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1. 개요
인텔과 Apple에서 공동 개발한 차세대 데이터 전송 인터페이스. Apple이 자사 제품에 있는 IEEE1394를 비롯한 여러 가지 복잡한 단자와 케이블을 정리하고자 하는 목적으로 개발되었다. 2023년 현재, Thunderbolt는 개인 레벨의 상용 규격 중 가장 빠르며 모든 Mac과, M1 이후의 칩셋이 들어간 아이패드 프로, 그리고 인텔 CPU 노트북과 메인보드에 탑재되고 있다.2. 특징
IEEE1394(FireWire)나 SCSI처럼 데이지 체인 방식으로 네트워크를 구성할 수 있으며, 한 포트에 최대 6개까지의 기기가 연결할 수 있다.[1] USB와 달리 별도의 허브 없이도 PC 본체의 하나의 포트에 Thunderbolt 기기를 연결한 다음 다시 그 기기에 다른 Thunderbolt 기기를 연결하는 식으로 사용할 수 있다. 그리고 일반 구리 케이블과 더불어 향후 광케이블의 사용을 염두에 두고 개발되었다.Thunderbolt 1 버전부터 10Gbps라는 무지막지한 스펙을 가지고 등장한만큼 SATA3 기반 SSD의 최대 대역폭인 6Gbps은 물론이고 플래그십 PCI-E NVMe SSD의 30Gbps 이상도 쭉쭉 뽑아줄 정도로 대역폭에 여유가 있다. 덕분에 데이지 체인으로 여러 기기를 물려도 대개 모든 기기의 최대 대역폭을 뽑아낼 수 있다. 이런 대역폭을 가지면서도 별도 호스트 없이 PCI 인터페이스에 직결되므로 CPU 사용률은 USB 사용률보다 현저히 낮다. 또한 별도 호스트가 없으므로 기기간 지연시간이 근소하게 짧은 장점을 가진다. 당연하지만 중간에 꺼진 기기가 있으면 안 된다.
공개 당시만 해도 10Gbps를 전부 활용하는 단일 기기가 있을 턱이 없었으므로 한때는 이 광활한 고속 범용 버스의 대역폭을 모두 활용하기 위해서 RAID 또는 데이지 체인이 필수적이었다. 이후 NVMe SSD의 속도가 크게 올라가고 eGPU가 상용화되면서 상황이 달라졌지만, 2022년 지금까지도 대용량의 라이브러리를 자주 불러오거나 GPGPU 사용을 선호하는 창작 계열[2] 등 전문가에게는 유용할지라도 일반 사용자는 굳이 그 성능에 걸맞은 비싼 가격을 감수하면서까지 써야 할 메리트를 느끼지 못하는 경우가 많다 보니 USB의 점유율을 크게 뺏어오지 못했다. USB 측도 1.1→2.0→3.0으로 올라가면서 버스 동작 속도가 올라가서 지연시간 면에서 3.0 버전까지 가면 차이가 0.3ms 정도로 정말 근소하다.
3. 역사
2007년, 인텔과 Apple에서 차세대 인터페이스의 개발에 착수한 것이 그 시작이다. 애플은 자사에서 개발한 IEEE1394와 타사의 여러 가지 복잡한 단자와 케이블이 자사 기기의 회로를 크고 복잡하고 비싸게 만들고 있으며 소비자에게 혼란을 준다고 판단했다. 이런 문제를 알고 있던 인텔과 같이 개발을 진행하게 되었다.초기부터 Apple이 개발에 관여한 것은 사실이나(썬더볼트를 최초로 맥프로에서 구현함), 이후 인텔 CPU에 관련 기술을 넣는 조건으로 애플은 개발에 크게 관여하지 않았다. 당연히 인텔은 Apple 외에 타 회사에서도 원하면 해당 규격의 사용을 허용할 수 있다고 못박았다. 이후 2009년에 인텔 개발자 포럼(IDF)에서 Mac Pro 메인보드 프로토타입을 이용해 시연하면서 최초로 공개되었다. 공개된 첫 버전부터 10Gbps(초당 1.25GB)의 엄청난 전송 속도와 함께 등장했다. 당시 코드명은 'Light Peak'이었으나, 2011년에 Thunderbolt로 변경되었다. Apple은 Thunderbolt를 상표로 등록하고 이후 인텔에 양도했다. 2009년 발표 당시 인터뷰
데모에서는 USB 포트를 약간 개조해서 광케이블을 연결하였으나, 여기에 USB-IF[3]에서 표준 규격인 USB가 파편화되는 것에 태클을 걸었다. 당시의 기술적 한계로 인해 모든 파편화된 규격이 하위 호환을 갖출 수 없을 것이라 판단한 것인데, 이러한 문제가 있어서 Thunderbolt 1 및 Thunderbolt 2는 Mini DisplayPort를 사용하는 것으로 변경되어 출시되었다. 다만 이러한 규제는 기술적 제약이 해결되면서 해제되었고, Thunderbolt 3는 USB Type-C 단자로 구현되었다.
상단의 내용과 개발 당시의 코드명인 Light Peak라는 명칭에서 알 수 있듯이, 인텔에서는 처음에는 광 전송 규격으로 개발을 진행했다. 여기에 사용되는 광케이블은 일본의 스미토모 그룹에서 생산하고 있었는데 광케이블은 비쌀 뿐 아니라 구부러짐에 약해 사용하기 불편했기 때문에 비용과 기술적 문제로 Apple의 요청으로 구리선으로 변경했다. 또한 구리선은 전원선 역할을 할 수 있다는 장점도 있었다. 또한 Apple은 mini DisplayPort Alternate Mode 개발에도 기여했다. # #
처음부터 Apple의 요청으로 개발되었으니만큼 Apple의 Mac에 처음으로 채택해서 상용화하였다. 뒤이어 소니와 캐논이 해당 규격을 채택한다. 이들 모두 IEEE1394로 고통받던 기업들이라는 공통점이 있다.
Thunderbolt 3에서 대격변을 맞은 이후 상황이 다소 바뀌었는데, 성능 향상 면에서 USB에 비해서 다소 부진한 모양새를 보이고 있다. Thunderbolt 1 발표 당시 했던 10년 내로 100Gbps까지 올릴 수 있다는 주장도 Thunderbolt 4가 Thunderbolt 3와 동일한 대역폭과 세세한 차이만 가지고 출시해 거짓말이 되어버렸다. 인텔이 Thunderbolt 3 기술을 USB-IF에 기부해 USB4에 Thunderbolt 3를 탑재할 수 있게 되었고, 일각에서는 서버용으로 주로 쓰이는 서버랙용 독자 규격[4], 혹은 100Gbps 이더넷 단자와 케이블의 굵기를 감안해볼 때 Mini DisplayPort나 USB Type-C 크기로 이 정도의 대역폭이 애초에 가능하기나 한건지 의문을 표하기도 한다. 이처럼 전문가 분야에서의 파이를 가져오기가 더 어려워진 상황인데, 일반 사용자들에게는 여전히 비싼 가격과 eGPU 같은 걸 쓰지 않는 이상 지나치게 차고 넘치는 성능 때문에 이들에게도 어필하지 못하고 있다.
