其實我的名字叫“雷靂”：大家喜歡的Thunderbolt介面是怎樣從1代進化到4代的？
Intel正式發佈了Thunderbolt 4，並公佈了它的全新細節，當然了產品現在還是沒有的，要等到秋季Intel新一代移動處理器Tiger Lake發佈時才會一同登場，Thunderbolt 4會繼承到使用新處理器的平臺上，而在此之前，我們就來看看Thunderbolt介面是如何一步一步進化到現在這個樣子的。
其實“雷電”是國內民間的一個叫法，而Intel官方一直把它稱為Thunderbolt，並沒有一個官方的中文譯名，而去年蘋果在發佈2019款MacBook時引入了Thunderbolt 3介面，並且在官網上給了它一個中文名字——雷靂。
Thunderbolt 1
最早的時候Thunderbolt介面是由Intel獨自開發的，當時還只有Light Peak這個代號，Intel在IDF 2009上對外進行公開展示，與普通的USB介面相比，它支援多種協定，全雙工傳輸，支持QoS傳輸品質控制，同時也支援熱插拔，除了常規的資料傳輸之外，Light Peak還支援視訊訊號和網路信號傳輸。這需要使用Intel開發的專用晶片，當時他們用的還是光纖，希望最終能實現100Gbps的傳送速率和100米的傳輸距離。
蘋果看到了這個原型之後主動去找Intel並表示對此感興趣，不過希望把光纖改成銅線，這樣就可以傳輸電力，而且更為便宜，最終誕生的就是第一代Thunderbolt。2011年2月，蘋果推出新MacBook Pro產品線，並宣佈採用新一代I/O介面，並宣佈了該介面的商品名稱Thunderbolt，蘋果獨享這技術專利權一年。
正式的產品用銅線取代了光纖，並且使用Mini DisplayPort物理介面。Thunderbolt技術採用兩種通信協議，包括用在資料傳輸的PCI-E，以及用在顯示的DisplayPort，且完整相容現有的DisplayPort設備。將來可能取代其他個人電腦的周邊設備匯流排，如DVI、DisplayPort、USB、Firewire（IEEE 1394）與HDMI等，成為電腦對外的單一匯流排。
Thunderbolt 1/2介面都是Mini DisplayPort的樣子
Thunderbolt可以透過菊輪鍊（Daisy-chain）方式連接最多六個周邊設備，當中可包括兩個顯示器，透過匯流排可供應10W的電力給周邊設備。數據線最長可達10米，傳輸頻寬10Gbps。
初代Thunderbolt支持PCI-E 2.0 x4和DisplayPort 1.1a協定，10Gbps的頻寬比當時的USB 3.0快上一倍，而且可以同時傳輸資料和視訊訊號，不過此介面基本上只有蘋果在用，除了那一年的獨享技術專利時間之外，新一代Thunderbolt的出現也是個原因。
Thunderbolt 2
2013年6月，Intel發佈第二代Thunderbolt控制器“Falcon Ridge”，並把新介面命名為Thunderbolt 2，介面依然是Mini DisplayPort，DisplayPort協議升級到1.2版本，而PCI-E依然是2.0 x4，控制器對外的頻寬依然是20Gbps，但Thunderbolt 2合併了第一代的兩條10Gbps通道，使單介面的傳送速率翻倍到20Gbps，使用起來更加靈活。
升級至DisplayPort 1.2之後，Thunderbolt 2具備傳輸4K視訊訊號的能力，單介面就可驅動4K顯示器，並且介面向後相容，可相容Thunderbolt的線纜和各種Thunderbolt設備。
與第一代Thunderbolt只有蘋果獨享不同，Thunderbolt 2有不少其他廠商使用，第一個使用Thunderbolt 2的是2013年月發佈的華碩Z87-Deluxe/Quad主機板，不過大規模使用還得等到2013年10月蘋果發佈Retina MacBook Pro。
Thunderbolt 3
Thunderbolt 2雖然有其他設備供應商相應，但Thunderbolt真正大放異彩是要等到Thunderbolt 3的時候。
Intel在ComputeX 2015上公佈了Thunderbolt 3技術，如果說Thunderbolt 2只是一次小升級，Thunderbolt 3就是一次重大升級了。首先介面從Mini DisplayPort變成了USB Type-C，同時也相容USB 3.1標準，這樣的好處是讓設備介面得以統一起來，大大提高了相容性。Thunderbolt 3通過使用適配器或過渡線纜與前兩個版本相容。
此外從PCI-E 2.0 x4升級到了PCI-E 3.0 x4，介面頻寬從20Gbps翻倍到40Gbps，視頻方面則升到了8通道的DisplayPort 1.2，單介面就可驅動兩個4K 60Hz的顯示器或單個5K解析度的顯示器。
此外Thunderbolt 3支援USB PD協定，允許介面提供100W的供電，這樣就可以讓設備拋棄專用的供電電線，由一根Thunderbolt 3線來實現資料信號的傳輸與設備的供電，這樣有一些設備就不用在額外接多個獨立電源了。
2015年12月配備Thunderbolt 3介面的設備開始推向市場，這次首發的是一眾Windows筆記本和各家的主機板，這次有許多廠家回應Intel，蘋果在2016年更是推出了只有兩個或四個Thunderbolt 3介面的MacBook Pro，普及程度遠超前兩代。
2018年Intel推出了新版Titan Ridge控制器，把DisplayPort協議升級到1.4標準，並且新的控制器可直接連接USB-C設備，介面的通用性得到大大提升。
