Thunderbolt 成本仍偏高，專業用途居多
轉眼間，Thunderbolt 介面也推出了好幾年，只不過在 Windows 環境仍然算是稀客，Mac OS 方面相形下熱絡許多。事實上打從 Thunderbolt 推出，便有主機板廠商嘗試導入推廣，然而礙於組建成本與使用需求等因素，終究難以帶動風潮。Thunderbolt 最大受益者或說可發揮用處，還是以架構相對封閉而且難以擴充，舉如 iMac、Mac Pro 這類形式電腦環境為主。
特別是影音從業工作者，為數不少偏好使用 Apple 電腦產品，然而礙於硬體配備調整、擴充彈性較小等限制，大量儲存需求只能依賴外接裝置來滿足。如果單純只是要備份、傳遞資料，那麼物美價廉的 USB 3.x 外接硬碟，便已經足敷使用。反觀如影音剪輯這類需要大量高速儲存空間的作業，Thunderbolt 兼容 PCIe 訊號具有更高頻寬，可以化身為外接工作碟角色。
▲ Apple 揚棄典型桌機改為精緻、小型化設計，連帶限制了磁碟擴充彈性，轉而仰賴高速外接傳輸介面，藉以滿足典型資料備份、額外工作碟等應用需求。
所謂的外接工作碟很容易理解，例如影音、影像工作者將拍攝所得檔案，從讀卡機讀取出來之後直接存進外接工作碟裝置內，此舉是必要的轉存動作而非備份。至於後續編輯乃至於成品輸出，都直接在外接工作碟裝置上讀取、寫入，資料完全不用繞道電腦端的內接儲存裝置。只不過外接工作碟本身的存取效率也要夠高才行，這除了取決於傳輸介面頻寬，儲存裝置類型也有一定影響。
這樣子的限制，在 Windows 環境電腦上較少發生，畢竟若相近形式電腦難以擴充，大不了購買傳統大型主機便迎刃而解。除了使用者需求影響，Thunderbolt 控制器報價相較於 USB 3.x 已屬高昂，再加上驗證既耗時又耗費等問題，導致終端產品價格居高不下。對 Windows 電腦使用者而言，已經不是那麼必要價格卻又太高，自然是難以吸引人踏入 Thunderbolt 世界。
▲ Thunderbolt 3 頻寬充裕，得以讓多種兼容訊號同時傳遞，而應用在外接儲存裝置上，更為適合搭配固態硬碟建構高速工作碟，這是 USB 3.1 Gen 2 所無法比擬的一點。
Windows 環境醞釀已久，受關注度依舊偏低
話說回頭，過去我們一直關注 Thunderbolt，甚至是曾經進行實測體驗。儘管 Thunderbolt 3 是在去年發布推出，基於還不夠普遍這因素，現在來試試也不算太晚。我們借來 GIGABYTE GA-Z170X-Designare 主機板，以及 AKiTiO 所推出 Thunder3 Quad 硬碟外接盒，搭配固態硬碟組建 RAID 0 磁碟陣列模式，體驗它和 USB 3.x 機種可提供的性能差異。
GIGABYTE 近來相當支持 Thunderbolt 3，如先前提到支援產品至少已經有 12 款，數量居各大主機板廠之冠，同時間也推出了相對應周邊裝置。GA-Z170X-Designare 屬於第二波產品之一，是採用 Intel Z170 晶片組構成，附加特點包含內建 2 組乙太網路，以及 U.2 磁碟介面等。市場參考價格為 9,900 元，雖然價位看來有點高，但是以其內建功能而言並不算貴。
▲ GIGABYTE GA-Z170X-Designare。
至於 Thunderbolt 3 部分，所採用控制器型號是 DSL6540，概略特點為 PCIe 3.0 x4 匯流排介面、可提供 2 組 USB Type-C 連接埠、內建整合 USB 3.1 Gen 2 控制器。基於聯外介面頻寬限制，Thunderbolt 3 傳輸速率為標準設定 40Gbps，並未因配備 2 組連接埠而改變。差異在於，當其中 1 組菊鏈串接 Thunderbolt 3 設備時，還有 1 組可用來連接 USB 3.x 裝置。
▲ GA-Z170X-Designare 於 I/O 背板提供 2 組 USB Type-C 連接埠。
▲ Thunderbolt 控制器型號為 DSL6540。