3.1. 보급
결론부터 이야기하자면 Thunderbolt 2까지는 시장 보급이 상당히 더뎠으나, Thunderbolt 3가 되면서 가격이 저렴해지고 성능과 대역폭 그리고 호환성도 좋아져서 보급도가 점점 높아지고 있다. AMD도 지원하며, Apple 이외의 제조사에서 만든 노트북에서도 쉽게 찾아볼 수 있게 되었다.우선 Thunderbolt 2까지 단자로 채용한 Mini DisplayPort는 외장 모니터를 연결할 때를 제외하고 그저 자리만 잡아먹을 뿐인데, 시장에 선행 보급된 HDMI 포트는 이동식 컴퓨터에 반드시 채용해야 하므로 디스플레이 관련 포트만 2개씩이나 귀중한 자리를 잡아먹는다는 문제가 생긴다. 그리고 이런 문제를 감수하더라도 포트만 넣음 땡이 아니라 Thunderbolt 칩셋도 넣어야 하는데 이것도 상당히 비싼 편이고, 이렇게 완성된 기기는 억 단위의 장치 인증 비용을 지불해야 출시할 수 있다. 그리고 이렇게 얻은 성능 향상이 그다지 USB에 비해 큰 장점이 되지 않았다. USB보다는 확실히 좋은데 성능이 어중간해서 결국 성능이 꼭 필요할 때에는 PCI Express에 직결해야 하는 계륵 같은 단자였는데, 이러니 단자가 확산되는 것이 더 이상하다. 때문에 개인 사용자 레벨에서는 Apple의 MacBook Pro 시리즈나 소니의 VAIO를 제외하면 거의 구경할 일도 없는 단자였던 것이 현실이다.
이렇게 계륵과 같은 단자였기에 이를 힘있게 밀어주던 회사는 Thunderbolt를 개발한 인텔과 Apple 뿐이었기 때문에 Pro Tools용으로 출시하는 장비나 macOS 정도에만 탑재되던 경우가 대부분이었다. Windows에는 거의 Thunderbolt가 탑재되지 않던 상황이었기에 사실상 이러한 제품은 Final Cut Pro나 Logic Pro와 같은 프로 툴에서 두각을 나타내던 MacBook Pro 전용 제품이나 마찬가지였던 상황. 대표적인 회사로는 Avid, Blackmagic Design, Universal Audio, Focusrite 같은 전문 영상/음향 장비 전문 회사가 있다. 이러한 상황은 FireWire가 장비 제조업체 입장에서는 결국 USB 대비 비싼 칩셋 값과 이런 저런 사정 때문에 전문가용 장비 위주로만 살아남은 역사와 매우 유사하다.
그런데 Thunderbolt 3 출시 이후 2017년부터 라이선스 비용을 무료화[5]했으며, USB Type-C 포트를 채용하면서 Thunderbolt는 제한적인 용도로 자리만 잡아먹는 단자에서 Thunderbolt를 쓰지 않을 때에도 수많은 USB를 연결할 수 있는 단자로 탈바꿈했다. 그리고 인텔이 Thunderbolt 확산에 적극적으로 나서면서 카비레이크 이후 출시될 CPU에 비싼 썬더볼트 칩셋도 내장해주고, 억 단위의 인증 비용도 무료화했다. 게다가 규격이 발전하면서 이제는 PCI에 직결하는 것과 거의 다르지 않은 수준의 성능을 확보하자 노트북에 확장성을 부여해주는 솔루션으로 사용되거나 HDMI, DP가 단일 케이블로 구현하지 못하는 5K 해상도를 특유의 대역폭으로 먼저 지원하는 등 용도 또한 매우 많아졌다. 예를 들어 최초의 Thunderbolt 3 eGPU인 RAZER사의 Core 시리즈를 필두로 수많은 eGPU가 발매되고, Thunderbolt 개발에 참여한 Apple 또한 최신 Retina 5K 디스플레이 iMac과 MacBook Pro에서 eGPU를 공식 지원하기 시작했다. 그리고 Apple과 LG가 공동 개발한 LG UltraFine 5K Display 모니터 또한 Thunderbolt 3 규격으로 연결된다.
결론은 USB라는 규격이 가지는 입지를 생각하면 USB의 USB Type-C 단자는 장차 무조건 탑재해야 하는 단자가 될 것이고, 인텔 CPU에 Thunderbolt 칩셋도 내장되어 있으므로 Thunderbolt를 넣는게 제조사 입장에서도 이득이 될 수 있다. 때문에 앞으로 인텔의 태도가 바뀌지 않는 이상 Thunderbolt 3의 확산이 유력해졌으나, USB Type-C 단자가 스마트폰에 주로 탑재되었던 Micro Type-B 단자를 누르고 얼마나 빨리 확산되느냐는 문제가 남아있다.
2019년 3월 4일, 인텔에서 로얄티를 청구하지 않는 Thunderbolt 규격을 USB Promoter Group에 제공했다고 발표했다(기사).[6] 한편 USB Promoter Group에서는 이보다 조금 전인 2월 26일에 USB4 규격은 Thunderbolt를 기반으로 하여 제정될 것이라고 발표한 바 있다(PDF). 또한 AMD도 공식적으로 지원하게 됨에 따라 보급이 더 빨라질 것으로 보인다.
기업 차원에서 많이 지원하는 곳은 애초에 Thunderbolt 개발을 요청한 Apple밖에 없다. Apple Silicon 탑재 Mac 컴퓨터에서는 사용이 불가능해지는 것이 아니냐는 목소리도 있지만, Apple에서 WWDC 2020 ARM 이주 발표 직후에 Thunderbolt 공식 지원을 약속했다. 애초에 Thunderbolt는 Apple이 IEEE1394로 고통받다가 인텔과 같이 만든 인터페이스이기에 탑재하지 않을 리가 없기 때문이다. 이 때문에 Apple은 아래와 같이 Apple Silicon Mac에서 Thunderbolt를 지원한다고 밝혔다.
“10년 전 Apple은 Intel과 파트너십을 맺고 Thunderbolt를 설계 및 개발했다. 오늘날 Apple 고객들은 Thunderbolt가 모든 Mac에 제공하는 속도와 유연성을 누리고 있다. 우리는 Thunderbolt의 미래에 계속 기여할 것이며 Apple Silicon Mac에서도 이를 지원할 것이다.”
원문 출처(더버지) / 번역 출처(CIO Korea)AMD 메인보드도 X570과 B550 칩셋부터 Thunderbolt 3 혹은 4를 지원하는 제품이 소수지만 나오기 시작했다. 단, I/O 보드에 썬더볼트 커넥터가 직접 달려있는 경우도 있고 메인보드에 썬더볼트 헤더만 탑재되어있어서 별도의 Thunderbolt 4 to Pcie 4.0 확장카드가 필요한 경우도 있으니 잘 살펴봐야한다.
또한 Apple 역시도 iPad Pro 계통 모델의 USB Type-C 단자에 Thunderbolt를 탑재하는 행보를 보이기도 했으며, 기존 Mac 컴퓨터의 Thunderbolt 지원도 Apple Silicon으로 넘어간 뒤에도 공고하다. 2020년대에 들어서 Apple 이외에도 ASUS, 삼성, LG 등의 여러 노트북 제조사들이 Thunderbolt를 지원하고 있다.
4. 버전
4.1. Thunderbolt 1
2011년 2월 24일 인텔의 발표와 동시에 Apple에서 Thunderbolt를 탑재한 MacBook Pro를 세계 최초로 발매했다. Thunderbolt의 디스플레이포트 신호를 이용하여 외장 모니터[7]에 꽂도록 되어 있으며, 이를 위해서 기존 디스플레이 포트 커넥터와 호환되는 커넥터를 사용한다.2011년 2월 25일에 발표된 MacBook Pro (Early 2011)에 처음으로 탑재되었으며, 이후 2011년 5월 4일에는 Thunderbolt를 탑재한 iMac (Mid 2011)이, 2011년 7월 21일에는 Thunderbolt를 탑재한 MacBook Air (Mid 2011), Apple Thunderbolt Display, Mac mini (Mid 2011)가 발표되었다.
