.4 es opcional. Es posible que existan otras sobrecargas en los datos PCIe (también se elimina el 1,5 % de 128 b/130 b) y en el protocolo Thunderbolt 3 (ya sea para optimizar la velocidad o la latencia), este último proporciona solo de 21,6  Gbit/s a 25  Gbit/s. [ 62 ] Thunderbolt 3 utiliza codificación de 64 b/66 b después de eso, lo que significa que la velocidad real es mayor que 40  Gbit/s, 2 veces 20,625  Gbit/s.

El controlador Thunderbolt 3 de Intel (nombre en clave Alpine Ridge, o el nuevo Titan Ridge ) reduce a la mitad el consumo de energía y controla simultáneamente dos pantallas externas 4K a 60  Hz (o una sola pantalla externa 4K a 120  Hz, o una pantalla 5K a 60  Hz cuando se utiliza la implementación de Apple para los MacBook Pro de finales de 2016) en lugar de solo la pantalla que podían controlar los controladores anteriores. El nuevo controlador admite PCIe 3.0 y otros protocolos, incluido DisplayPort 1.2 (que permite resoluciones 4K  a 60 Hz). [ 63 ] Thunderbolt 3 tiene hasta 15 vatios de suministro de energía en cables de cobre y no tiene capacidad de suministro de energía en cables ópticos. Usando USB-C en cables de cobre, puede incorporar suministro de energía USB , lo que permite que los puertos suministren o absorban hasta 100 vatios de energía. Esto elimina la necesidad de una fuente de alimentación separada para algunos dispositivos. Thunderbolt 3 permite la retrocompatibilidad con las dos primeras versiones mediante el uso de adaptadores o cables de transición. [ 64 ] [ 65 ] [ 66 ]

Intel ofrece tres variedades para cada uno de los controladores: [ 67 ]

  • El puerto doble (DP) utiliza un enlace PCIe 3.0 ×4 para proporcionar dos puertos Thunderbolt 3 (DSL6540, JHL6540, JHL7540).
  • El puerto único (SP) utiliza un enlace PCIe 3.0 ×4 para proporcionar un puerto Thunderbolt 3 (DSL6340, JHL6340, JHL7340).
  • El modo de bajo consumo (LP) utiliza un enlace PCIe 3.0 ×2 para proporcionar un puerto Thunderbolt 3 (JHL6240).

Esto sigue la práctica anterior, donde los dispositivos de gama alta, como el Mac Pro de segunda generación, el iMac, el MacBook Pro con pantalla Retina y el Mac Mini , utilizan controladores de dos puertos; mientras que los dispositivos de gama baja y menor consumo de energía, como el MacBook Air, utilizan la versión de un puerto.

Se añadió soporte a los chipsets de arquitectura Skylake de Intel , que se comercializaron desde finales de 2015 hasta principios de 2016. [ 64 ] [ 65 ] [ 66 ]

Los dispositivos con puertos Thunderbolt 3 comenzaron a distribuirse a principios de diciembre de 2015, incluyendo portátiles con Microsoft Windows (de Acer , Asus , Clevo , HP , Dell , Dell Alienware , Lenovo , MSI , Razer y Sony ), así como placas base (de Gigabyte Technology ) y un cable USB-C pasivo Thunderbolt 3 de 0,5 m (de Lintes Technology). [ 68 ]

En octubre de 2016, Apple anunció MacBook Pro (13 pulgadas, 2016, 2 puertos Thunderbolt 3), [ 69 ] que, como su nombre indica, cuenta con dos puertos Thunderbolt 3, MacBook Pro (13 pulgadas, 2016, 4 puertos Thunderbolt 3), [ 70 ] y MacBook Pro (15 pulgadas, 2016), [ 71 ] que cuenta con cuatro puertos Thunderbolt 3. En junio de 2017, Apple anunció el iMac (21,5 pulgadas, 2017), [ 72 ] iMac (Retina 4K, 21,5 pulgadas, 2017), [ 73 ] iMac (Retina 5K, 27 pulgadas, 2017) [ 74 ] que cuentan con dos puertos Thunderbolt 3, así como el iMac Pro , [ 75 ] que contaba con cuatro puertos Thunderbolt 3 y se lanzó en diciembre de 2017. En octubre de 2018, Apple anunció el MacBook Air (Retina, 13 pulgadas, 2018), [ 76 ] que cuenta con 2 puertos Thunderbolt 3 y el Mac mini (2018) [ 77 ] que cuenta con cuatro puertos Thunderbolt 3. En junio de 2019, Apple presentó Mac Pro (2019) [ 78 ] y Mac Pro (Rack, 2019) [ 79 ] con hasta doce puertos Thunderbolt 3, y Pro Display XDR , [ 80 ] que cuenta con un puerto Thunderbolt 3, ambos lanzados en diciembre de 2019. En marzo de 2022, Apple lanzó Studio Display [ 81 ] con un puerto Thunderbolt 3.

El 8 de enero de 2018, Intel anunció una actualización de producto (con nombre en clave Titan Ridge) con "mayor robustez" y compatibilidad con DisplayPort 1.4. Intel ofrece una versión de un puerto (JHL7340) y otra de dos puertos (JHL7540) de este controlador de host, así como un controlador de periféricos compatible con dos puertos Thunderbolt 3 (JHL7440). El nuevo controlador de periféricos ahora puede funcionar como receptor USB (compatible con puertos USB-C estándar). [ 82 ]

La pantalla Apple Pro Display XDR, que macOS permite conectar a un Mac mediante dos conexiones HBR3, no admite la compresión de flujo de pantalla (DSC). Esto requeriría 51,84  Gbit/s, imposible para Thunderbolt 3, pero funciona porque las dos señales de 3008 × 3384 píxeles, 10 bpc, 60  Hz y 648,91  MHz de la pantalla XDR solo requieren  un total de 38,9 Gbit/s, y Thunderbolt no transmite los símbolos de relleno de DisplayPort que se utilizan para llenar el ancho de banda HBR3.

