Thunderbolt 3, 4 e 5 vs USB4: velocità e cavi

Thunderbolt 4 e USB4 non sono standard concorrenti. USB4 è basato sul protocollo Thunderbolt 3, che Intel ha contribuito a definire presso USB-IF nel 2019, quindi una porta Thunderbolt 4 è una porta USB4 con tutte le funzionalità opzionali rese obbligatorie. Entrambi funzionano a 40 Gbps su USB-C e usano lo stesso connettore fisico. La differenza pratica è ciò che la porta deve fare, non ciò che il cavo può trasportare.

Cosa offre realmente ogni generazione

Thunderbolt 3 ha introdotto 40 Gbps sul connettore USB-C nel 2015 e consentiva fino a 15 W per dispositivi bus-powered. Thunderbolt 4 ha mantenuto gli stessi 40 Gbps ma ha alzato il minimo: PCIe a 32 Gbps, due display 4K o un 8K e ricarica del laptop fino a 100 W su almeno una porta. Thunderbolt 5 raddoppia il collegamento a 80 Gbps in entrambe le direzioni, con Bandwidth Boost che fornisce fino a 120 Gbps in una direzione per i display, PCIe a 64 Gbps e ricarica fino a 240 W.

USB4 è la specifica più permissiva. Definisce collegamenti a 20 Gbps e 40 Gbps, e USB4 Versione 2.0 aggiunge 80 Gbps, o 120 Gbps in una direzione. Tutto ciò che va oltre la velocità dati di base è opzionale: una porta USB4 può o meno trasportare PCIe, può o meno pilotare due display e può o meno ricaricare un laptop a piena velocità. Una porta Thunderbolt 4 non ha tali lacune.

USB4 è uguale a Thunderbolt

No, ma condividono una base. USB4 è basato sul protocollo Thunderbolt 3, quindi i cavi Thunderbolt 3, 4 e 5 funzionano anche come cavi USB-C per dati e ricarica. Il contrario non è automatico: un semplice cavo USB-C può essere un cavo USB 2.0 che funziona a 480 Mbps, oppure trasportare 10, 20, 40 o 80 Gbps, e nulla nel connettore ti dice quale. Ecco perché i cavi USB-C non sono tutti uguali e perché un cavo che ricarica un telefono potrebbe non pilotare un dock.

I dispositivi USB4 si dividono in due livelli nella pratica. Una porta USB4 a 20 Gbps è una vera porta USB4. Una porta a 40 Gbps eguaglia la larghezza di banda di Thunderbolt 3. Solo Thunderbolt 4 e 5 richiedono il set completo di funzionalità, motivo per cui i due nomi non sono intercambiabili anche se il connettore è lo stesso.

Lunghezze dei cavi e cosa consente la specifica

La specifica USB Type-C stabilisce lunghezze massime in base alla velocità, e queste si riducono rapidamente all’aumentare della larghezza di banda:

I cavi Thunderbolt 4 universali passivi da 40 Gbps arrivano fino a 2 m (6,6 ft), una lunghezza superiore a quella dei cavi USB4 passivi perché i cavi Thunderbolt sono costruiti e testati secondo requisiti più severi. Oltre tali lunghezze, entrano in gioco i cavi attivi o ottici. Un cavo Thunderbolt acquistato per un dock dovrebbe essere un componente certificato da 40 Gbps o 80 Gbps, non un cavo solo per la ricarica.

Alimentazione e ricarica sullo stesso connettore

USB Power Delivery Standard Power Range arriva fino a 100 W (20 V a 5 A) con tensioni fisse di 5 V, 9 V, 15 V e 20 V. PD 3.1 (2021) Extended Power Range eleva il limite a 240 W (48 V a 5 A) e aggiunge 28 V, 36 V e 48 V. Ogni cavo USB-C a USB-C deve trasportare 3 A, ovvero 60 W a 20 V. Correnti superiori a 3 A richiedono un cavo da 5 A con chip e-marker: cavi da 100 W e cavi EPR da 240 W.

