Thunderbolt 3, 4 und 5 vs. USB4: Geschwindigkeiten und Kabel

Thunderbolt 4 und USB4 sind keine konkurrierenden Standards. USB4 basiert auf dem Thunderbolt-3-Protokoll, das Intel 2019 an die USB-IF übergab, sodass ein Thunderbolt-4-Anschluss ein USB4-Anschluss ist, bei dem jede optionale Funktion verpflichtend ist. Beide laufen mit 40 Gbps über USB-C, und beide verwenden denselben physischen Stecker. Der praktische Unterschied liegt darin, was der Anschluss leisten muss, nicht darin, was das Kabel übertragen kann.

Was jede Generation tatsächlich liefert

Thunderbolt 3 führte 2015 40 Gbps über den USB-C-Stecker ein und erlaubte bis zu 15 W für busbetriebene Geräte. Thunderbolt 4 behielt dieselben 40 Gbps bei, hob aber die Untergrenze an: PCIe mit 32 Gbps, zwei 4K-Displays oder ein 8K und Laptop-Laden bis zu 100 W an mindestens einem Anschluss. Thunderbolt 5 verdoppelt die Verbindung auf 80 Gbps in beide Richtungen, wobei Bandwidth Boost bis zu 120 Gbps in eine Richtung für Displays bietet, PCIe mit 64 Gbps und Laden bis zu 240 W.

USB4 ist die lockerere Spezifikation. Sie definiert 20-Gbps- und 40-Gbps-Verbindungen, und USB4 Version 2.0 fügt 80 Gbps oder 120 Gbps in eine Richtung hinzu. Alles über der Basis-Datenrate ist optional: Ein USB4-Anschluss kann PCIe führen oder nicht, zwei Displays ansteuern oder nicht und einen Laptop mit voller Rate laden oder nicht. Ein Thunderbolt-4-Anschluss hat solche Lücken nicht.

Ist USB4 dasselbe wie Thunderbolt

Nein, aber sie teilen eine Grundlage. USB4 basiert auf dem Thunderbolt-3-Protokoll, sodass Thunderbolt-3-, -4- und -5-Kabel auch als USB-C-Kabel für Daten und Laden funktionieren. Das Umgekehrte ist nicht automatisch der Fall: Ein einfaches USB-C-Kabel kann ein USB-2.0-Kabel mit 480 Mbps sein oder 10, 20, 40 oder 80 Gbps übertragen, und nichts am Stecker verrät Ihnen, was zutrifft. Deshalb sind USB-C-Kabel nicht alle gleich und deshalb kann ein Kabel, das ein Telefon lädt, möglicherweise kein Dock betreiben.

USB4-Geräte fallen in der Praxis in zwei Stufen. Ein USB4-Anschluss mit 20 Gbps ist ein echter USB4-Anschluss. Ein Anschluss mit 40 Gbps entspricht der Bandbreite von Thunderbolt 3. Nur Thunderbolt 4 und 5 erfordern den vollen Funktionsumfang, weshalb die beiden Namen nicht austauschbar sind, obwohl der Stecker es ist.

Kabellängen und was die Spezifikation erlaubt

Die USB-Type-C-Spezifikation legt Höchstlängen nach Geschwindigkeit fest, und sie sinken schnell mit steigender Bandbreite:

Universelle passive Thunderbolt-4-40-Gbps-Kabel laufen bis zu 2 m (6,6 ft), was länger ist als der passive USB4-Wert, weil Thunderbolt-Kabel nach einer strengeren Anforderung gebaut und getestet werden. Jenseits dieser Längen übernehmen aktive oder optische Kabel. Ein Thunderbolt-Kabel, das für ein Dock gekauft wird, sollte ein zertifiziertes 40-Gbps- oder 80-Gbps-Teil sein, kein Nur-Ladekabel.

Strom und Laden über denselben Stecker

USB Power Delivery Standard Power Range geht bis zu 100 W (20 V bei 5 A) mit festen Spannungen von 5 V, 9 V, 15 V und 20 V. PD 3.1 (2021) Extended Power Range erhöht das auf 240 W (48 V bei 5 A) und fügt 28 V, 36 V und 48 V hinzu. Jedes USB-C-auf-USB-C-Kabel muss 3 A führen, was 60 W bei 20 V entspricht. Ströme über 3 A benötigen ein 5-A-Kabel mit E-Marker-Chip: 100-W-Kabel und 240-W-EPR-Kabel.

Das ist die häufigste Ursache für einen Laptop, der langsam oder gar nicht lädt. Der Anschluss kann 100 W unterstützen, das Ladegerät kann 100 W liefern, und das Kabel dazwischen kann ein 3-A-Teil sein, das auf 60 W begrenzt ist. Thunderbolt 5 hebt die Obergrenze auf 240 W, aber nur mit einem dafür ausgelegten Kabel.

