Thunderbolt 3, 4 e 5 vs USB4: Velocidades e Cabos

Thunderbolt 4 e USB4 não são padrões concorrentes. O USB4 é construído sobre o protocolo Thunderbolt 3, que a Intel contribuiu para o USB-IF em 2019, então uma porta Thunderbolt 4 é uma porta USB4 com todos os recursos opcionais tornados obrigatórios. Ambos operam a 40 Gbps sobre USB-C, e ambos usam o mesmo conector físico. A diferença prática está no que a porta deve fazer, não no que o cabo pode transportar.

O que cada geração realmente entrega

O Thunderbolt 3 introduziu 40 Gbps sobre o conector USB-C em 2015 e permitiu até 15 W para dispositivos alimentados pelo barramento. O Thunderbolt 4 manteve os mesmos 40 Gbps, mas elevou o mínimo: PCIe a 32 Gbps, dois monitores 4K ou um 8K, e carregamento de laptop até 100 W em pelo menos uma porta. O Thunderbolt 5 dobra o link para 80 Gbps em ambas as direções, com o Bandwidth Boost fornecendo até 120 Gbps em uma direção para monitores, PCIe a 64 Gbps e carregamento até 240 W.

O USB4 é a especificação mais flexível. Ele define links de 20 Gbps e 40 Gbps, e o USB4 Versão 2.0 adiciona 80 Gbps, ou 120 Gbps em uma direção. Tudo acima da taxa de dados base é opcional: uma porta USB4 pode ou não transportar PCIe, pode ou não controlar dois monitores, e pode ou não carregar um laptop na taxa máxima. Uma porta Thunderbolt 4 não tem essas lacunas.

USB4 é o mesmo que Thunderbolt

Não, mas eles compartilham uma base. O USB4 é construído sobre o protocolo Thunderbolt 3, então cabos Thunderbolt 3, 4 e 5 também funcionam como cabos USB-C para dados e carregamento. O inverso não é automático: um cabo USB-C comum pode ser um cabo USB 2.0 operando a 480 Mbps, ou transportar 10, 20, 40 ou 80 Gbps, e nada no plugue indica qual. É por isso que cabos USB-C não são todos iguais e por que um cabo que carrega um celular pode não controlar um dock.

Os dispositivos USB4 se dividem em duas categorias na prática. Uma porta USB4 de 20 Gbps é uma porta USB4 real. Uma porta de 40 Gbps iguala a largura de banda do Thunderbolt 3. Apenas Thunderbolt 4 e 5 exigem o conjunto completo de recursos, e é por isso que os dois nomes não são intercambiáveis, embora o conector seja o mesmo.

Comprimentos de cabo e o que a especificação permite

A especificação USB Type-C define comprimentos máximos por velocidade, e eles caem rapidamente conforme a largura de banda aumenta:

Cabos Thunderbolt 4 universais passivos de 40 Gbps alcançam até 2 m (6,6 ft), o que é mais longo que a figura do USB4 passivo porque os cabos Thunderbolt são construídos e testados com um requisito mais rigoroso. Além desses comprimentos, cabos ativos ou ópticos assumem. Um cabo Thunderbolt comprado para um dock deve ser uma peça certificada de 40 Gbps ou 80 Gbps, não um cabo apenas para carregamento.

Energia e carregamento pelo mesmo conector

O USB Power Delivery Standard Power Range vai até 100 W (20 V a 5 A) com tensões fixas de 5 V, 9 V, 15 V e 20 V. O PD 3.1 (2021) Extended Power Range eleva isso para 240 W (48 V a 5 A) e adiciona 28 V, 36 V e 48 V. Todo cabo USB-C para USB-C deve transportar 3 A, o que é 60 W a 20 V. Correntes acima de 3 A precisam de um cabo de 5 A com chip e-marker: cabos de 100 W e cabos EPR de 240 W.

