Report: Thunderbolt – die neue Highspeed Schnittstelle, schneller als FW800 und USB2!

1996 führte der Chipfabrikant Intel die USB-Schnittstelle ein. Die größte Errungenschaft von USB für den Consumer-Sektor ist wohl die ClassComplient-Fähigkeit. D.h. USB-Geräte benötigen keine zusätzliche Treibersoftware mehr, um an einem Computer benutzt werden zu können. Damit machte auch das Hot-Plugging, das Inbetriebnehmen am laufenden Rechner erst richtig Sinn. Ein echter Fortschritt in der Benutzerfreundlichkeit, wenn auch die Geschwindigkeit meist zu wünschen übrig ließ.
Nun stellt Intel, 15 Jahre später und in Zusammenarbeit mit Apple, die nächste Interface-Generation für den Konsumer-Sektor vor. „Thunderbolt“ heißt sie für Apple-Produkte und für den Rest der Welt „Light Peak“ und sie ist nicht nur einfach zu handhaben, sondern lässt mit ihren zu erwartenden Transferraten alle bisherigen (und bezahlbaren) externen Schnittstellen sehr, sehr weit hinter sich.

Intel Thunderbolt

Die neuen 2011er Macintosh Modelle von Apple sind die ersten Computer, die mit dieser Schnittstelle ausgeliefert werden. Es fehlen z. Z. aber noch die Peripheriegeräte. Erste Produkte werden im Juli dieses Jahres erwartet. Namhafte Hersteller wie Apogee, Universal Audio, AVID oder LaCie nehmen die neue Schnittstelle mit Begeisterung auf und arbeiten fieberhaft an den ersten Produkten.

Ein kurzer Vergleich zu den Hauptkonkurrenten USB und FireWire

Als Referenz für die Geschwindigkeiten nehmen wir ein paar geläufige Referenzen. Eine Audiodatei in CD-Qualität (16bit/44,1kHz) hat eine Datenrate von 1411 kb/s bzw. 1,38 Mb/s (Mega-Bits pro Sekunde). Das ist die Mindestgeschwindigkeit, welche eine Schnittstelle haben muss, um die Datei abspielen zu können. Um eine DVD ansehen zu können, bedarf es einer Datentransferrate von 11,08 Mbit/s und für eine Blue-Ray Disc sind es 36 Mbit/s.

USB 2 arbeitet zwar mit einer Transferrate von 480Mb/s, aber nur im Burst Modus und nicht als konstanter Wert. Das bedeutet bei anspruchsvollen, zeitkritischen Streaming-Aufgaben, also dem permanenten Aufrechterhalten eines (hohen) Datenflusses, dass die Übertragungsrate laut USB-Protokoll bei max. 192Mb/s im sog. Isochronen Modus liegt. In der USB-Spezifikation können bis zu 127 Geräte verwaltet werden. Effektiv können an einen USB-Host aber nur 31 Endpunkte (15 Ins / 15 Outs) angeschlossen werden, was 15 Geräten entspricht, die zusammen pro Port maximal 2,5Watt (5 Geräte à 100mA) dauerhaft verbrauchen dürfen. Was USB so attraktiv für die Hersteller macht ist, dass der Computer als Host-Kontroller arbeitetet und den Datenfluss regelt, was die USB-Interface-Chips billig macht. Von der Anwenderseite ist USB zwar bidirektional, technisch kann das Protokoll aber nur entweder schreiben oder lesen, was die effektive nutzbare Datentransferrate weiter sinken lässt.

Bei FireWire sieht das Ganze etwas anders aus. Die Schnittstelle, für die Apple im Jahr 2001 von der Academy of Television Arts & Sciences mit dem Technik-Emmy ausgezeichnet wurde, ist auch unter dem Namen IEEE1394 und i.Link (Sony) bekannt. Sie ist mit 400Mb/s nur auf Papier langsamer als USB 2. Tatsächlich kann FireWire hohe Transferraten auf Dauer aufrecht erhalten und ist damit für Streaming hervorragend geeignet. Hinzu kommt, dass der Datentransfer bei FireWire auch technisch bidirektional ist (full-duplex), im Gegensatz zu USB. Die Nachfolgeversion FireWire 800 oder IEEE1394a bringt es auf 800Mb/s, und endgültige Spezifikation IEEE 1394-2008 oder auch  FireWire S3200 bringt es sogar auf 3,2Gb/s (3276,8Mb/s). Es wird aber keine weitere Entwicklung von FireWire mehr geben. Auf der Anwenderseite können bis zu 63 Geräte an einen FireWire-Bus angeschlossen werden, wobei aber nur 16 in Reihe angeschlossen werden dürfen. Die integrierte Stromversorgung für Geräte liegt laut Spezifikation bei  max. 48 W. Real liefern computerintegrierte Host-Kontroller aber meist nicht mehr als 12W. Das große Manko von FireWire ist aber, dass es sich im unteren und mittleren Konsumer-Segment kaum durchgesetzt hat. Ein Grund sind mit Sicherheit die höheren Kosten der Kontrollerchips. Denn jedes FireWire-Gerät enthält seinen eigenen Kontroller, der den Datenfluss regelt. Das entlastet zwar den Computer, weil dieser sich nicht mehr um den Datentransfer kümmern muss, treibt aber die Entwicklungskosten und damit die Produktpreise nach oben. Lediglich im semi-professionellen Video- und Audiobereich sind FireWire Geräte häufig zu finden. Aber auch dort sind es dann meistens FireWire 400 Geräte. Die Liste der erhältlichen FireWire 800 Produkte wie Festplatten, Audio-Interfaces und Videokameras ist kurz, im Vergleich zu den USB-Geräten, die im Umlauf sind.