뒤를 이어 Thunderbolt 1을 탑재한 건 소니의 VAIO로 2011년 6월 VAIO Z를 출시한다. #
Thunderbolt 1은 USB 3.0의 5Gbps보다 넓은 10Gbps 듀얼링크의 대역폭을 가졌다. 인텔 측의 설명으로는 Full HD급 고화질 영화를 30초 이내에 전송할 수 있으며, 1년 내내 들을 수 있는 분량의 MP3 음악을 10분만에 전송 가능하다고 한다. 인텔은 최초 발표 당시 10년 내에 Thunderbolt 1의 10배인 100Gbps 속도까지 끌어올릴 수 있다고 주장하였으며, 실제로 6년 뒤인 2015년에 발표된 Thunderbolt 3의 전송 속도는 40Gbps로 약 4배 가량이었다.
PCIe를 이용하여 노트북을 밖에서는 저전력 내장그래픽으로 이용하고 안에서는 외장형 그래픽카드를 연결하여 이용하는 식의 활용도 가능은 하나 대역폭의 문제로 사실상 이용하고 있는 제품은 극히 드물다. 서드파티 악세사리로 간간히 외장 그래픽 독을 판매하는 업체들이 있지만 복잡한 사용법과 성능 저하가 단점이다. 대역폭 자체로 인한 성능저하 자체는 수% 수준이지만 문제는 외부 디스플레이로 출력하는 것이 아닌 경우 보통 옵티머스를 이용해 노트북의 디스플레이로 뿌려내야 하는데 하드웨어적으로 MUX로 전환하는 노트북과 달리 외장 GPU의 연산 결과를 내장 GPU가 사용하는 메모리로 복사하기 때문에 성능저하가 20% 이상 발생한다. 즉 노트북에서 Thunderbolt만 믿고 외장 그래픽 카드를 사용하는 것은 무리라는 뜻.
유일하게 이 컨셉을 활용한 제품은 소니 VAIO Z시리즈의 파워 미디어 독이 있었는데, 독특하게 이 제품은 인텔 데모의 USB/Light Peak를 도입한 유일한 제품이며 AMD Radeon 6650M(VPC-Z21)/7670M(SVZ13) 1GB를 탑재하고 있었다. 하지만 실 성능이 대역폭이 PCIe 2.1 x4로 제한되어 2GB/s 정도의 전송량밖에 없던데다가, Radeon HD 7670M 자체가 인텔 내장그래픽 HD 520[8] 수준이었기에 현재로서는 본격적인 그래픽 용도로 활용하기엔 무리가 있었다. 특히 Radeon HD 7670M보다 상위 그래픽카드의 경우, 대역폭 제한으로 더 이상의 성능을 끌어내지 못했으리라 추정되었다.[9][10]
2011년까지는 극히 제한적으로 주변기기가 발매되어 Promise의 RAID 솔루션이나 Lacie의 외장형 하드디스크 및 SSD 등이 발매된 상태에나 최소 700달러가 넘는 무지막지한 가격에 Mac 사용자들은 현기증 난단 말이에요를 외치고 있었으나, 2012년 초 Seagate에서 자사의 GoFlex 외장하드디스크 시리즈를 위한 Thunderbolt 업그레이드 모듈을 발매했다. 기존의 GoFlex 제품에 장착하는 어댑터이며 가격은 99.99달러인데, 케이블은 따로 59,000원에 사야한다.
그래도 기존 Thunderbolt 제품에 비하면 눈물나게 저렴한 가격이라 많은 Mac 사용자들이 입맛을 다시고 있는데, 리뷰에 의하면 같은 GoFlex 제품에서 비교했을 때 FireWire 800 어댑터의 속도가 USB 2.0 어댑터에 비해 약 두 배 빠르지만, Thunderbolt는 FireWire 800에 비해 그만큼 빠르지는 않다고 한다.[11] 이는 Thunderbolt의 문제가 아니라 GoFlex 외장하드디스크에 내장된 하드디스크의 성능한계에 기인한 병목현상이다. 많이 사용하는 3.5인치 7200rpm의 하드디스크의 경우 속도는 기껏해야 1Gbps 정도밖에 안된다. 1.5Gbps인 SATA1 에서도 속도를 다 사용하지 못할정도. 즉 HDD에 비해 속도가 2배 이상 빠른 SSD 등에 연결하면 해당 SSD의 성능이 나올 수 있다. SSD 연결 시 SATA-2 최대 속도인 3Gbps 정도의 속도가 나온다. GoFlex Thunderbolt 업그레이드 모듈에서 지원하는 SATA 규격이 SATA-2라 그럴 수 있는데 10Gbps의 Thunderbolt 속도를 생각하면 역시 생각만큼 빠르지는 않은 편이다.
이후 Thunderbolt 2 규격으로 넘어가면서 동일한 단자를 채용했으며, Thunderbolt 3 규격에서는 단자가 USB Type-C로 달라졌지만, 변환 어댑터를 사용하면 하위호환을 지원한다.
USB3.0 단자가 없는 2011년형 맥을 위해 Thunderbolt 단자를 USB3.0 단자로 변환하는 젠더가 존재한다. Kanex와 Sonnet의 두 브랜드가 있는데 가격이 Dock과 거의 유사하다.
4.2. Thunderbolt 2
2013년 6월에 인텔이 코드명 Falcon Ridge를 발표하였다. 2개의 10Gbps 채널을 합쳐 전송속도 20Gbps를 달성하였다. 다만 채널이 합쳐지면서 양방향 완전통신이 아닌 단방향 통신이 되었다.[12][13] 이는 Thunderbolt 2로 명명되었으며 Thunderbolt 1과 완벽히 호환이 된다고 한다.같은 시기 WWDC에서 Apple은 신형 Mac Pro에 Thunderbolt 2가 적용될 것이라 밝혔고, 2013년 10월에 Retina 디스플레이 MacBook Pro 제품군에 장착되었다.
2013년 4/4분기부터 고가 메인보드(Z87)의 대부분에 Thunderbolt 2 포트가 탑재되기 시작해서[14] 단자 자체는 확산되는 추세로 보이기도 했었다. 인텔이 어느정도 칩셋 가격을 현실화하기 시작한 방증으로 보였었는데, 우선 단자 규격이 확산되어야 지원하는 외장 기기가 나오는 만큼 이러한 추세 자체는 의미가 있다고 보기도 했다.
다만 이때까지는 여전히 대중화와는 벽이 있었다.
Thunderbolt 1 케이블과 Thunderbolt 2 케이블은 완전히 동일하므로[15] 구리 액티브 케이블로는 최대 3m의 길이와 10W의 전력을, 옵티컬 액티브 케이블로는 최대 50m의 길이를 제공하는 것도 같다.
사실상 현재는 외부 모니터 연결이나 유선랜 젠더용으로만 쓰인다. 선정리용 독(Dock)이 있긴한데 USB 허브 대비 가성비가 안나온다.