Displays, Docks und PCIe

Thunderbolt 4 steuert zwei 4K-Displays oder ein 8K an und führt PCIe mit 32 Gbps, was es ermöglicht, ein Dock mit Ethernet, Speicher und Video über ein einziges Kabel zu betreiben. Thunderbolt 5 hebt PCIe auf 64 Gbps und fügt Bandwidth Boost hinzu, was bis zu 120 Gbps in eine Richtung liefert, wenn ein High-Refresh-Display es benötigt.

USB4-Anschlüsse können dasselbe tun – oder auch nicht. Ein USB4-Anschluss ohne PCIe tunnelt nur Daten und Video. Ein USB4-Anschluss mit DisplayPort Alt Mode führt DisplayPort über USB-C, und das Display-Ende der Kette folgt denselben Regeln wie ein nativer Anschluss, weshalb DisplayPort 1.2, 1.4 und 2.1 sowie DP40/DP80-Kabel für Bildwiederholrate und Auflösung wichtig sind. Ein Dock, das 4K bei 60 Hz bewirbt, benötigt die Zustimmung von Host-Anschluss, Kabel und Dock.

Welches Kabel kaufen

Passen Sie das Kabel der Aufgabe an, nicht der Versionsnummer auf der Verpackung.

• Ein Telefon oder ein kleines Gerät laden: Jedes USB-C-Kabel mit der richtigen Strombelastbarkeit ist geeignet.
• Einen Laptop mit 100 W oder mehr laden: Ein 5-A-Kabel mit E-Marker, ausgelegt für 100 W oder 240 W EPR.
• Ein Thunderbolt-Dock oder externes PCIe-Gerät: Ein zertifiziertes Thunderbolt-4- oder Thunderbolt-5-Kabel in einer Länge, die der Standard erlaubt.
• Ein USB4-Gerät mit 40 Gbps: Ein passives USB4-40-Gbps-Kabel bis 0,8 m (2,6 ft) oder ein Thunderbolt-Kabel für längere Strecken.
• Ein Display über USB-C: Ein Kabel, das DisplayPort Alt Mode führt, kein Nur-Ladekabel.

Die Benennung von USB-Kabeln hat sich genau aus diesem Grund geändert. USB 3.0, 3.1, 3.2 und USB4: Geschwindigkeiten und Namen entschlüsselt erklärt, warum dasselbe Kabel unter mehreren Bezeichnungen verkauft werden kann und warum die Geschwindigkeit der einzige Wert ist, der es zu prüfen lohnt.

Was schiefgeht

Ein Kabel, das passt, ist kein Kabel, das funktioniert. Die folgenden Fehler machen die meisten Thunderbolt- und USB4-Probleme aus.

• Ein Nur-Ladekabel USB-C in einer Datenrolle. Der Stecker passt, das Gerät wird mit Strom versorgt, und das Dock oder Laufwerk erscheint nie. Das Kabel hat keine Hochgeschwindigkeitspaare verdrahtet.
• Ein 3-A-Kabel an einem 100-W-Laptop. Das Laden kriecht oder der Akku entlädt sich unter Last. Das Kabel muss ein 5-A-Teil mit E-Marker sein.
• Ein passives Kabel über seine Nennlänge hinaus. Passive USB4-40-Gbps-Kabel sind bis 0,8 m (2,6 ft) spezifiziert. Ein längeres passives Kabel kann mit niedrigerer Geschwindigkeit verbinden oder unter Last ausfallen.
• Ein USB4-Anschluss ohne PCIe. Ethernet und Speicher des Docks erscheinen nicht, weil der Anschluss kein PCIe tunnelt. Thunderbolt-4- und -5-Anschlüsse tun dies immer.
• Annehmen, ein USB-C-Anschluss sei Thunderbolt. Viele USB-C-Anschlüsse sind nur USB 2.0 (480 Mbps) oder USB 5Gbps. Die Anschlussmarkierung, nicht die Form, sagt es Ihnen.
• Die falsche Richtung eines optischen oder aktiven Kabels anschließen. Aktive Kupfer- und optische Kabel sind richtungsgebunden; das Quellende kommt an den Computer.
• Thunderbolt-3-Geräte an einem Thunderbolt-5-Host. Sie funktionieren, mit Thunderbolt-3-Raten, über ein Kabel, das die ältere Anforderung erfüllt.

Netzstrom ist hier nicht Thema. Wo ein Dock oder Ladegerät an das Stromnetz angeschlossen wird, gehört diese Arbeit in die Hände einer zugelassenen Elektrofachkraft.