Questa è la causa più comune di un laptop che si ricarica lentamente o per niente. La porta può supportare 100 W, il caricatore può fornire 100 W, e il cavo in mezzo può essere un componente da 3 A limitato a 60 W. Thunderbolt 5 alza il tetto a 240 W, ma solo con un cavo adeguatamente classificato.

Display, dock e PCIe

Thunderbolt 4 pilota due display 4K o un 8K e trasporta PCIe a 32 Gbps, il che consente a un singolo cavo di gestire un dock con Ethernet, storage e video. Thunderbolt 5 porta PCIe a 64 Gbps e aggiunge Bandwidth Boost, fornendo fino a 120 Gbps in una direzione quando un display ad alto refresh ne ha bisogno.

Le porte USB4 possono fare lo stesso, o no. Una porta USB4 senza PCIe tunnelizza solo dati e video. Una porta USB4 con DisplayPort Alt Mode trasporta DisplayPort su USB-C, e il lato display della catena segue le stesse regole di una porta nativa, ed è qui che DisplayPort 1.2, 1.4 e 2.1, e cavi DP40/DP80 contano per refresh rate e risoluzione. Un dock che dichiara 4K a 60 Hz richiede che la porta host, il cavo e il dock siano d’accordo.

Quale cavo acquistare

Abbina il cavo al compito, non al numero di versione sulla confezione.

• Ricaricare un telefono o un piccolo dispositivo: qualsiasi cavo USB-C con la giusta corrente nominale va bene.
• Ricaricare un laptop a 100 W o più: un cavo da 5 A con e-marker, classificato per 100 W o 240 W EPR.
• Un dock Thunderbolt o dispositivo PCIe esterno: un cavo Thunderbolt 4 o Thunderbolt 5 certificato, a una lunghezza consentita dallo standard.
• Un dispositivo USB4 a 40 Gbps: un cavo USB4 40 Gbps passivo fino a 0,8 m (2,6 ft), o un cavo Thunderbolt per tratte più lunghe.
• Un display su USB-C: un cavo che trasporta DisplayPort Alt Mode, non un cavo solo per la ricarica.

La denominazione dei cavi USB è cambiata proprio per questo motivo. USB 3.0, 3.1, 3.2 e USB4: velocità e nomi decodificati spiega perché lo stesso cavo può essere venduto con diverse etichette e perché la velocità è l’unico dato che vale la pena verificare.

Cosa va storto

Un cavo che si inserisce non è un cavo che funziona. I guasti elencati di seguito sono responsabili della maggior parte dei problemi Thunderbolt e USB4.

• Un cavo USB-C solo per la ricarica in ruolo dati. Il connettore si inserisce, il dispositivo si accende, e il dock o l’unità non appare mai. Il cavo non ha coppie ad alta velocità cablate.
• Un cavo da 3 A su un laptop da 100 W. La ricarica è lentissima o la batteria si scarica sotto carico. Il cavo deve essere un componente da 5 A con e-marker.
• Un cavo passivo oltre la sua lunghezza nominale. I cavi USB4 40 Gbps passivi sono specificati fino a 0,8 m (2,6 ft). Un cavo passivo più lungo può collegarsi a velocità inferiore o cadere sotto carico.
• Una porta USB4 senza PCIe. L’Ethernet e lo storage del dock non appaiono, perché la porta non tunnelizza PCIe. Le porte Thunderbolt 4 e 5 lo fanno sempre.
• Presumere che una porta USB-C sia Thunderbolt. Molte porte USB-C sono solo USB 2.0 (480 Mbps) o USB 5Gbps. La marcatura della porta, non la forma, te lo dice.
• Invertire la direzione di un cavo ottico o attivo. I cavi in rame attivi e ottici sono direzionali; l’estremità sorgente va al computer.
• Dispositivi Thunderbolt 3 su un host Thunderbolt 5. Funzionano, alle velocità di Thunderbolt 3, tramite un cavo che soddisfa i requisiti precedenti.

L’alimentazione di rete è fuori ambito. Dove un dock o un caricatore si collega alla rete elettrica, quel lavoro spetta a un elettricista abilitato.