4.3. Thunderbolt 3
2015년 6월의 대만에서 열린 컴퓨텍스 타이베이에서 인텔이 새로운 Thunderbolt 3 규격을 공개했다. 기존 Thunderbolt 2 대역폭의 두 배인 최대 40Gbps의 전송 속도와 4K 디스플레이 최대 두 개 또는 5K 디스플레이 한 개를 연결할 수 있는 확장성, 그리고 최대 100W의 전력 공급 능력을 갖추고 있다. 여담으로 많은 노트북 유저들의 꿈이었던 외장 그래픽 카드가 제한된 대역폭에서 재현하기 위하러 지나치게 많은 비용이 들었던 문제가 거의 해결되었다. 2018년 기준은 30만원 정도 PCIe x4보다 높은 40Gbps의 대역폭이 확보되어 실제 컴퓨터에 장착한 때 대비 GTX 970 기준으로 32~36% 내외의 성능 차이[16][17]만 발생한다는 것이다.[18] 덕분에 독자 규격을 이용해 판매하고 있던 에일리언웨어를 제외한 다른 제조사들에서도 컨셉 제품만 있던 외장 그래픽 카드의 출시 일정이 속속 발표되고 있다. 다만 2018년 1분기 기준으로 오버헤드 문제가 존재하여 GTX 1070 Ti 등 사양이 높은 축에 속하는 그래픽카드의 경우 35~55% 성능 감소가 발생한다. eGPU 인클로저가 너무 비싸고, 성능하락에 의한 가성비 때문에 1060이 들어가는 제품이 2018년 1분기까지도 거의 나오지 않은 상황.단자는 Mini DisplayPort에서 USB Type-C로 변경되었다. 덕분에 많이 얇아졌고, 대중성도 확보되었다. USB-IF에서 Type-C 단자로부터 USB 외의 다른 입출력 규격을 추가적으로 지원할 수 있도록 허용했기에 가능한 일이다. 과거 MacBook Pro가 몇 년 동안이나 쓰였음에도 기기에 달린 Thunderbolt 단자가 일반 사용자에겐 쓸모없는 단자 취급을 받던 일이 심심찮았던 과거를 생각해보면 Thunderbolt 3 단자가 USB 하위 호환을 지원한다는 것은 보급에 애를 먹고 있던 Thunderbolt 진영에 큰 호재인 것. 다만 예전 노트북의 경우는 USB Type-C 단자가 있어도 Thunderbolt 3를 지원하는 것은 아니기에 주의.
이 덕분인지 2017년 하반기 기준으로 점유율 1~2위 업체인 HP, 델에서 매우 공격적으로 Thunderbolt를 채용하고 국내에서도 LG 그램, 삼성 노트북 9 등에서 심심찮게 채용되어 2018년 기준으로는 플래그십 노트북이라면 없는게 이상할 정도의 단자로 보급화에 대성공하였다. 모니터 또한 CES 2017을 기점으로 USB Type-C 단자를 채용한 모니터가 플래그십에서 속속 나오는 중.
델에서 Thunderbolt 3을 탑재한 신형 XPS를 출시했다. DELL의 설명에 따르면 다음과 같다.
Thunderbolt 3는 Dell 어댑터(별도 판매)를 통해 전원 입력/충전, PowerShare, Thunderbolt 3(양방향 40Gbps), USB 3.1 Gen 2(10Gbps), 기본 DisplayPort 1.2 비디오 출력 VGA, HDMI, 이더넷 및 USB-A를 지원합니다.
HP에서 Thunderbolt 3을 탑재한 신형 스펙터를 출시했다. HP의 설명에 따르면 다음과 같다.
세 개의 USB Type-C™ 포트는 모두 충전, 고속 데이터 전송, 그리고 외장 모니터를 지원합니다. 두 개의 Thunderbolt™는 USB 3.0보다 최대 8배 더 빠른, 최대 40Gbps의 전송 속도를 제공합니다.[원문]
제품당 인증 비용이 약 1천만 엔이라는 사실이 밝혀졌는데, 인텔은 Thunderbolt 대중화를 위해 2018년부터 차기 CPU에는 Thunderbolt 컨트롤러를 통합하고 인증 비용을 없애겠다고 밝혔다.
RAZER는 CES 2016에서 Thunderbolt 3를 통해 노트북이 데스크톱 그래픽 카드와 연결하여 성능을 끌어다 쓸 수 있는 솔루션을 공개하였으며, 곧 바로 순차적으로 발매에 들어갔다. 자세한 항목은 Razer Blade 참고.
Apple의 MacBook Pro 2016 모델에서 3.5mm 헤드폰 단자를 제외한 모든 포트에 Thunderbolt 3을 탑재하였다. Touch Bar가 없는 13형 MacBook Pro는 2개의 단자가, Touch Bar를 탑재한 13형과 15형은 4개의 단자가 제공된다.
삼성전자 노트북9 Always 모델 중 15인치 외장 그래픽 탑재 모델[20]에 1개의 Thunderbolt 3 단자가 탑재된다. 다른 모델들은 일반적인 USB 3.1 Gen 1 단자가 탑재되어있다.
LG전자 LG PC gram 2018년 최상위 모델 일부와 2019년 15/17인치 i5/i7 모델에 Thunderbolt 3 단자가 탑재되어 있다.
Lenovo는 ThinkPad 일부 시리즈에 탑재했다.
2019년 3월 4일에 'USB4' 규격이 발표되었는데, Thunderbolt 3의 기술을 탑재하여 결국 USB4 = Thunderbolt 3가 되어버렸다. 정확히는 인텔이 Thunderbolt 3 라이선스를 완전히 무료화해서 가능해진 것이다. 즉, 몇 년 간 질질 끌다가 결국 이루어진 셈이다. 물론 Thunderbolt 3가 기술적인 지원을 인텔에서 더 많이 받는다는 기사가 있는 걸 보면 어느 정도 차이는 날 것으로 보인다. 이로써 보급이 훨씬 더 좋아질 걸로 보이지만 바꿔 말하면 Thunderbolt 시리즈를 유지할 이유가 없어진다는 말도 된다. 스펙이 똑같은데 굳이 USB와 Thunderbolt로 이원화할 필요가 없기 때문이다. 결국 Thunderbolt 4가 나오거나 아니면 한쪽이 사라지든지 하는 수밖에 없다. Thunderbolt 4가 공개되었는데 USB4와 Thunderbolt 3이랑 별 다를 게 없다(...).
2019년 7월, 드디어 Thunderbolt 3를 탑재한 AMD 메인보드인 X570 Phantom Gaming-ITX/TB3이 출시되었다![21]였는데 결국 2020년 2월 6일에 인텔이 공식적으로 AMD 마더보드도 Thunderbolt 3를 인증해주기 시작했다.
Thunderbolt 3가 대중화했다고 하지만 여전히 비싼 제품에 주로 쓰이는 단자이고 정작 일반인들은 Thunderbolt 3를 써볼만한 기회가 매우 적은 점이 있고, 이마저도 Apple Mac 시리즈 외의 Thunderbolt 3를 탑재한 제품들이 그리 많지 않다.
