Inżynierowie Intela projektując kontroler magistrali Thunderbolt postanowili go dość nietypowo umiejscowić w architekturze komputera. Otóż adapter hosta, czyli kontroler zarządzający całą strukturą podpiętych szeregowo jeden za drugim urządzeń Thunderbolt, montowany jest w systemie komputerowym w taki sposób, aby mógł się bezpośrednio i jednocześnie komunikować z kartą graficzną (lub zintegrowanym modułem graficznym) i z chipsetem płyty głównej.
Dzięki temu może on odbierać za pośrednictwem magistrali DisplayPort strumień wideo i w tej samej chwili komunikować się dwukierunkowo za pomocą magistrali PCI Express z innymi elementami systemu komputerowego – w tym odbierać dane wysyłane przez procesor.
Układ kontrolera Thunderbolt jest podłączony w systemie komputerowym jednocześnie do chipsetu płyty głównej i karty graficznej
Opracowany przez Intela kontroler Thunderbolt obsługuje dwa dwukierunkowe kanały magistrali Thunderbolt, które wyprowadzone są na zewnątrz do jednego złącza Mini DisplayPort. Każdy z kanałów o przepustowości 10 Gbit/s w obie strony pracuje w trybie full-duplex. Kanały te można „spiąć” razem w jedną dwukierunkową linię o przepustowości 20 Gbit/s. Dostępna ma być też wersja kontrolera Thunderbolt, która współpracować będzie z dwoma złączami Thunderbolt. Do każdego z nich podłączone będą po dwa kanały transmisji danych.
Rozszerzona architektura kontrolera Thunderbolt
Od strony komputera kontroler Thunderbolt współpracuje z czterema liniami magistrali PCI Express 2.0 oraz z jedną lub dwoma liniami DisplayPort. Jedna z nich łączy niezależnie od magistrali PCI Express kontroler z chipsetem płyty głównej, druga współpracuje bezpośrednio z kartą graficzną, jeżeli ta jest zamontowana w systemie.