USB4 (2019)

La especificación USB4 fue publicada el 29 de agosto de 2019 por el USB Implementers Forum , [ 83 ] basada en la especificación del protocolo Thunderbolt 3. [ 84 ]

Admite un rendimiento de 40  Gbit/s (5  GB/s), es opcionalmente compatible con Thunderbolt 3 y es retrocompatible con USB 3.2 y USB 2.0. [ 85 ] [ 86 ] La arquitectura define un método para compartir un único enlace de alta velocidad con múltiples tipos de dispositivos finales de forma dinámica que mejor sirve a la transferencia de datos por tipo y aplicación.

USB4 admite DisplayPort 2.0 a través de su modo alternativo. [ 87 ]

DisplayPort 2.0 puede admitir resoluciones superiores a 8K a 60  Hz sin pérdidas gracias a los nuevos estándares de señalización UHBR 10, 13.5 y 20 (DSC 1.2 utilizado en DisplayPort 1.4 para esa resolución no es sin pérdidas) en 8 bits y 8K 60  Hz con color de 10 bits y usar hasta 80  Gbit/s (ancho de banda efectivo de 77,37  Gbit/s), que es el doble de la cantidad disponible para datos USB, porque (al igual que antes en DisplayPort 1.4) envía casi todos los datos en una dirección (al monitor) y por lo tanto puede usar los cuatro carriles de datos a la vez. [ 88 ] Son posibles resoluciones de hasta 16K (15360×8640)  pantalla de 60 Hz con Y'CbCr 4:4:4 de 10 bits o RGB. [ 89 ]

En noviembre de 2020, Apple anunció MacBook Air (M1, 2020) , [ 90 ] MacBook Pro (13 pulgadas, M1, 2020) , [ 91 ] y Mac mini (M1, 2020) [ 92 ] con puertos USB4.

Modo USB4 PCIe

USB4 convierte los aspectos PCIe de Thunderbolt en "código abierto": los dispositivos USB PCIe pueden lanzarse sin la certificación Thunderbolt. Sin embargo, cabe destacar que estos dispositivos no podrán usar la marca Thunderbolt. No obstante, los dispositivos Thunderbolt 4 utilizan el modo PCIe con una etiqueta de certificación adicional, lo que promueve la retrocompatibilidad. Esto significa que varios dispositivos rivales pueden usar diferentes marcas para realizar la misma tarea. Los dispositivos USB4 PCIe pueden ser retrocompatibles con Thunderbolt 1-3, pero esto no es obligatorio. El modo USB4 PCIe no es un modo alternativo, como el modo alternativo de DisplayPort, y Microsoft exige que los dispositivos con USB4 incluyan compatibilidad con PCIe para ser PC con certificación WHQL/Windows. [ 93 ] [ 94 ] [ 95 ] [ 96 ] [ 97 ]

Thunderbolt 4 (2020)

Thunderbolt 4 se anunció en el CES  2020 [ 98 ] y la especificación final se publicó en julio de 2020. [ 99 ] Las diferencias clave entre Thunderbolt 4 y Thunderbolt 3 son un requisito de ancho de banda mínimo de 32  Gbit/s para el enlace PCIe, compatibilidad con pantallas duales 4K (DisplayPort 1.4), [ 100 ] [ 101 ] y protección de acceso directo a memoria basada en Intel VT-d para prevenir ataques DMA físicos .

Otra mejora importante es que Thunderbolt 4 admite concentradores USB de modo alternativo Thunderbolt ("Arquitectura de accesorios multipuerto"), y no solo la conexión en cadena . [ 3 ] [ 4 ] Estos concentradores son retrocompatibles con dispositivos Thunderbolt 3 y pueden ser retrocompatibles con hosts Thunderbolt 3 (solo Titan Ridge; con Alpine Ridge, los puertos descendentes adicionales se degradan a USB 3). [ 102 ] [ 103 ]

El ancho de banda máximo se mantiene en 40  Gbit/s, el mismo que Thunderbolt 3 y cuatro veces más rápido que USB 3.2 Gen  2x1. [ 104 ] [ 99 ] Los productos compatibles comenzaron a llegar a finales de 2020 e incluyeron procesadores móviles Tiger Lake para portátiles Intel Evo y controladores Thunderbolt independientes de la serie 8000 (nombre en clave Goshen Ridge para dispositivos y Maple Ridge para hosts). En el escritorio, se agregó Thunderbolt 4 nativo en los carriles PCIe 4 de Intel Arrow Lake directamente en la CPU, y al hacerlo eliminó la limitación de datos de 25 Gbit/s, ahora se podían usar los 40 Gbit/s para datos.

Thunderbolt 5 (2023)

El 12 de septiembre de 2023, Intel presentó Thunderbolt 5 (nombre en clave Barlow Ridge), alineado con la especificación USB4 2.0 del USB Implementers Forum (USB-IF). Ofrece un ancho de banda simétrico de 80  Gbit/s, por ejemplo, para dispositivos de almacenamiento masivo, el doble que Thunderbolt 4, y un ancho de banda unidireccional de 120  Gbit/s para pantallas (el triple que Thunderbolt 3 y 4), compatible con dos pantallas 8K a 60  Hz. El ancho de banda mínimo requerido permanece sin cambios con respecto a Thunderbolt 4: 32  Gbit/s para el enlace PCIe.