4.3.1. 작동
Thunderbolt는 한 가지 인터페이스에서 여러 프로토콜을 사용할 수 있는 터널링 아키텍처로 디자인된 인터페이스인데, Thunderbolt 3의 경우는 물리 인터페이스 레벨에서 USB[22] 모드, DisplayPort[23] 모드, Thunderbolt 모드[24]를 동적으로 스위칭하는 PHY 레이어를 지원한다.4.3.1.1. USB Mode
Thunderbolt 3 포트에 USB 장치가 연결되었을 때는 USB 호스트 컨트롤러가 활성화되어 Thunderbolt 3의 PHY가 해당 포트를 USB Type-C 포트로 사용한다.[25] USB 모드에서 해당 Thunderbolt 3 포트는 완전히 USB 3.1 포트로 사용되기 때문에, 데이지 체인 등 Thunderbolt 포트가 갖는 기능은 사용할 수 없게 된다.4.3.1.2. DisplayPort Mode
Thunderbolt 3 포트에 DisplayPort 디스플레이나 어댑터가 연결되었을 때는 포트의 핀 구성을 USB Type-C 규격의 DisplayPort Alternate Mode로 스위칭한다. 이 때 Thunderbolt 3는 DisplayPort 라우터로 작동하여 DisplayPort의 신호를 그대로 디스플레이나 어댑터에 링크한다. 이 모드에서 Thunderbolt 3는 DisplayPort 단일 4레인(4×5.4Gbps) 링크를 지원한다. 여기서 DisplayPort는 4K @60Hz 해상도를 지원한다. 단, 2-in-1 장치 등을 통해 DisplayPort와 USB를 동시에 사용할 경우에는 DisplayPort 2레인(2×5.4Gbps)을 사용하게 되어 2560×1600 @60Hz 해상도를 지원한다. Thunderbolt 컨트롤러가 인텔 타이탄 릿지 이상의 칩셋일 경우 DisplayPort 1.4 버전에 대해 Alternate Mode를 지원한다.4.3.1.3. Thunderbolt Mode
Thunderbolt 3 포트에 Thunderbolt를 지원하는 장치가 연결되었을 때는 해당 포트에 연결된 장치와 케이블의 스펙에 따라 4개의 10Gbps[26] 또는 4개의 20Gbps[27] 링크가 활성화되어 양방향 최대 40Gbps 전송을 지원한다. 이 때 Thunderbolt 3 포트는 최대 4레인의 PCIe 3.0 링크 및 최대 2개의 4레인 DisplayPort 링크를 지원한다.[28][29]4.4. Thunderbolt 4
2020년 1월 인텔이 미국에서 열린 CES 2020에서 발표한 규격으로 2020년 7월에 확정안을 발표했다. Thunderbolt 3 때처럼 최대 40Gbps의 전송속도를 제공하는 것은 같지만, 도크(Dock) 액세서리에서 최대 4개의 Thunderbolt 포트를 제공할 수 있으며, 전용 액티브 케이블이 아닌 일반 케이블로도 2m 길이에서 최대 40Gbps의 속도를 낼 수 있게 되었다.
또한 최소 비디오 및 데이터 요구사항이 두 배로 늘어남으로써 4K급 고화질 디스플레이 2개 또는 최대 8K급 디스플레이 1개를 하나의 포트로 연결할 수 있게 되었다. PCIe 전송속도도 기존 16Gbps에서 32Gbps로 두 배로 늘어난 것도 주목할만하다. 그리고 최소 1개의 포트에서 USB-PD와 같은 최대 100W 전원을 공급받아 PC를 충전할 수 있게 되었으며, 기존에 지원하지 않던 Thunderbolt 연결 장치를 통한 PC 전원 켜기 및 절전모드 해제 기능과 인텔 가상화 기술(VT-d) 기반 외장형 장치의 직접 메모리 접근(DMA) 보호[30] 등 보안 기능도 추가되었다. 최대 20Gbps의 전송속도를 지원하는 또 다른 차세대 인터페이스인 USB4와도 완벽하게 호환된다. 물론, 기존 Thunderbolt 제품들도 그대로 사용할 수 있다.
전체적으로 보면, Thunderbolt 3와 전송속도 면에서는 크게 달라진 것이 없으나 안정성, 확장성, 보안성을 개선한 버전이라고 보면 된다. 특히 Thunderclap 및 Thunderspy 공격에 하드웨어적으로 대응이 되어 있기 때문에 보안이 중요시되는 곳에서는 Thunderbolt 4 채용이 중요하게 여겨질 것으로 보인다. 일반 소비자들의 입장에서는 성능면에서 크게 체감하기는 힘들 것이다.[31]
Thunderbolt 4 인증을 받으려면...
- Thunderbolt 3의 최소 비디오 및 데이터 요구사항의 2배 지원
- 2개의 4K 디스플레이 및 1개의 8K 디스플레이 지원
- 최대 3000MB/s의 스토리지 속도를 지원하는 32Gbps PCIe
- 최대 4개의 Thunderbolt 포트를 위한 도크(Dock) 지원
- 최소 한 개의 컴퓨터 포트에서 PC 충전
- Thunderbolt 도크(Dock)에 연결 시 키보드 및 마우스 터치로 절전모드에서 컴퓨터 전원을 켤 수 있음
- 물리적 DMA 공격을 예방하는 인텔 VT-d 기반 직접 메모리 접근(DMA) 보호[32]
이러한 스펙을 충족해야 인텔로부터 인증을 받을 수 있다. 2020년 말쯤에 Thunderbolt 4 Controller 8000 시리즈를 출시할 계획으로 알려졌다.
인텔 CPU 기준으로 타이거레이크, 로켓 레이크부터 지원이 되며, AMD ZEN 3 CPU도 지원하는 것으로 보인다. #[33] 2021년 10월 Apple 이벤트에서 발표된 M1 Pro, M1 Max도 Thunderbolt 4를 지원한다.
4.5. Thunderbolt 5
2023년 9월 13일 인텔에서는 차세대 규격인 Thunderbolt 5 (코드명 Barlow Ridge)규격을 발표했다. 이전 세대에 비해 2배 늘어난 80Gbps의 대역폭을 제공하며 대역폭 부스트를 사용할 경우 2m 길이에서 최대 120Gbps까지 사용할 수 있다. 따라서 eGPU의 성능 손실이 대폭 개선될 것으로 보인다. USB Type-C 단자는 그대로 유지된다. 당연하지만 USB4와 Thunderbolt 4 모두 하위 호환이 가능하며 USB-PD 3.1 표준을 새로 지원해 최대 240W의 전력 송수신이 가능하다.[34]현재 공개된 성능은 다음과 같다.[35]
- DP 2.1 지원
- 8k HDR 모니터 지원
- 단일 모니터 사용시 540Hz 지원
- 6k 모니터 2대 지원
- 4k 144Hz 모니터 3대 지원
- 이전 세대보다 최대 2배 더 빠르게 SSD[36], eGPU 및 기타 액세서리 지원
- 양방향 80Gbps 대역폭 지원
- 최대 120Gbps의 대역폭 부스트 지원(데이터 및 디스플레이 전송용)[37]
- USB PD 최대 240W 전력 송수신 지원
- PAM-3 신호 지원으로 PCB, 커넥터, 케이블에서 데이터 전송 속도의 손실 없이 전송 가능
- PCIe 및 네트워크 연결 최대 64Gbps 지원
개발자들에 한하여 2023년 4분기 선공개하며 2024년 출시 예정이다.
인텔은 14세대 랩터 레이크-HX 리프레시부터, Apple은 M4 Pro와 M4 Max가 Thunderbolt 5를 지원한다.
5. 활용
5.1. Hub
허브에 다양하고 여러가지 단자들이 탑재되기에 대역폭이 넓은 Thunderbolt 단자가 반드시 필요해진다. 일반 USB Type-C로도 어느 정도 감당할 수 있긴 하나 단자 개수가 많아지는 경우에 필요하다.5.2. eGPU
PCIe 연결을 밖으로 빼주는 Thunderbolt의 특징으로 인해 외부의 그래픽 카드를 컴퓨터와 연결하는 eGPU로의 활용이 제일 먼저 꼽힌다. 단자가 바뀌고 라이센스 비용이 무료가 된 덕분에 Thunderbolt 3가 대중화되어 eGPU 사용이 활발해졌지만, Thunderbolt는 eGPU 활용에서 아쉬운 부분이 많다.첫 번째로 낮은 PCIe 대역폭을 꼽을 수 있다. 데스크탑의 그래픽카드가 PCIe 4.0 x16(256Gbps)을 쓰고 있고 PCIe 5.0을 바라보는 중인데 Thunderbolt 4는 여전히 PCIe 3.0 x4(32Gbps)를 쓰고 있으며 이 낮은 대역폭으로 인해 20~28%의 성능 저하가 발생한다.