Essa é a causa mais comum de um laptop que carrega lentamente ou não carrega. A porta pode suportar 100 W, o carregador pode fornecer 100 W, e o cabo entre eles pode ser uma peça de 3 A limitada a 60 W. O Thunderbolt 5 eleva o teto para 240 W, mas apenas com um cabo classificado para isso.

Monitores, docks e PCIe

O Thunderbolt 4 controla dois monitores 4K ou um 8K, e transporta PCIe a 32 Gbps, o que permite que um único cabo opere um dock com Ethernet, armazenamento e vídeo. O Thunderbolt 5 eleva o PCIe para 64 Gbps e adiciona o Bandwidth Boost, fornecendo até 120 Gbps em uma direção quando um monitor de alta taxa de atualização precisa.

Portas USB4 podem fazer o mesmo, ou não. Uma porta USB4 sem PCIe tunela apenas dados e vídeo. Uma porta USB4 com DisplayPort Alt Mode transporta DisplayPort sobre USB-C, e a extremidade do monitor na cadeia segue as mesmas regras de uma porta nativa, que é onde DisplayPort 1.2, 1.4 e 2.1, e cabos DP40/DP80 importam para taxa de atualização e resolução. Um dock que anuncia 4K a 60 Hz precisa que a porta do host, o cabo e o dock estejam de acordo.

Qual cabo comprar

Combine o cabo com a tarefa, não com o número da versão na caixa.

• Carregar um celular ou um dispositivo pequeno: qualquer cabo USB-C com a classificação de corrente correta serve.
• Carregar um laptop a 100 W ou mais: um cabo de 5 A com e-marker, classificado para 100 W ou 240 W EPR.
• Um dock Thunderbolt ou dispositivo PCIe externo: um cabo Thunderbolt 4 ou Thunderbolt 5 certificado, em um comprimento que o padrão permite.
• Um dispositivo USB4 a 40 Gbps: um cabo USB4 40 Gbps passivo de até 0,8 m (2,6 ft), ou um cabo Thunderbolt para distâncias maiores.
• Um monitor sobre USB-C: um cabo que transporte DisplayPort Alt Mode, não um cabo apenas para carregamento.

A nomenclatura dos cabos USB mudou exatamente por esse motivo. USB 3.0, 3.1, 3.2 e USB4: velocidades e nomes decodificados explica por que o mesmo cabo pode ser vendido com vários rótulos, e por que a velocidade é a única figura que vale a pena verificar.

O que dá errado

Um cabo que encaixa não é um cabo que funciona. As falhas abaixo respondem pela maioria dos problemas de Thunderbolt e USB4.

• Um cabo USB-C apenas para carregamento em uma função de dados. O plugue encaixa, o dispositivo liga, e o dock ou drive nunca aparece. O cabo não tem pares de alta velocidade conectados.
• Um cabo de 3 A em um laptop de 100 W. O carregamento fica lento ou a bateria descarrega sob carga. O cabo deve ser uma peça de 5 A com e-marker.
• Um cabo passivo além do comprimento nominal. Cabos USB4 40 Gbps passivos são especificados até 0,8 m (2,6 ft). Um cabo passivo mais longo pode conectar a uma velocidade menor ou cair sob carga.
• Uma porta USB4 sem PCIe. A Ethernet e o armazenamento do dock não aparecem, porque a porta não tunela PCIe. Portas Thunderbolt 4 e 5 sempre tunelam.
• Presumir que uma porta USB-C é Thunderbolt. Muitas portas USB-C são apenas USB 2.0 (480 Mbps) ou USB 5Gbps. A marcação da porta, não o formato, informa.
• Conectar o cabo óptico ou ativo na direção errada. Cabos de cobre ativos e ópticos são direcionais; a extremidade de origem vai para o computador.
• Dispositivos Thunderbolt 3 em um host Thunderbolt 5. Eles funcionam, a taxas Thunderbolt 3, através de um cabo que atenda ao requisito mais antigo.

A energia da rede elétrica está fora do escopo aqui. Onde um dock ou carregador se conecta à rede elétrica, esse trabalho pertence a um eletricista licenciado.