Las especificaciones completas incluyen:

  • Compatible con la última versión de la  especificación USB4 2.0 de 80 Gbit/s.
  • Duplicar el ancho de banda total de Thunderbolt 4 a 80  Gbit/s simétricos, o 120  Gbit/s en una dirección y 40 en la otra, generalmente para usos intensivos de vídeo.
  • Compatibilidad con DisplayPort 2.1
  • El doble de rendimiento (64  Gbit /s) que el de PCI Express gracias a PCI Express Gen. 4 × 4 , para un almacenamiento y gráficos externos más rápidos . 
  • Hasta 240  W de potencia de carga aguas abajo
  • Funciona con cables pasivos existentes de hasta 1 m (3,3 pies) a través de PAM-3.  
  • Compatible con versiones anteriores de Thunderbolt, USB y DisplayPort.
  • Respaldado por los programas de habilitación y certificación de Intel.

Intel anunció que los ordenadores y accesorios compatibles con Thunderbolt 5 saldrán al mercado a partir de 2024. [ 105 ]

En octubre de 2024, Apple anunció el Mac Mini (M4 Pro, 2024) [ 106 ] y el MacBook Pro de 14 y 16 pulgadas (M4 Pro/Max, 2024) [ 107 ] con tres puertos Thunderbolt 5. En marzo de 2025, Apple anunció el lanzamiento del Mac Studio (M4 Max/M3 Ultra, 2025), con el modelo Max con cuatro puertos Thunderbolt 5/USB4 USB-C y el Ultra con seis puertos Thunderbolt 5/USB4 USB-C. [ 108 ] Todos estos dispositivos funcionan a hasta 120 Gbit/s tanto en modo Thunderbolt 5 como en modo USB4. [ 109 ]

Situación de regalías (2019 – )

El 24 de mayo de 2017, Intel anunció que Thunderbolt 3 se convertiría en un estándar libre de regalías para los fabricantes de equipos originales y de chips en 2018, como parte de un esfuerzo para impulsar la adopción del protocolo. [ 110 ] La especificación Thunderbolt 3 se publicó posteriormente en el USB-IF el 4 de marzo de 2019, convirtiéndola en libre de regalías, para ser utilizada para formar USB4 . [ 84 ] [ 111 ] [ 112 ] Intel dice que mantendrá el control sobre la certificación de todos los dispositivos Thunderbolt 3. [ 113 ] Intel también afirma que emplea "certificación obligatoria para todos los productos Thunderbolt". [ 114 ]

Antes de marzo de 2019, no se habían lanzado ni anunciado chipsets ni computadoras AMD con soporte para Thunderbolt debido a los requisitos de certificación (Intel no certificaba plataformas que no fueran de Intel). Sin embargo, el YouTuber Wendell Wilson de Level1Techs logró que funcionara el soporte para Thunderbolt 3 en una computadora AMD con una CPU Threadripper y una tarjeta de expansión Titan Ridge modificando el firmware, lo que indica que la falta de soporte para Thunderbolt en sistemas que no son de Intel no se debe a ninguna limitación de hardware. [ 115 ] [ 116 ] A partir de mayo de 2019, es posible tener soporte para Thunderbolt 3 en AMD usando tarjetas de expansión sin ningún problema, [ 117 ] y placas base como ASRock X570 Creator ya tienen puertos Thunderbolt 3. [ 118 ]

En enero de 2020, Intel certificó [ 119 ] ASRock X570 Phantom Gaming ITX/TB3, y ahora los fabricantes pueden producir libremente silicio controlador Thunderbolt (aunque esas placas base ASRock usaban Intel Titan Ridge). [ 120 ]

Actualmente, Asus admite Thunderbolt 3 en AMD con la tarjeta de expansión Thunderboltex 3-TR, siendo compatible con placas base AMD y Ryzen 3 , 5 (56xx): ROG Strix B550-E Gaming, ROG Strix B550-F Gaming, Prime B550-PLUS, TUF Gaming B550-Plus. [ 121 ] La ASUS ProArt B550-Creator tiene 2 puertos Thunderbolt 4. [ 122 ]

GIGABYTE también tiene un par de placas base certificadas, B550 VISION DP y B550 VISION D, [ 123 ] [ 124 ] con un controlador Intel Thunderbolt 3.

Cobre frente a óptico

Aunque Thunderbolt fue concebido originalmente como una tecnología óptica , Intel cambió a conexiones eléctricas basadas en cobre para reducir costos y suministrar hasta 10 vatios de potencia a los dispositivos conectados. [ 125 ]

En 2009, los funcionarios de Intel dijeron que la compañía estaba "trabajando en agrupar la fibra óptica con cable de cobre para que Light Peak pudiera usarse para alimentar dispositivos conectados a la PC". [ 126 ] En 2010, Intel dijo que la intención original era "tener una tecnología de conector único" que permitiría " USB 3.0  eléctrico ... y aprovechar la alimentación de CC de USB 3.0 o 4.0". [ 127 ] Light Peak tenía como objetivo hacer grandes avances en la tecnología óptica lista para el consumidor, para entonces había logrado "[conectores clasificados] para 7000 inserciones, lo que iguala o supera otras conexiones de PC  ... cables [que estaban atados] con múltiples nudos para asegurar que no se rompiera y la pérdida fuera aceptable", y, "Casi dos personas pueden tirar de él a la vez y no se romperá la fibra". Predijeron que los cables "Light Peak" no serían más caros que los HDMI". [ 128 ]

En enero de 2011, David Perlmutter de Intel declaró a Computerworld que las implementaciones iniciales de Thunderbolt se basarían en cables de cobre. [ 127 ] «El cobre resultó ser muy bueno, sorprendentemente mejor de lo que esperábamos», afirmó. [ 129 ] Una ventaja importante del cobre es su capacidad para transmitir energía. El estándar Thunderbolt final especifica 10  W  CC en cada puerto. Véase la sección de comparación a continuación.