두 번째는 작동 구조로 인해 길어진 레이턴시다. Thunderbolt는 USB와 DisplayPort, PCIe 신호를 전달하는 범용 프로토콜이라서 이 신호들의 패킷을 Thunderbolt의 패킷으로 포장하는 터널링이라는 과정을 거치는데 여기서 발생하는 오버헤드로 인해 레이턴시가 길어진다. 이로 인한 성능 하락은 60프레임 아래에서는 거의 없지만 60프레임을 넘으면 눈에 띄게 나타난다. 이 문제를 해결하려면 DisplayPort Alt Mode마냥 PCIe 신호를 바이패스 해주거나 컨트롤러의 처리 속도가 3배 이상 빨라져야 하지만 근래에 개선될 가능성은 별로 없다.
이런 문제로 인해 PCIe를 직결할 수 있는 OCuLink가 주목받고 있다.
5.3. SSD
빠른 저장장치가 필요한 전문가들 위주로 많이 쓰이고 있다. 주된 사용 형태는 NVMe를 지원하는 Thudnerbolt 규격의 휴대용 SSD 혹은 SSD 케이스를 사용하는 것이다.5.4. 모니터 및 그래픽카드
예전부터 자사 제품에 Thunderbolt를 탑재해온 Apple 이외에는 Thunderbolt를 지원하는 외장 그래픽카드는 없다. 물론, NVIDIA는 GeForce 20에서 잠깐, AMD는 RX 6000 이후부터 USB Type-C가 들어가고 있지만 이는 그저 DP 출력이 가능한 USB일 뿐 썬더볼트가 아니다. 수요는 있겠지만, 그래픽카드 혼자 쓰기 벅찬 PCIe 대역폭, 높은 발열, 비싸고 짧은 케이블, 비싼 라이센스 비용 등의 문제로 외장 그래픽카드의 Thunderbolt 지원은 요원해 보인다.Thunderbolt를 채택한 모니터는 드물다. Thunderbolt 단자에서 그래픽 신호만을 출력하는 게 불가능한 것도 아니고 모니터가 Thunderbolt 입력을 받아야지만 사용할 수 있는 기능이 있는것도 아니다. 선도 짧고 라이센스 비용도 있는데 USB PD 충전이나 모니터 USB 허브 같은 기능은 Thunderbolt가 아닌 USB Type-C로도 가능하다.
하지만 모니터가 고해상도라면 이야기가 달라진다. 예를 들어 Pro Display XDR의 6016x3384@60Hz 해상도는 약 39 Gbps의 대역폭을 요구하기 때문에 25.92 Gbps의 DP 1.4로는 불가능하고 Thunderbolt 3가 꼭 필요하다.
멀티 허브가 탑재된 모니터에도 이점이 있다. USB Alt Mode로는 DisplayPort와 USB가 레인을 2개씩 물리적으로 나눠 써야 해서 DP1.4기준 4K@60Hz이상의 해상도는 DSC가 필요하지만 Thunderbolt 3는 무압축 5K@60Hz의 대역폭을 제하고도 12 Gbps 넘게 남아 여유롭게 2.5 Gbps LAN 등의 고대역폭 단자를 탑재하거나 아니면 남은 대역폭을 다른 Thunderbolt 장치에서 쓸 수도 있다.
이런 이유로 고급 모니터에만 Thunderbolt 단자가 탑재되고 있다.
5.5. 그 외
썬더볼트의 가장 큰 특징은 사실상 별도의 변환이나 인터페이스를 거치지 않고 PCIe 연결을 컴퓨터 밖으로 빼준다는 것이다. 단순히 “빠른 USB”가 아니라 과거의 익스프레스 카드 슬롯을 소형화한 물건에 더 가깝다. 따라서 PCIe 사운드 카드나 네트워크 카드 등 기술적, 혹은 대역폭적 한계 때문에 CPU와 직접적인 연결이 필수적인 하드웨어 통신이 가능해, 기존 타워 데스크탑에서만 사용할 수 있었던 PCI 전용 기기들을 외장으로 빼서 노트북 혹은 미니 PC에 필요할 때마다 연결해서 쓸 수 있다는 게 핵심이다. 그리고 PCI 및 익스프레스카드 규격과 대응이 되기 때문에 제대로 된 어댑터와 드라이버만 있으면 이론적으로는 제일 강력한 범용적인 레거시 하드웨어 연결 포트로 쓸 수 있는 것 또한 큰 특징이다.노트북이나 미니 PC는 포트 확장용 Dock과의 연결용 인터페이스로 사용되기도 한다. USB 3.X 단자, 인터넷 연결을 위한 RJ-45 단자를 제공하기도 하며, 외장 모니터를 사용할 수 있는 HDMI나 DP 포트도 제공된다. 추가로 데이지 체인을 위한 Thunderbolt 포트까지도 제공하는 경우도 있다. 이 모든 것이 Thunderbolt 인터페이스의 대역폭이 워낙 우월한 덕분이다. 기본적인 상태에서의 단자 개수가 부족한 노트북이나 미니 PC 사용자들에겐 필요한 단자를 추가로 만들어 확장할 수 있는 든든한 인터페이스다. 포트 확장 용도의 Thunderbolt Dock을 발매하는 회사는 벨킨, Elgato Gaming, OWC 등 다양하다.
케이블 길이가 2m를 넘어가면 성능이 저하되는 경우가 많이 보이고 있다. Thunderbolt(또는 Thunderbolt 호환) 케이블은 가급적 1~1.5m 이하의 길이를 가진 제품으로 사용하도록 하자.
eGPU 인클로저 중 몇몇 모델은 덤으로 Dock처럼 확장용 포트를 제공하는 기능이 함께 탑재되기도 한다.
6. 보안 취약점
USB 등의 흔히 쓰는 인터페이스들과 비교해 상대적으로 여유로운 대역폭을 가진 Thunderbolt는 다양한 확장성을 제공하지만, 보안 취약점이 최근에 알려졌다. 이는 이전 USB 인터페이스들이 가진 보안 문제 중 하나인 BadUSB와 비슷한 단자 자체의 취약점을 활용한 공격 방식이다.Thunderclap 보안 취약점은 2019년 2월에 캠브리지 대학의 컴퓨터과학기술부, 라이스 대학, SRI 인터내셔널의 공동 연구로 알려졌다.[38] 해당 연구에 따르면, USB Type-C 커넥터 기반의 Thunderbolt 3 주변기기를 사용 시 Direct Memory Access (DMA) 공격 방어를 위한 Input-Output Memory Management Units (IOMMUs)를 우회하는 취약점을 통해 수 초 이내로 데이터 탈취나 루트 권한 획득이 가능하다. 연구진들은 대비책으로 Thunderbolt 자체 기능 중 하나인 보안 등급(Security levels)을 활용하라는 권고를 내놓았다.
2020년 5월 10일 와이어드에서 보도된 새로운 보안 취약점을 보도했는데, 이에 따르면 이 보안 등급마저 우회가 가능한 것으로 밝혀졌다. # 이 보안 취약점은 Thunderspy라 부른다. 이 연구를 진행한 연구진들은 이를 통한 해킹 피해를 받아도 해당 컴퓨터에는 아무런 흔적을 남기지 않기 때문에 당하고도 피해 사실을 아예 모를 수 있다고 경고했다. 이 취약점은 2019년 이전 생산된 모든 컴퓨터와, 이후 생산되었으나 커널 DMA 보호(Kernel DMA Protection) 기술이 들어가지 않은 컴퓨터들이 해당된다. 또한 이 문제는 하드웨어 문제이기 때문에 보안 패치 같은 소프트웨어로 대응이 불가능하다. 이는 Thunderbolt 1부터 3까지 해당되는 사안이다.
