Thunderbolt(サンダーボルト)とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

Thunderbolt（サンダーボルト）は、IntelがAppleと共同開発した高速データ転送および多目的インターフェース規格である。PCと周辺機器を接続するための強力な統一インターフェースとして設計され、データ転送、映像出力、そして電力供給といった複数の機能を1本のケーブルで同時に実現できる点が最大の特徴だ。従来のUSBと比較して、圧倒的な転送速度と高い汎用性を提供することで、システム全体のパフォーマンスと拡張性を飛躍的に向上させることを目指している。

Thunderboltは、基盤となる技術としてPCI ExpressとDisplayPortという2つの異なるプロトコルを統合している。PCI ExpressはPC内部でグラフィックカードやSSDといった高速なコンポーネントを接続するためのバス規格であり、DisplayPortは高解像度ディスプレイを接続するための映像出力規格である。これらのプロトコルを外部インターフェースで利用可能にすることで、外部ストレージの高速化、外部GPUの利用、高解像度モニターの複数接続といった高度な機能を、シンプルなケーブル1本で実現できる。

Thunderboltは、その登場以来、技術的な進化を続けてきた。最初のThunderbolt 1は2011年に登場し、Mini DisplayPortコネクタを採用し、双方向10Gbps（ギガビット/秒）の転送速度を提供した。最大6台のデバイスを数珠つなぎに接続できるデイジーチェーン機能を持ち、特にプロフェッショナルな映像編集や大容量データ処理の分野で注目を集めた。

2013年にはThunderbolt 2が登場し、転送速度は双方向20Gbpsへと向上した。これは、内部的に2つの10Gbpsチャネルを結合することで実現され、4Kディスプレイへの対応が強化された。引き続きMini DisplayPortコネクタを使用し、より高性能な外部ストレージや複数の高解像度モニター接続をサポートした。

そして、2015年にリリースされたThunderbolt 3は、この規格の歴史において最も大きな転換点となった。コネクタをUSB Type-Cに変更したことで、物理的な汎用性が飛躍的に向上した。転送速度は双方向40Gbpsへと倍増し、最大100Wの電力供給能力を持つようになった。Thunderbolt 3は、USBプロトコルを完全にサポートするため、USB Type-Cポートとして機能するThunderbolt 3ポートにUSB機器を接続することも可能になった。これにより、ドッキングステーションを通じて多数の周辺機器や複数の高解像度ディスプレイを1本のケーブルでPCに接続し、充電まで行うという、現代のワークスタイルに不可欠な柔軟性を提供した。外部GPU（eGPU）の利用も現実的なものとなり、ノートPCのグラフィック性能を大幅に強化する道を開いた。

2020年にはThunderbolt 4が発表された。転送速度はThunderbolt 3と同じく40Gbpsだが、その信頼性、互換性、セキュリティ、そして機能面での要求が大幅に強化された。具体的には、ドッキングステーションの必須機能が厳格化され、最低限デュアル4Kまたはシングル8Kディスプレイのサポート、PCI Expressの帯域保証（最低32Gbps）、ポートからのデバイス充電機能などが義務付けられた。これにより、どのThunderbolt 4ポートでも一貫した高品質な体験が提供されるようになった。

最新のThunderbolt 5は2023年に発表され、転送速度はさらに飛躍的に向上した。双方向80Gbpsを基本とし、特定の方向では最大120Gbps（Bandwidth Boost Technology）に達する。新しいDisplayPort 2.1とPCI Express Gen 4をサポートし、より高解像度・高リフレッシュレートのディスプレイ（例えば、3台の4Kディスプレイを同時に駆動する能力や、次世代8Kディスプレイへの対応）、超高速外部ストレージ、高性能外部GPUなど、次世代の computing 環境が要求する膨大な帯域幅に応える。引き続きUSB Type-Cコネクタを採用しており、下位互換性も維持されている。

ThunderboltはUSBとは異なる独自の技術だが、Thunderbolt 3以降はUSB Type-Cコネクタを使用し、USBプロトコルをサポートするため、USB機器との高い互換性を持つ。これは、ThunderboltポートがUSBポートとしても機能することを意味するが、その逆は一般的には当てはまらない。つまり、ThunderboltポートはUSB-C機器を接続できるが、通常のUSB-CポートはThunderbolt機器をサポートしないことが多い。

システムエンジニアの視点から見ると、Thunderboltのメリットは非常に大きい。まず、その拡張性と柔軟性である。1つのポートから高速データ転送、高解像度映像出力、そして電力供給が可能であるため、PC周りのケーブル数を劇的に減らし、ワークスペースを整理できる。特にドッキングステーションとの組み合わせは強力で、オフィスと自宅を行き来する際など、PCにケーブル1本を接続するだけで全ての周辺機器が利用できる環境を構築できる。次に生産性向上である。高速な転送速度は、大容量データのバックアップや移動、プロフェッショナルな映像編集における高ビットレートの動画ファイルの処理時間を大幅に短縮し、作業効率を高める。また、外部GPUを利用することで、ノートPCでも高度なグラフィック処理や機械学習のタスクを実行できる。最後に将来性である。Thunderboltは常に最新のPCI ExpressやDisplayPortプロトコルを取り入れ、高速化と多機能化を進めているため、将来的な技術要件や新しい周辺機器にも柔軟に対応できる。

一方でデメリットも存在する。最も顕著なのはコストである。Thunderbolt対応機器や特に長いThunderboltケーブルは、同等のUSB製品と比較して高価な傾向にある。また、Thunderboltポートを搭載するPCは、まだ比較的高級なモデルや一部のメーカー製品に限られることがあり、普及度はUSBほどではない。全てのPCユーザーがその恩恵を受けられるわけではないという現状がある。さらに、Thunderboltの性能を最大限に引き出すためには、規格に準拠した適切なケーブルが必要であり、安価なUSB-CケーブルではThunderboltの高速性能や多機能性が発揮されないことがあるため、ケーブルの選定にも注意が必要である。これらの点を考慮し、コストパフォーマンスやシステム全体の要件に合わせてThunderboltの導入を検討することが、システムエンジニアには求められる。