Intel y sus socios de la industria siguen desarrollando hardware y cables Thunderbolt ópticos. [ 130 ] Los cables de fibra óptica tendrían una longitud de "decenas de metros", pero no suministrarían energía, al menos no inicialmente. [ 12 ] [ 131 ] [ 132 ] La versión de Corning contiene cuatro  fibras VSDN (Very Short Distance Network) de 80/125 μm para transportar una señal infrarroja hasta 190 m (600 pies) . [ 133 ] La conversión de una señal eléctrica a óptica está integrada en el propio cable, por lo que el conector MDP actual es compatible con versiones futuras. Intel espera, en última instancia, un conjunto de transceptor puramente óptico integrado en el PC. [ 132 ]  

El primer cable Thunderbolt óptico de este tipo fue presentado por Sumitomo Electric Industries en enero de 2013. [ 134 ] Está disponible en longitudes de 10 m (30 pies) , 20 m (70 pies) y 30 m (100 pies) . Sin embargo, estos cables se comercializan casi exclusivamente en Japón, y su precio es entre 20 y 30 veces superior al de los cables Thunderbolt de cobre.      

La empresa alemana DeLock también lanzó en 2013 cables ópticos Thunderbolt en longitudes de 10 m (30 pies) , 20 m (70 pies) y 30 m (100 pies) , con precios similares a los de Sumitomo, y se vendieron exclusivamente en Alemania. [ 135 ]      

En septiembre de 2013, la empresa de vidrio Corning Inc. lanzó la primera gama de cables ópticos Thunderbolt disponibles en el mercado occidental, junto con cables ópticos USB 3.0, ambos bajo la marca "Optical Cables". [ 18 ] Con la mitad del diámetro y una quinta parte de la masa de los cables Thunderbolt de cobre comparables, funcionan con el  protocolo Thunderbolt de 10 Gbit/s y el  protocolo Thunderbolt 2 de 20 Gbit/s, y por lo tanto pueden funcionar con todos los dispositivos Thunderbolt autoalimentados (a diferencia de los cables de cobre, los cables ópticos no pueden proporcionar energía). [ 18 ] Los cables extienden la longitud máxima actual de 30 m (100 pies) que ofrece el cobre a un máximo de 60 m (200 pies) .    

Antes de 2020, no existían cables ópticos Thunderbolt 3 en el mercado. Sin embargo, en aquel entonces se podían usar cables ópticos Thunderbolt 1 y 2 con adaptadores Thunderbolt 3 (USB-C) a Thunderbolt 2 de Apple en cada extremo del cable. Esto permitía conexiones de hasta 60 m (200 pies) como máximo, tal como ofrecían las versiones anteriores del estándar. [ 136 ]  

En abril de 2019, Corning mostró un cable óptico Thunderbolt 3 en el NAB Show 2019 en Las Vegas . [ 137 ] Poco más de un año después, en septiembre de 2020, Corning lanzó sus cables ópticos Thunderbolt 3 en longitudes de 5 m (20 pies) , 10 m (30 pies) , 15 m (50 pies) , 25 m (80 pies) y 50 m (160 pies) . [ 138 ] Mientras tanto, la empresa taiwanesa Areca lanzó cables ópticos Thunderbolt 3 en abril de 2020 en longitudes de 10 m (30 pies) , 20 m (70 pies) y 30 m (100 pies) . [ 139 ]                

Las versiones de cobre de los cables Thunderbolt 4 ofrecen  una velocidad completa de 40 Gbit/s y son compatibles con versiones anteriores de USB (hasta USB4), DisplayPort Alternate Mode (DP 1.4 HBR3) y Thunderbolt 3. Lanzados a principios de 2021, también iban a estar disponibles en tres longitudes específicas: 0,2 m (0,66 pies) , 0,8 m (2,6 pies) y 2 m (6,6 pies) , aunque muchas empresas ofrecían inicialmente los de 0,8 m (2,6 pies) .        

Los cables Thunderbolt 4 de cobre de hasta 1,0 m (3,3 pies) son cables pasivos, mientras que los cables más largos deben integrar circuitos de acondicionamiento de señal activos. La longitud máxima de los cables activos disponibles de la mayoría de las marcas, incluidas CalDigit, [ 140 ] Cable Matters, [ 141 ] y otras, es de 2 m (6,6 pies) , mientras que Apple es actualmente la única empresa que ofrece un cable de cobre activo de 3 m (9,8 pies) .      

Los cables ópticos Thunderbolt 4 estaban destinados a longitudes de ≈ 5 m (16 pies) a 50 m (160 pies) , [ 142 ] aunque esto podría no suceder, y en su lugar se pasaría a los cables ópticos Thunderbolt 5, algún tiempo después de la llegada de ese estándar a finales de 2024.    

El  modo de 80 Gbit/s de USB4, utilizado en Thunderbolt 5, emplea codificación PAM3 de tres niveles en lugar de la codificación NRZ de dos niveles utilizada por todas las versiones anteriores de Thunderbolt y USB. Como resultado, los cables activos (incluidos los ópticos) que funcionaban en generaciones anteriores no permitirán alcanzar esta nueva velocidad. Debido a la forma en que se negocia el enlace, los cables Thunderbolt 3 no funcionarán en absoluto, mientras que los cables Thunderbolt 4 funcionarán a  una velocidad de 40 Gbit/s. [ 143 ]

Compatibilidad

Antes de Thunderbolt 3

Dispositivos periféricos

Un dispositivo de almacenamiento con múltiples discos duros que se conecta a un ordenador mediante una conexión Thunderbolt.