그로 인해 Thunderbolt 4에서는 보안 측면에선 PCIe 전송에서 DMA를 이용하는 공격인 Thunderspy 등을 방지하기 위해 인텔 VT-d(Directed I/O)를 필수 사양으로 해야지만 인텔 인증을 받기위한 최소 요구사항 중에 하나를 만족하게 해놓은 상태이다. 보안성 면에 있어서 Thunderbolt 4를 채용한 제품을 구매하는게 안전할 것이다.
6.1. 대처 방안
Microsoft에서 대처 방법을 공개했다. #먼저, 메인보드 UEFI와 Thunderbolt 3 펌웨어를 최신으로 설치해야 하며, Thunderbolt 3 드라이버도 제조사에서 인증받은 최신의 드라이버로 설치한다. 그리고 Windows 10 1803 이상으로 업데이트해야 한다. 그리고 커널 DMA 보호 기술이 있는 컴퓨터는 UEFI 설정으로 들어가 가상화 기술(VT-x)과 I/O 가상화 기술(VT-d)을 켜야한다. 그리고 제어판 - 관리 도구 - 시스템 정보로 들어가거나 msinfo32로 들어가 시스템 요약에 커널 DMA 보호가 설정으로 되어 있으면 완료된 것이다.
UEFI 안전부트 기능을 사용하면 Windows 10이 옵션 롬의 변조를 감지하기 때문에 Thunderbolt 3 옵션 롬의 변조를 이용한 해커의 공격으로부터 보호할 수 있다.
커널 DMA 보호 기능이 없는 컴퓨터에는 BitLocker 드라이브 암호화 기술을 쓸 것을 권장했다. 인텔도 같은 조언을 했다. #
비트로커 드라이브 암호화 기술을 쓰지 않는 경우의 다음과 같다. 일반 사용자 수준에서 가장 손쉬운 대처는 모르는 기기를 연결하지 않는 것이다. 자신이 Thunderbolt 기능을 사용하지 않는다면, UEFI 설정에서 끄는 것도 방법이다. 대부분의 Thunderbolt 탑재 컴퓨터는 UEFI 설정에서 기능을 끌 수 있도록 옵션을 제공한다. 끄더라도 USB Type-C의 기능들은 쓸 수 있기 때문에, 본인이 Thunderbolt 기능을 당분간 쓸 일이 없다면 끄는 것도 방법이 될 수 있다.[39] 또한 일반 USB Type-C 허브나 도크를 통해서 연결해 Thunderbolt 기능 활성화를 방지할 수 있다. 악성 케이블의 연결만으로도 해킹을 당할 수 있으므로 공공장소에서 화장실 등을 갈 때는 절대 두고 가지 말고, 모르는 사람에게 빌려주는 것은 지양하자.
Verge의 보도기사 댓글을 보면 심지어 아마존에서 구매한 Thunderbolt 어댑터를 통해 해킹된 사례도 있다.[40] 이것이 사실이라면 본인의 물건이더라도 안전하지 않을 가능성은 있다.
7. 여담
상술했듯 Thunderbolt 인터페이스는 인텔이 Apple의 요청으로 개발했는데, 인텔은 USB와 PCI 익스프레스를 개발했으며, Apple은 파이어와이어를 개발하고 USB를 상용화시키는데 가장 큰 역할을 한 기업이다.Thunderbolt 3의 경우 케이블에 따라서 속도와 전원 공급 속도 등이 차이가 많이 나는 경우가 있다.
예를 들어, 컨트롤러를 내장하지 않은 Thunderbolt 3 Passive 케이블의 경우는 1m 이상의 긴 케이블일 경우 Thunderbolt 모드로 사용해도 속도가 20Gbps로 반토막이 난다거나 컨트롤러를 내장한 Thunderbolt 3 Active 케이블의 경우는 2m의 긴 길이로도 Thunderbolt 모드 기준 40Gbps의 우월한 속도로 사용 가능하지만 USB 모드로 사용할 때는 USB 2.0의 480Mbps 속도로만 사용이 가능하다는 차이가 있다. 그리고 1m보다 짧은 길이를 가진 Thunderbolt 3 케이블은 Passive 케이블임에도 USB 모드로 사용할 때 USB 2.0(480Mbps), USB 3.1 Gen 1(5Gbps), USB 3.1 Gen 2(10Gbps)의 속도를 모두를 지원하며, Thunderbolt 모드로 사용할 때도 40Gbps를 지원한다. 이 차이는 케이블 제조사마다 상이하다.
Apple의 새로운 Pro Display XDR에 기본 악세사리로 제공되는, 그리고 단독으로도 발매된 Thunderbolt 3 Pro 케이블이 출시되며 Thunderbolt 3 케이블간의 스펙 혼란은 더욱 거세지고 있다. 이 새로운 케이블은 Pro라는 수식어를 담은만큼 꽤나 특출난 스펙을 자랑하는데, Apple의 제품 설명을 토대로 적어보자면, 외견상 튼튼해보이는 패브릭 재질의 마감에, 2m의 길이에서 Thunderbolt 모드로 사용 시 Thunderbolt 3의 40Gbps 대역폭을 모두 사용할 수 있고, 이 케이블을 USB 모드로 사용해도 USB 3.2 Gen 2x1의 10Gbps 대역폭으로 사용이 가능하며, 최대 100W의 전력 전송 또한 모두 지원한다. Passive 케이블이니, Active 케이블이니, 케이블의 길이는 어느정도인지, 최대 전력전송은 얼마나 가능한지 하는 고민을 할 필요가 없어지는 것이다. Pro라는 수식어를 달아놓은 게 이해될 정도의 만능 Thunderbolt 3 케이블인 것. 단점이라면 가격이다. 한국 Apple 공식 홈페이지 기준 2m 케이블을 한화 165,000원을 주고 구매해야한다... 이 가격을 보고 정신나갔다는 반응을 보이는 유저들도 있으나, 성능과 인터페이스 자체의 특성까지 생각해보면 이는 그렇게 비싸지는 않은 가격이다.
Thunderbolt 3 케이블은 광섬유를 사용하여 만들 수도 있으며, 광섬유를 사용할 시 2m보다 긴 길이로도 Thunderbolt 모드에서 40Gbps의 대역폭을 모두 활용할 수 있다. 하지만 광섬유를 이용한 케이블은 기술적으로나 가격적으로나 일반 소비자용으로는 아직 무리라고 여겨지며, 일반 개인 소비자들에게 판매되는 제품은 찾기 힘들다. Apple사의 Thunderbolt 3 Pro 케이블이 기존 Thunderbolt 3 케이블들이 가졌던 한계와 단점을 모두 보완하여 나온 점을 착안할때, 윗 문단의 광섬유 소재를 활용한 케이블이 아니냐는 이야기도 종종 나온다.
Thunderbolt 3로 넘어오면서 부각되는 문제점 중의 하나는 큰 대역폭과 대용량의 전력 전송에 따른 발열 문제이다. 가장 적극적으로 도입하고 있는 MacBook 계열의 경우, 다른 타입의 단자를 모두 없애고 Thunderbolt 3 단자만 남긴 덕분에 멀티허브의 사용이 거의 필수가 되고 있는데, 본체에 딱 붙여 사용하는 타입의 제품은 대부분의 사용자들이 발열에 의한 대미지를 걱정해 사용을 꺼릴 정도로 심각한 편이다. 규격 자체의 설계상 미스인지라 현재로서는 딱히 해결책도 없다는 것이 문제. 특히 외부 모니터 연결 등을 사용해 조금 작업을 해보면 시중에 나와 있는 대부분의 제품은 깜짝 놀랄 정도로 뜨거워진다. 규격의 문제이긴 하나 아무래도 가장 많이 사용하게 되는 것이 MacBook 계통인지라, 상대적으로 비싼 제품 가격 + 타 제품에 비해 우월하지 못한 냉각 성능 등을 생각하면 Thunderbolt 주변기기는 본체에 부착되는 타입보다는 케이블을 이용해 거리를 두고 사용할 수 있는 제품을 고르는 것이 현 시점에서는 가장 좋은 방법일 것이다.