目前國內所能購買到的 Thunderbolt 裝置，最常見品牌可說是 AKiTiO，這次我們借得樣品機為 Thunder3 Quad。這款硬碟外接盒為 4-bay 設計，可拆卸磁碟托架相容 3.5 吋與 2.5 吋磁碟裝置，因此可以直接安裝固態硬碟，無須搭配轉接架之類配件。其機構設計提供了攜帶手提把，方便專業工作者視作業需求搬動，隨時轉變工作場合或搭配不同電腦使用。
▲ AKiTiO Thunder3 Quad。
其背板具有 2 組 Thunderbolt 3 連接埠，得以菊鏈串接 Thunderbolt 3 與 USB 3.x 裝置設備，另外還有獨立的 DisplayPort 連接埠，可以另外連接 1 台相容顯示器。Thunder3 Quad 特殊之處在於它是款單純的硬碟外接盒，磁碟控制器並未具備 RAID 功能，可藉由 Windows 動態磁碟功能替代。其參考價格為 13,800 元，與 USB 3.x 產品相較，無可否認價格高出一大截。
▲ Thunder3 Quad 為 4-bay 設計，抽取式磁碟托架支援 3.5 吋與 2.5 吋磁碟裝置。
▲ Thunder3 Quad 除了 2 組 USB Type-C 連接埠，另外有獨立的 DisplayPort 可用來連接顯示器。
GA-Z170X-Designare 搭配 Thunder3 Quad 使用，在 Windows 裝置管理員內能看到 4 個來自 Thunder3 Quad 的磁碟控制器，意味每個各控制 1 個硬碟槽。AKiTiO 官網標示，單碟最高傳輸速度可達 370MB/s，4 個磁碟能夠獨立運作。此外，亦可利用 Windows 動態磁碟，組建等量磁碟區（等同 RAID 0）或鏡像磁碟（等同 RAID 1）等模式使用，具有相當高的使用彈性。
▲ 在 Thunderbolt 控制可以看到裝置相關資訊，AkiTiO 是 inXtron 通路品牌之一，故廠商標示為 inXtron。
▲ Thunder3 Quad 架構設計是配備 4 個 PCIe 轉 SATA 橋接器，故 Windows 裝置管理員會出現 4 個磁碟控制器。
（下一頁還有：性能實測體驗、總評）
Thunderbolt 3 頻寬占優勢，外接工作碟非空談
我們在 Thunder3 Quad 裝入固態硬碟，分別是 Seagate 600 SSD 240GB，以及 Plextor M5 Pro 256GB 各 2 顆。首先簡單驗證 Thunder3 Quad 單碟速度表現，概略看來和 AKiTiO 官方宣稱值相仿，最高速度落在 370MB/s 附近。由於這並不足以讓 SATA 6Gb/s 機種發揮完整實力，即便各產品性能傾向不一，在此速度枷鎖下的表現倒是大多相近。
下列左圖 600 SSD、右圖 M5 Pro
▲ CrystalDiskMark：Seq 項目最高速度都在 370MB/s 左右，符合官方標示值。
▲ AS SSD Benchmark：各項目表現互有高低，其中代表最高速度的 16MB 單位，差距較小而且達到裝置頻寬上限。
下列上圖 600 SSD、下圖 M5 Pro
▲ AS SSD Compression-Benchmark 測試：讀取速度分別接近 369MB/s 與 367MB/s，亦符合官方標示值。
接著在 Windows 10 環境，使用動態磁碟組建成等量磁碟區，藉以窺探這等同 RAID 0 的速度增益。下列各測試軟體表現不一，綜觀最佳存取速度是能達到讀取 1396MB/s、寫入 1228MB/s 之譜，保守一點則是讀取可達 1200MB/s、寫入 1000MB/s 左右。大抵上而言，官方標示讀取最高 1375MB/s，寫入約為 1000MB/s，同樣相符合沒有出現大幅度落差。
▲ ATTO Disk Benchmark - Neither 模式：最高存取速度約為讀取 1396MB/s、寫入 1228MB/s。
▲ ATTO Disk Benchmark - I/O Comparison Random 測試模式：最高存取速度約為讀取 1178MB/s、寫入 1223MB/s。
▲ AS SSD Benchmark 測試：Seq 單位表現讀取 1361.18MB/s，寫入是較低的 709.14MB/s。