Los primeros periféricos Thunderbolt aparecieron en tiendas minoristas a finales de 2011, tras el lanzamiento por parte de Apple de su primer ordenador con Thunderbolt a principios de 2011, el MacBook Pro . Se trataba de las carcasas RAID Pegasus R4 (4 discos) y Pegasus R6 (6 discos) de Promise Technology, dirigidas al mercado profesional y de usuarios avanzados , que inicialmente ofrecían hasta 12 TB de almacenamiento, capacidad que posteriormente se incrementó a 32 TB en la Pegasus R8 (8 discos). Las ventas de estas unidades se vieron afectadas por las inundaciones de 2011 en Tailandia (país que fabrica gran parte del suministro mundial de discos duros), lo que provocó una reducción en la producción mundial de discos duros y un consiguiente aumento de los costes de almacenamiento. Por consiguiente, el precio de venta al público de estas unidades Promise aumentó, lo que contribuyó a una menor adopción de los dispositivos.  

Otros fabricantes de dispositivos de almacenamiento también tardaron en lanzar sus productos: la mayoría eran dispositivos más pequeños, dirigidos al mercado profesional y centrados en la velocidad más que en la alta capacidad. Muchos dispositivos tenían una capacidad inferior a un terabyte, y algunos incorporaban unidades SSD para un acceso más rápido a los datos externos en lugar de discos duros estándar.

Otras compañías han ofrecido interfaces que permiten enrutar múltiples conexiones antiguas, generalmente más lentas, a través de un único puerto Thunderbolt. En julio de 2011, Apple lanzó su Apple Thunderbolt Display , cuyo conector Gigabit Ethernet y otros tipos de conectores más antiguos lo convirtieron en el primer concentrador de su clase. Posteriormente, compañías como Belkin , CalDigit , Other World Computing , Matrox , StarTech y Elgato lanzaron bases de conexión Thunderbolt.

A finales de 2012, pocos dispositivos de almacenamiento con capacidades de diez terabytes o más habían aparecido. Entre las excepciones se encontraban las unidades profesionales de alto precio de Sonnet Technologies y las carcasas de cuatro y cinco discos de Drobo , estas últimas con su propio sistema propietario de gestión de datos BeyondRAID .

La retrocompatibilidad con ordenadores que no contaban con Thunderbolt suponía un problema, ya que la mayoría de los dispositivos de almacenamiento solo disponían de dos puertos Thunderbolt, para conectar en cadena hasta seis dispositivos desde cada uno. A mediados de 2012, LaCie , Drobo y otros fabricantes comenzaron a sustituir uno de los dos puertos Thunderbolt por una conexión USB 3.0 en algunos de sus productos de gama baja y media. Los modelos posteriores incorporaron el puerto USB 3.0 además de los dos puertos Thunderbolt, incluidos los de la gama 2big de LaCie .

Dispositivos Apple anteriores a Thunderbolt 3

Apple lanzó su primer ordenador equipado con Thunderbolt a principios de 2011 con el MacBook Pro , y desde entonces ha seguido actualizando sus dispositivos inmediatamente con las nuevas generaciones de Thunderbolt tan pronto como están disponibles.

Lista de dispositivos Apple con puertos Thunderbolt: [ 144 ]

  • MacBook Pro (Retina, 13 pulgadas, finales de 2012 a principios de 2013)
  • MacBook Pro (Retina, 15 pulgadas, mediados de 2012 a principios de 2013)
  • MacBook Pro (17 pulgadas, principios de 2011 a finales de 2011)
  • MacBook Pro (15 pulgadas, principios de 2011 a mediados de 2012)
  • MacBook Pro (13 pulgadas, principios de 2011 a mediados de 2012)
  • MacBook Air (13 pulgadas, mediados de 2011 a principios de 2014)
  • MacBook Air (11 pulgadas, mediados de 2011 a principios de 2014)
  • Mac Mini (mediados de 2011 a finales de 2012)
  • iMac (27 pulgadas, mediados de 2011 a finales de 2013)
  • iMac (21,5 pulgadas, de mediados de 2011 a mediados de 2014)

El MacBook Pro Retina de finales de 2013 fue el primer producto en tener puertos Thunderbolt 2, después de lo cual los fabricantes comenzaron a actualizar sus ofertas de modelos a aquellos que presentaban la  conexión más nueva y rápida de 20 Gbit/s a lo largo de 2014. [ 145 ] Nuevamente, entre los primeros estuvo Promise Technology, que lanzó versiones actualizadas Pegasus 2 de sus modelos R4 y R6 junto con una unidad RAID R8 (8 discos) aún más grande , que ofrecía hasta 32  TB de almacenamiento. Más tarde, otras marcas introdujeron de manera similar modelos de alta capacidad con el nuevo tipo de conexión, incluidos SanDisk Professional (con sus modelos G-RAID Studio que ofrecían hasta 24  TB) y LaCie (con sus modelos 5big y 8big montados en rack , que ofrecían hasta 48 TB). LaCie también ofreció versiones de diseño actualizado de sus modelos de consumo masivo 2big , hasta 12 TB, utilizando nuevos discos duros de 6 TB.   