8. 관련 문서
[1] Apple Thunderbolt Display에서 듀얼 모니터를 구성할 경우, 데이지 체인 형태로 케이블이 연결된다.[2] 음악, 영상 또는 사진 등.[3] USB Implementers Forum: USB의 표준을 정하는 협회[4] 삼성 SSD만 호환되는 서버랙용 독자 규격이 존재한다.[5] #[6] 정황상 Thunderbolt 3를 기반으로 하는 것으로 여겨진다.[7] Apple의 Apple Thunderbolt Display의 경우, Thunderbolt 케이블의 연결만으로 화면 출력과 모니터에 장착된 USB, 유선랜, FireWire 등의 확장단자 연결을 한번에 할 수 있도록 되어 있다.[8] 샌디브릿지 기반의 i7-2700K, 2600K, i5-2500K에 내장된 HD 3000의 2.5배 수준이었다.[9] 과거 소니의 경우 상위와 하위 모델을 나누기 위해 상위 모델은 하위 모델과 같거나 낮은 성능의 그래픽을 사용한 적이 없었다. 이게 얼마나 심했냐면 2004~2006년에 생산된 S시리즈의 경우 나중에 Z시리즈로 분화되는 VGN-S_7/8시리즈는 트레이당 더 비싸고 성능이 좋은 엔비디아 그래픽을 사용했지만, SR, S시리즈로 분화되는 VGN-S_5/6의 경우 라데온 그래픽을 사용했었다.[10] 실제 리뷰어들에게 초창기 제공된 VPC-Z21계열의 파일로트 엔지니어링 샘플의 경우 라데온 HD6730M으로 양산 제품보다 높은 그래픽이 탑재되어 있었다. 대역폭 때문에 탑재 그래픽 칩셋을 낮췄다고 추측되는 부분…[11] macworld 리뷰[12] 물론 그렇다고 해도 기본적으로 PCI-e 프로토콜인 Thunderbolt의 잇점이 완전히 사라지는 것은 아니다. USB 대비 CPU 점유율이나 장치 인식 우선순위 등에서 장점이 있다.[13] 실제로 단순 저장장치보다는 오디오 인터페이스나 영상장비 등 전문 장비에서 느낄 수 있는 장점이기도 한데, 일반 소비자에게 있어 Thunderbolt의 장점을 본격적으로 느낄 수 있는 분야는 외장 그래픽카드다. 20Gbps의 대역폭은 외장 그래픽카드를 본격적으로 사용하기에는 부족한 대역폭이라 실제 제품으로 나온 건 없고 컨셉 제품만 나왔다.[14] 물론 기본 20만원 이상의 보드들.[15] 애초에 Thunderbolt 1 전용 케이블과 Thunderbolt 2 전용 케이블이라는 개념은 따로 존재하지 않는다. Thunderbolt 1은 케이블을 양방향 10Gbps 2개 채널로 사용하고, Thunderbolt 2는 기존 케이블을 단방향으로 2채널을 합쳐 20Gbps 1개 채널로 사용하기 때문. Apple 공식 홈페이지 스토어에서도 Thunderbolt 1용 케이블과 Thunderbolt 2용 케이블을 굳이 구분하지 않고 판매하고 있다.[16] https://www.youtube.com/watch?v=LUxqCYTcqFk[17] https://www.youtube.com/watch?v=e1gjzAJPh1I[18] 경량형 노트북에 주로 탑재되는 스카이레이크-U 프로세서는 PCIe 레인을 12개까지 지원하나, 한 장치에 최대 4레인만 할당해 줄 수 있다. 스카이레이크-H 프로세서는 16레인을 전부 한 장치에서 사용할 수 있다.[원문] The three multi-use USB Type-C™ ports all support charging, high-speed data transfer, and external displays. Two offer Thunderbolt™ data transfer with speeds of up to 40gbs, up to 8x faster than USB 3.0.[20] NT900X5N-X*** 로 이루어진 모델명을 가진 모델[21] 하지만 대다수는 여전히 Thunderbolt 3를 안 쓰고 있다. PCIe 슬롯을 통해 확장할 수 있지만 드라이버와 펌웨어는 여전히 인텔에서 만들기에...[22] 2.0, 3.1 Gen 1/Gen 2[23] 1.1, 1.2a[24] Thunderbolt 3 포트는 Thunderbolt 모드를 통해 4레인 PCIe 3.0과 4레인 DisplayPort를 지원한다.[25] USB 신호로 동작하게 된다.[26] 양방향 20Gbps[27] 양방향 40Gbps[28] 이렇게 Thunderbolt 3 포트 하나로 최대 5K@60Hz 디스플레이를 지원한다. 듀얼 디스플레이로 구성 시에는 최대 4K @60Hz, 디스플레이 하나에 8개 레인을 다 사용하면 6K@60Hz까지 지원한다.[29] 2개의 4레인 DisplayPort 1.4 링크는 2 x 4 x 8.1 Gbps = 64.8 Gbps이지만 그것과 상관없이 대역폭은 Thunderbolt 3의 최대 대역폭인 40 Gbps를 넘지 못한다.[30] 즉, Thunderclap 및 Thunderspy 공격으로부터 안전하다는 뜻이다.[31] 단, 데이터 전송에 필요한 최소 속도가 3 버전보다 2배 더 높기 때문에 eGPU라면 이득이 커질 수 있다.[32] 즉, Thunderclap 및 Thunderspy 대응 보안 패치가 하드웨어적으로 되어있어야만 한다.[33] 다만 Zen시리즈 CPU는 CPU에 썬더볼트 컨트롤러가 내장이 아니라서 별도의 PCIe레인을 외부 썬더볼트 컨트롤러에 할당해야되는 문제가 있다. 물론 AMD 라이젠은 인텔 CPU 대비 PCIe레인수가 많아 B보드 이상이기만 하면 어지간해서는 PCIe 레인수로 인한 문제는 없다.[34] Thunderbolt 4 규격이 확정될 당시에는 아직 USB-PD 3.1 표준이 확정되기 전이라 100W 제한이 그대로 걸려 있었다.[35] 당연할지도 모르지만 2022년에 공개된 USB4 Version 2.0가 제공하는 성능과 매우 흡사하다.[36] 6200Mb/s 이상의 스토리지 읽기, 5300Mb/s 이상의 스토리지 쓰기 성능[37] 단, 대역폭 부스트 사용시에는 반대 방향의 데이터 전송이 느려진다. 예를 들어 총 160 중 데이터 송신을 80만큼 한다면 수신 또한 80만큼 가능하지만 송신을 120만큼 한다면 수신은 40으로 줄어드는 셈.[38] (영문) https://thunderclap.io/thunderclap-paper-ndss2019.pdf[39] 다만 4K 모니터 연결이나 eGPU 사용을 위해서는 Thunderbolt가 필요하다.[40] darisfox의 댓글. 출처: https://www.theverge.com/2019/2/27/18243503/thunderclap-vulnerability-thunderbolt-computers-attack