由於支援的Thunderbolt 3介面廠家相當多，週邊設備也蓬勃發展，大家所熟悉的顯卡擴展塢、磁片塢、Thunderbolt 3外置硬碟大多都是在Thunderbolt 3出現之後才變多的。
當然Thunderbolt 3的普及與Intel自身的大力推廣是密不可分的，現在Intel已經免費提供Thunderbolt 3授權許可，並且第十代酷睿Ice Lake處理器已經把Thunderbolt 3控制器整合到CPU內部，介面使用成本已經大幅降低。
Thunderbolt 4
Intel在上個星期正式了Thunderbolt 4，它依然採用USB Type-C介面，介面頻寬依然是40Gbps，它是Thunderbolt 3與USB4的超集合，所有配備Thunderbolt 4 Type-C介面的設備都可與Thunderbolt 3和USB4 USB 3/2/1設備相連。
Thunderbolt 4主要提升點有：視頻傳輸支援提升到雙4K解析度或單8K解析度，最低PCI-E頻寬需求從原本的16Gbps倍增至32Gbps，從而支援3000MB/s級別的資料傳輸速度。
對各種配件和搭載Thunderbolt 4的設備，提升點有：支援擁有四個介面的Thunderbolt 4擴展塢，支持新的2米連接線。
另外它需要PC支援三個額外特性，第一個是需要設備至少能從一個埠充電，第二個是需要PC支援在連接Thunderbolt擴展塢的情況下從睡眠中喚醒，最後一個是需要基於Intel VT-d的DMA保護技術。另外很重要的是，Thunderbolt 4相容於USB4。
首款支援Thunderbolt 4的設備是配備Intel Tiger Lake處理器的筆記本，和Ice Lake一樣，Tiger Lake也將直接整合Thunderbolt控制器，只不過版本從3升級到4，而且Thunderbolt 4將會成為Intel移動超能認證計畫的基本要求之一。
而Tiger Lake之外的平臺，Intel則準備了兩個代號為Maple Ridge的Thunderbolt 4控制器，型號是JHL8540和JHL8340，它的封裝尺寸和此前的Titan Ridge控制器一樣，可用在桌上型電腦、工作站或者筆記型電腦當中，而對於擴展塢、顯示器還有存放裝置則準備了Goshen Ridge JHL8440控制器，這三款你控制器都會在今年年底上市。
此前Thunderbolt 3其實一直存在安全性漏洞，因為它可直接訪問記憶體，容易受到直接記憶體存取（DMA）攻擊，而在Thunderbolt 4上Intel想修復這一問題，所以想通過Thunderbolt 4認證DMA保護是必須條件，而Intel平臺上就是透過VT-d來實現的，而AMD平臺上也有對應VT-d的技術AMD-Vi，所以Thunderbolt 4不會只限制在Intel平臺上。
Thunderbolt 4可以向下相容Thunderbolt 3的各種設備，此外還會推出適配Thunderbolt 4介面特性的多口擴展塢以及多口顯示器。
利用Thunderbolt 4介面可一分四的新特性，筆記本可以只用一個Thunderbolt介面連接多口擴展塢，就可以同時連接多個Thunderbolt設備，此前需要使用多個Thunderbolt介面或者使用菊輪鍊來實現，大幅降低桌面走線的複雜程度。
Thunderbolt 4會配備2米長度的新線材，Intel還在開發長度在5~50米的超長連接線。
總的來說Thunderbolt 4算是Thunderbolt 3的一個不大不小的升級，一些在Thunderbolt 3上沒作強制要求的東西現在被加進標準裡面，介面規格加強了，並且加強了介面的安全性，彌補了Thunderbolt 3上面的一些缺憾，讓它能夠更好的適應未來幾年之內新設備的應用。
Thunderbolt介面有何優勢
Thunderbolt 4與現在其他介面相比，最大的優勢是它可以用一個介面代替其他許多介面的功能，包括DVI、DisplayPort、USB、eSATA等，單一介面就能實現檔資料與視頻資料傳輸等多種功能，Intel規定Thunderbolt 4必須可以通過擴展塢一個介面拆分成四個口，這樣筆記型電腦就只需一根Thunderbolt線連接擴展塢然後就可連接更多的其他Thunderbolt或者其他介面的設備。更重要的是Thunderbolt 4支持USB PD，可通過線路傳輸最高100W的電力，可用一個介面同時實現給筆記本充電並且進行資料傳輸。
Intel給Thunderbolt 4定下的硬性規格很多，並且必須要符合這些規則才能夠通過強制認證，而且線纜也得通過品質驗證，這些都確保使用者購買Thunderbolt 4的設備能享受到介面帶來的高規格，而且能保障設備與線纜的可靠性，但這也變相增加了廠商的成本，畢竟有些東西用不著這麼高的介面規格，這些東西自然會選擇規格更低，但成本可控的USB規範。
Thunderbolt 4和USB4在未來肯定會成為互補的存在，Thunderbolt 4規格更高、功能更多，相容USB4設備，但需要強制認證，成本相對高些，而USB4沒那麼多硬性規定，對廠家來說操作更靈活，成本可控，終端設備肯定會根據實際情況考慮而決定用那種介面，而電腦的話可能會兩鐘介面並存，或者是使用單一Thunderbolt 4，當然也有可能是採用相容Thunderbolt的USB4口。
而對於使用者來說兩種標準的物理介面都是一樣的，都是USB Type-C，只有介面統一就方便了，至於它走什麼標準，管他呢。