Lista de dispositivos Apple con puertos Thunderbolt 2: [ 144 ]

  • MacBook Pro (Retina, 15 pulgadas, finales de 2013 a mediados de 2015)
  • MacBook Pro (Retina, 13 pulgadas, finales de 2013 a principios de 2015)
  • MacBook Air (13 pulgadas, principios de 2015 a 2017)
  • MacBook Air (11 pulgadas, principios de 2015)
  • Mac Mini (finales de 2014)
  • iMac (Retina 4K, 21,5 pulgadas, finales de 2015)
  • iMac (21,5 pulgadas, finales de 2015)
  • iMac (Retina 5K, 27 pulgadas, finales de 2014 a finales de 2015)
  • Mac Pro (finales de 2013)

Después de Thunderbolt 3

Aunque inicialmente Thunderbolt tenía un soporte de hardware deficiente fuera de los dispositivos Apple y había quedado relegado a un puerto para dispositivos de nicho, la adopción de Thunderbolt 3, que utiliza el estándar de conector USB-C, significó una mayor aceptación en el mercado, especialmente cuando posteriormente pasó a formar parte del estándar USB4.

Thunderbolt 3 se presentó a finales de 2015, y varios fabricantes de placas base y fabricantes de portátiles OEM incluyeron Thunderbolt 3 en sus productos. Gigabyte y MSI , grandes fabricantes de componentes informáticos, entraron por primera vez en el mercado con componentes compatibles con Thunderbolt 3. [ 146 ] [ 147 ]

Dell fue la primera en incluir puertos Thunderbolt 3 en portátiles con su serie XPS y su gama Dell Alienware . [ 148 ]

Los detalles sobre la compatibilidad están disponibles en el sitio web de la comunidad de tecnología Thunderbolt. [ 6 ]

Un único puerto Thunderbolt 3 o posterior permite la transferencia de datos, admite dos  pantallas 4K a 60 Hz y carga rápida de portátiles de hasta 100 W con un solo cable. Cualquier base Thunderbolt o USB se puede conectar a un ordenador Thunderbolt 3. Los dispositivos USB se pueden conectar a un puerto Thunderbolt 3 o posterior. Se admiten dispositivos DisplayPort y Mini DisplayPort.

Es posible que se disponga de algunas funciones limitadas si se conecta un dispositivo Thunderbolt a un puerto USB-C normal; esto depende de la implementación y no está garantizado.

Periféricos desde Thunderbolt 3

Varios proveedores como Dell , HP Inc. y Lenovo han lanzado bases de conexión para sus dispositivos que ofrecen funciones de botón de encendido para que los portátiles puedan encenderse incluso con la tapa cerrada y el botón de encendido del dispositivo no sea accesible. Algunas bases de conexión están equipadas con dos NIC distintas , cada una compatible con un bus diferente ( especificaciones de la base de conexión HP Thunderbolt G4 , base de conexión ThinkPad Universal Thunderbolt 4) . Una de las NIC utiliza una interfaz USB para compatibilidad, mientras que la otra utiliza una interfaz PCIe para un mayor rendimiento. La NIC USB admite Ethernet de 1 Gbit/s, mientras que la NIC PCIe admite Ethernet de 2,5 Gbit/s. Cuando la base de conexión está conectada a un puerto Thunderbolt/USB4, la NIC PCIe se activa. Cuando la base de conexión está conectada a un puerto USB que no sea Thunderbolt, la NIC USB se activa. Esto no se aplica a la base de conexión Lenovo ThinkPad Universal Thunderbolt 4 (40B0), ya que el proveedor mantendrá la NIC PCIe desactivada si el PC se basa en una CPU Intel sin vPro o una CPU AMD. Esto no se debe a ninguna limitación de hardware, sino que es simplemente una decisión de marketing. En cambio, la base HP Thunderbolt G4 activará la tarjeta de red PCIe en todos los ordenadores compatibles con Thunderbolt/USB4 que utilicen procesadores Intel o AMD.

Compatibilidad con versiones anteriores

La señalización de los dispositivos Thunderbolt 1 y 2 es eléctricamente compatible con los puertos Thunderbolt 3/4/5. Por lo tanto, los dispositivos TB1/2 solo requieren un adaptador pasivo para conectarse a un puerto de versión posterior si el dispositivo no utiliza alimentación por bus. Los dispositivos Thunderbolt 3 también se pueden usar con hosts Thunderbolt 1 o 2 mediante un adaptador. [ 149 ] Apple fabrica un adaptador que funciona de forma bidireccional. [ 150 ]

Sin embargo, las versiones más recientes del firmware de Intel para Windows han deshabilitado la compatibilidad con Thunderbolt 1 y 2 por motivos de seguridad; las versiones anteriores permitían su uso. Apple ofrece compatibilidad con versiones anteriores para dispositivos Thunderbolt 1 y 2 en sus sistemas compatibles con Thunderbolt 4.

Los puertos Thunderbolt 4/5 son compatibles con dispositivos Thunderbolt 3. Los dispositivos Thunderbolt 4/5 no funcionan con hosts Thunderbolt 1/2, incluso con un adaptador. Los dispositivos Thunderbolt 4/5 funcionan con puertos Thunderbolt 3 en dispositivos Apple, pero no se garantiza la compatibilidad con los puertos Thunderbolt 3 de otros dispositivos debido a que se implementa un subconjunto menor de Thunderbolt 3. [ 150 ]

Dispositivos Apple (desde TB3)

Apple incluyó Thunderbolt 3 en los Mac por primera vez en 2016.