▲ AS SSD Compression-Benchmark 測試：讀取曲線算是平穩，速度接近 1394MB/s。
▲ Anvil’s Storage Utilities 測試：Seq 4MB 單位讀取 1297.85MB/s、寫入 1039.59MB/s。
▲ CrystalDiskMark 測試：Seq 測試結果略低些許，但仍然有讀取 1126MB/s、寫入 978MB/s 或以上。
另外使用 AJA Syatem Test 試驗之，測試條件如圖所示，編碼格式皆以 AJA RAW 12bit DNG 為基準，測試 1080p 與 UltraHD/4K 表現。1080p 寫入幀數達 362，意味即使採用其他更複雜的編碼格式，理應當也能穩定達 60～120 幀或以上。當提高解析度到 UltraHD/4K 等級，基礎表現可達 90 幀，惟改變編碼格式或是將解析度提升至 4096 x 3112，幀數會降低至 60 以內。
▲ AJA Syatem Test 測試：由上而下解析度為 1920 x 1080、3840 x 2160、4096 x 3112。
撇開成本之類因素不談，以我們借測產品為例，可看出 Thunderbolt 確實是夠格做外接工作碟應用。搭配固態硬碟組建 RAID 0，存取速度可達 1000～1370MB/s 左右，儘管無法和內接 PCIe 3.0 x4 NVMe 固態硬碟相比，卻也沒有更好的選擇。再者，它兼顧容量需求，使用 4TB 機種組建 RAID 0，可用容量將能達到 16TB。就速度與容量來說，Thunderbolt 3 具有較佳平衡點，USB 3.1 Gen 2 難以相比。
傳輸介面各具優點，Thunderbolt 勝在彈性高
想要比較 Thunderbolt 3 與 USB 3.x 優劣，首先得有一個認知，那就是橋接器都有性能折損問題。USB 3.1 Gen 2 介面最佳理論傳輸頻寬達 1.25GB/s，無論橋接器支援多少個裝置，都得共享這有限的真實頻寬，而且不能忽略橋接器性能折損影響。以現今 SATA 6Gb/s 固態硬碟表現而言，這只能滿足 2 顆同時運作的頻寬需求，因此是比較適合搭配硬碟應用。
反觀 Thunderbolt 3 固然有同樣限制，但頻寬終究是 USB 3.1 Gen 2 的數倍，因此基本應用的癥結主要在於橋接器部分，包含架構設計與對外 PCIe 匯流排介面規格等。Thunderbolt 3 運用在硬碟外接盒，像 Thunder3 Quad 架構設計是為每個槽配置獨立橋接器，4 個磁碟裝置能各自享有完整真實可用頻寬，迴避了橋接器對外頻寬共享這個問題。
就我們過去測試第三方 SATA 6Gb/s 磁碟控制器的經驗來推測，若有廠商推出 PCIe 3.0 x1 轉 SATA，或者同時兼具 RAID 0 功能的 PCIe 3.0 x4 橋接器，單碟最高傳輸速度有機會上看 500MB/s 也說不定。這意味 Thunderbolt 3 應用在外接儲存，就長遠來看是有性能提升空間，不像 USB 3.1 Gen 2 已經被介面頻寬限制住，速度沒有再往上提升的可能。
對於 Windows 環境使用者而言，無可否認 Thunderbolt 3 建置成本因素，是很容易讓人望之卻步。非得在 iMac、Mac Pro、筆電等，這類磁碟難以擴充取得容量與速度兼具，得以滿足工作需求的應用情境，才能看出它高昂代價所可提供效益。至少與 USB 3.1 Gen 2 相較，Thunderbolt 3 在性能面是穩占優勢，如果真的有這類應用需求，購買後並不至於後悔。
測試平台
- 處理器：Intel Core i5-6600K
- 主機板：GIGABYTE GA-Z170X-Designare
- 記憶體：Crucial CT2K16G4DFD824A（DDR4-2400 16GB x 2）
- 系統碟：Kingston SSDnow V300 120GB
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