Lista de dispositivos Apple con puertos Thunderbolt 3: [ 144 ]

  • MacBook Pro (13 pulgadas, dos puertos Thunderbolt 3, 2016 a 2020)
  • MacBook Pro (13 pulgadas, cuatro puertos Thunderbolt 3, 2016 a 2020)
  • MacBook Pro (15 pulgadas, 2016 a 2019)
  • MacBook Pro (16 pulgadas, 2019)
  • MacBook Air (Retina, 13 pulgadas, 2018 a 2020)
  • iMac (Retina 5K, 27 pulgadas, 2017 a 2020)
  • iMac (Retina 4K, 21,5 pulgadas, 2017 a 2019)
  • iMac (21,5 pulgadas, 2017)
  • iMac Pro (2017)
  • Mac Pro (2019 + Rack, 2019)
  • Mac Mini (2018)
  • Pro Display XDR (2019)
  • Exposición de estudio (2022)

La lista de dispositivos Apple que incluyen puertos Thunderbolt 3/USB4 incluye: [ 144 ]

  • MacBook Pro (13 pulgadas, M1, 2020 a M2, 2022)
  • MacBook Pro (14 pulgadas, M3, 2023)
  • MacBook Air (13 pulgadas, M1, 2020 a M3, 2024)
  • MacBook Air (15 pulgadas, M2, 2023 a M3, 2024)
  • Mac Mini (M1, 2020)
  • iMac (24 pulgadas, M1, 2021 a M3, 2023)
  • iPad Pro de 11 pulgadas (de la 3.ª generación, 2021, a la 4.ª generación, 2022)
  • iPad Pro de 12,9 pulgadas (5.ª generación, 2021 a 6.ª generación, 2022)
  • iPad Pro de 11 pulgadas (M4, 2024)
  • iPad Pro de 13 pulgadas (M4, 2024)
  • iPad Pro de 11 pulgadas (M5, 2025)
  • iPad Pro de 13 pulgadas (M5, 2025)

Apple comenzó a incluir Thunderbolt 4 en algunos de sus dispositivos, empezando en 2021 con el MacBook Pro.

La lista de dispositivos Apple que incluyen puertos Thunderbolt 4 incluye: [ 144 ]

  • MacBook Pro (14 pulgadas, M1 Pro/Max, 2021 a M3 Pro/Max, 2023)
  • MacBook Pro (16 pulgadas, M1 Pro/Max, 2021 a M3 Pro/Max, 2023)
  • Mac Studio (2022 a 2023)
  • Mac Mini (2023)
  • Mac Pro (2023 + Rack, 2023)
  • iMac (24 pulgadas, M4, 2024)
  • Mac Mini (M4, 2024)
  • MacBook Pro (14 pulgadas, M4, 2024)
  • MacBook Air (13 pulgadas, M4, 2025)
  • MacBook Air (15 pulgadas, M4, 2025)
  • MacBook Pro (14 pulgadas, M5, 2025)

Apple comenzó a incluir Thunderbolt 5 en algunos de sus dispositivos, empezando en 2024 con el Mac Mini (M4 Pro) y el MacBook Pro de 14 y 16 pulgadas (M4 Pro/Max).

La lista de dispositivos Apple que incluyen puertos Thunderbolt 5 incluye:

  • Mac Mini (M4 Pro, 2024)
  • MacBook Pro (14 pulgadas, M4 Pro/Max, 2024)
  • MacBook Pro (16 pulgadas, M4 Pro/Max, 2024)
  • Mac Studio (M3 Ultra/M4 Max, 2025)
  • MacBook Pro (14 pulgadas, M5 Pro/Max, 2026)
  • MacBook Pro (16 pulgadas, M5 Pro/Max, 2026)

Vulnerabilidades de seguridad

Vulnerabilidad a ataques DMA

Thunderbolt 3, al igual que muchos buses de expansión de alta velocidad, incluidos PCI Express , PC Card , ExpressCard , FireWire , PCI y PCI-X , es potencialmente vulnerable a un ataque de acceso directo a memoria (DMA) . Si los usuarios extienden el bus PCI Express (el bus de expansión de alta velocidad más común en los sistemas a partir de 2018) con Thunderbolt, permite un acceso de muy bajo nivel al ordenador. Un atacante podría conectar físicamente un dispositivo malicioso que, a través de su acceso directo y sin restricciones a la memoria del sistema y otros dispositivos, podría eludir casi todas las medidas de seguridad del sistema operativo, permitiendo al atacante leer y escribir en la memoria del sistema, exponiendo potencialmente claves de cifrado o instalando malware . [ 151 ] Tales ataques se han demostrado modificando hardware Thunderbolt comercial económico. [ 152 ] [ 153 ] La virtualización IOMMU , si está presente y configurada por la BIOS y el sistema operativo, puede cerrar la vulnerabilidad de un ordenador a los ataques DMA, [ 152 ] pero solo si la IOMMU puede bloquear el acceso DMA del dispositivo malicioso. A partir de 2019, los principales proveedores de sistemas operativos no habían tenido en cuenta la variedad de formas en que un dispositivo malicioso podría aprovechar las interacciones complejas entre múltiples periféricos emulados, exponiendo errores y vulnerabilidades sutiles. [ 154 ] Algunas placas base e implementaciones UEFI ofrecen protección DMA del kernel. La protección de acceso directo a memoria (DMA) basada en Intel VT-d es un requisito obligatorio para la certificación de host Thunderbolt 4. [ 155 ]

Esta vulnerabilidad no está presente cuando se usa Thunderbolt como interconexión de sistemas ( IPoTB es compatible con OS X Mavericks ), porque la implementación IP se ejecuta en la estructura subyacente de conmutación de paquetes de baja latencia de Thunderbolt, y el protocolo PCI Express no está presente en el cable. Esto significa que si se usa la red IPoTB entre un grupo de computadoras, no existe la amenaza de un ataque DMA entre ellas. [ 151 ] [ 152 ] [ 156 ] [ 157 ]

Vulnerabilidad a ataques de ROM de opción

Cuando un sistema con Thunderbolt arranca, carga y ejecuta las ROM de opción de los dispositivos conectados. Una ROM de opción maliciosa puede permitir que el malware se ejecute antes de que se inicie el sistema operativo. Posteriormente, puede infiltrarse en el núcleo, registrar las pulsaciones de teclas o robar claves de cifrado. [ 158 ] La facilidad para conectar dispositivos Thunderbolt a ordenadores portátiles los hace ideales para ataques de tipo evil-maid . [ 159 ]

Algunos sistemas cargan ROM de opción durante las actualizaciones de firmware, lo que permite que el malware en la ROM de opción de un dispositivo Thunderbolt sobrescriba potencialmente la ROM flash SPI que contiene el firmware de arranque del sistema. [ 160 ] [ 161 ] En febrero de 2015, Apple publicó una actualización de seguridad para Mac OS X para eliminar la vulnerabilidad de cargar ROM de opción durante las actualizaciones de firmware, aunque el sistema sigue siendo vulnerable a ataques de ROM de opción durante los arranques normales. [ 162 ]

Las medidas de seguridad de arranque implementadas a través del firmware, como el arranque seguro UEFI (que especifica la aplicación de firmas o listas de hashes permitidas de las ROM de opción), están diseñadas para mitigar este tipo de ataque.

Vulnerabilidad a ataques de exposición de datos (Thunderspy)

En mayo de 2020, se descubrieron siete fallos de seguridad importantes en el protocolo Thunderbolt, denominados colectivamente Thunderspy . Estos fallos permiten a un atacante acceder a todos los datos almacenados en un ordenador, incluso si el dispositivo está bloqueado, protegido con contraseña y tiene un disco duro cifrado. Estas vulnerabilidades afectan a todos los puertos Thunderbolt 1, 2 y 3. [ 153 ] El ataque requiere que el ordenador esté en modo de suspensión y tenga un controlador Thunderbolt con un chip de firmware modificable. Un atacante con experiencia y acceso físico al ordenador (" malvada criada ") puede realizar los pasos necesarios en 5 minutos. Con un firmware malicioso, el atacante puede desactivar de forma encubierta la seguridad de Thunderbolt, clonar las identidades del dispositivo y utilizar DMA para extraer datos. [ 163 ] Las vulnerabilidades de Thunderspy se pueden mitigar en gran medida utilizando la protección DMA del kernel, junto con las funciones tradicionales de hardware anti-intrusión. [ 164 ] [ 165 ]

Cables

Adaptador Ethernet Thunderbolt

En junio de 2011, Apple presentó el primer cable Thunderbolt, de 2 m (6,6 pies) ,   Cable activo de 10 Gbit/s , dúplex completo , con un costo de US$49. [ 166 ]

En junio de 2012, Apple comenzó a vender un adaptador Thunderbolt a Gigabit Ethernet por US$29 . [ 167 ] En el tercer trimestre de 2012, otros fabricantes comenzaron a enviar cables Thunderbolt, incluidos cables que alcanzaban el límite de longitud de 3 metros (9,8 pies) , mientras que algunos fabricantes de gabinetes de almacenamiento comenzaron a agrupar cables Thunderbolt con sus dispositivos, en lugar de hacer que los clientes los compraran por separado, como había sido la práctica estándar.

En enero de 2013, Apple redujo el precio de su cable de 2 m (6,6 pies) de longitud a US$39 y añadió un cable de medio metro por US$29 . [ 168 ]  

En la presentación de Thunderbolt 3, Intel anunció que los cables USB-C pasivos conectarían dispositivos Thunderbolt a velocidades superiores a las de USB 3.1 (aunque inferiores a las de los cables Thunderbolt activos), eliminando así la barrera de adopción que suponían los costes de los cables Thunderbolt activos. [ 169 ]

A mediados de 2016, los cables Thunderbolt 3 de cobre estuvieron disponibles en longitudes de hasta 2 m (6,6 pies) . Sin embargo,  Para alcanzar 40 Gbit/s  en cobre se requieren cables activos o cables pasivos cortos (inicialmente de 0,5 m (1,6 pies) , posteriormente de 0,8 m (3 pies) ) . Los cables de cobre pasivos que superen los 0,8 m (3 pies) están limitados a      20 Gbit/s  . A pesar de ese límite, los cables pasivos proporcionan USB 3 (Compatibilidad con versiones anteriores de 20 Gbit/s  , mientras que los cables activos solo admiten USB 2.0 (480 Mbit/s  ). En abril de 2020, debutaron los cables ópticos Thunderbolt 3 (ver Cobre vs. óptico ).

Las versiones de cobre de los cables Thunderbolt 4 ofrecen una transmisión completa.Velocidad de 40 Gbit/s  y retrocompatibilidad con todas las versiones de USB (hasta USB4), DisplayPort Alternate Mode (DP 1.4 HBR3) y Thunderbolt 3. Lanzado a principios de 2021, también estarán disponibles en tres longitudes específicas : 0,2 m (0,66 pies) , 0,8 m (2,6 pies) y 2 m (6,6 pies) , con muchas empresas ofreciendo inicialmente longitudes de 0,8 m (2,6 pies) . Los cables Thunderbolt 4 de cobre de hasta 1 m (3,3 pies) son cables pasivos, mientras que los cables más largos deben integrar circuitos de acondicionamiento de señal activos. Apple es actualmente la única empresa que ofrece un cable de cobre de 3 m (9,8 pies) , mientras que la longitud máxima de los cables de cobre de otras empresas es de 2 m (6,6 pies) . Los cables ópticos Thunderbolt 4 estaban destinados a longitudes de ≈ 5 m (16 pies) a 50 m (160 pies) , [ 142 ] aunque esto podría no suceder, y en su lugar se pasaría a los cables ópticos Thunderbolt 5, algún tiempo después de la llegada de ese estándar a finales de 2024.                  

Controladores Intel

  1. 1 2 Todas las velocidades hasta HBR3 más UHBR10 y UHBR20. No es compatible con UHBR13.5.

Véase también

Referencias

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