Thunderbolt 3, 4 och 5 vs USB4: hastigheter och kablar

Thunderbolt 4 och USB4 är inte konkurrerande standarder. USB4 bygger på Thunderbolt 3-protokollet, som Intel bidrog med till USB-IF 2019, så en Thunderbolt 4-port är en USB4-port där varje valfri funktion gjorts obligatorisk. Båda kör i 40 Gbps över USB-C, och båda använder samma fysiska kontakt. Den praktiska skillnaden är vad porten måste göra, inte vad kabeln kan bära.

Vad varje generation faktiskt levererar

Thunderbolt 3 introducerade 40 Gbps över USB-C-kontakten 2015 och tillät upp till 15 W för bussdrivna enheter. Thunderbolt 4 behöll samma 40 Gbps men höjde golvet: PCIe i 32 Gbps, två 4K-skärmar eller en 8K, och laptop-laddning upp till 100 W på minst en port. Thunderbolt 5 dubblar länken till 80 Gbps båda vägarna, med Bandwidth Boost som ger upp till 120 Gbps i en riktning för skärmar, PCIe i 64 Gbps och laddning upp till 240 W.

USB4 är den lösare specifikationen. Den definierar 20 Gbps- och 40 Gbps-länkar, och USB4 Version 2.0 lägger till 80 Gbps, eller 120 Gbps i en riktning. Allt över basdatahastigheten är valfritt: en USB4-port kan bära PCIe eller inte, kan driva två skärmar eller inte, och kan ladda en laptop med full effekt eller inte. En Thunderbolt 4-port har inga sådana luckor.

Är USB4 samma sak som Thunderbolt

Nej, men de delar en grund. USB4 bygger på Thunderbolt 3-protokollet, så Thunderbolt 3-, 4- och 5-kablar fungerar även som USB-C-kablar för data och laddning. Det omvända är inte automatiskt: en vanlig USB-C-kabel kan vara en USB 2.0-kabel som kör i 480 Mbps, eller bära 10, 20, 40 eller 80 Gbps, och inget på kontakten säger vilket. Det är därför USB-C-kablar inte är alla lika och varför en kabel som laddar en telefon kanske inte driver en docka.

USB4-enheter faller i praktiken i två nivåer. En USB4-port på 20 Gbps är en riktig USB4-port. En port på 40 Gbps matchar Thunderbolt 3-bandbredd. Endast Thunderbolt 4 och 5 kräver den fullständiga funktionsuppsättningen, vilket är varför de två namnen inte är utbytbara även om kontakten är det.

Kabellängder och vad specifikationen tillåter

USB Type-C-specifikationen anger maximala längder efter hastighet, och de sjunker snabbt när bandbredden ökar:

Thunderbolt 4 universella passiva 40 Gbps-kablar når upp till 2 m (6,6 ft), vilket är längre än den passiva USB4-siffran eftersom Thunderbolt-kablar är byggda och testade mot ett striktare krav. Bortom dessa längder tar aktiva eller optiska kablar över. En Thunderbolt-kabel som köps för en docka bör vara en certifierad 40 Gbps- eller 80 Gbps-del, inte en laddningskabel.

Ström och laddning över samma kontakt

USB Power Delivery Standard Power Range går upp till 100 W (20 V vid 5 A) med fasta spänningar på 5 V, 9 V, 15 V och 20 V. PD 3.1 (2021) Extended Power Range höjer det till 240 W (48 V vid 5 A) och lägger till 28 V, 36 V och 48 V. Varje USB-C till USB-C-kabel måste bära 3 A, vilket är 60 W vid 20 V. Strömmar över 3 A behöver en 5 A-kabel med en e-marker-krets: 100 W-kablar och 240 W EPR-kablar.

Det är den enskilt vanligaste orsaken till en laptop som laddar långsamt eller inte alls. Porten kan stödja 100 W, laddaren kan leverera 100 W, och kabeln däremellan kan vara en 3 A-del begränsad till 60 W. Thunderbolt 5 höjer taket till 240 W, men bara med en kabel som är klassad för det.

Skärmar, dockor och PCIe

Thunderbolt 4 driver två 4K-skärmar eller en 8K, och bär PCIe i 32 Gbps, vilket är vad som låter en enda kabel driva en docka med Ethernet, lagring och video. Thunderbolt 5 lyfter PCIe till 64 Gbps och lägger till Bandwidth Boost, vilket ger upp till 120 Gbps i en riktning när en skärm med hög uppdateringsfrekvens behöver det.

USB4-portar kan göra samma sak, eller inte. En USB4-port utan PCIe tunnlar bara data och video. En USB4-port med DisplayPort Alt Mode bär DisplayPort över USB-C, och skärmänden av kedjan följer samma regler som en inbyggd port, vilket är där DisplayPort 1.2, 1.4 och 2.1, och DP40/DP80-kablar spelar roll för uppdateringsfrekvens och upplösning. En docka som annonserar 4K vid 60 Hz behöver att värdporten, kabeln och dockan är överens.

Vilken kabel du bör köpa

Matcha kabeln mot jobbet, inte mot versionsnumret på förpackningen.

• Ladda en telefon eller en liten enhet: vilken USB-C-kabel som helst med rätt strömklassning duger.
• Ladda en laptop vid 100 W eller mer: en 5 A-kabel med e-marker, klassad för 100 W eller 240 W EPR.
• En Thunderbolt-docka eller extern PCIe-enhet: en certifierad Thunderbolt 4- eller Thunderbolt 5-kabel, i en längd som standarden tillåter.
• En USB4-enhet vid 40 Gbps: en passiv USB4 40 Gbps-kabel upp till 0,8 m (2,6 ft), eller en Thunderbolt-kabel för längre sträckor.
• En skärm över USB-C: en kabel som bär DisplayPort Alt Mode, inte en laddningskabel.

Namngivningen på USB-kablar ändrades av just denna anledning. USB 3.0, 3.1, 3.2 och USB4: hastigheter och namn avkodade förklarar varför samma kabel kan säljas under flera etiketter, och varför hastigheten är den enda siffran värd att kontrollera.

Vad som går fel

En kabel som passar är inte en kabel som fungerar. Felen nedan står för de flesta Thunderbolt- och USB4-problem.

• En laddningskabel av USB-C-typ i en dataroll. Kontakten passar, enheten får ström, och dockan eller enheten dyker aldrig upp. Kabeln har inga höghastighetspar kopplade.
• En 3 A-kabel på en 100 W-laptop. Laddningen kryper eller batteriet laddas ur under belastning. Kabeln måste vara en 5 A e-märkt del.
• En passiv kabel bortom sin klassade längd. Passiva USB4 40 Gbps-kablar specificeras till 0,8 m (2,6 ft). En längre passiv kabel kan länka i lägre hastighet eller tappa anslutningen under belastning.
• En USB4-port utan PCIe. Dockans Ethernet och lagring dyker inte upp, eftersom porten inte tunnlar PCIe. Thunderbolt 4- och 5-portar gör det alltid.
• Att anta att en USB-C-port är Thunderbolt. Många USB-C-portar är endast USB 2.0 (480 Mbps) eller USB 5Gbps. Portmärkningen, inte formen, säger till.
• Att koppla fel riktning på optisk eller aktiv kabel. Aktiva koppar- och optiska kablar är riktningskänsliga; källänden går till datorn.
• Thunderbolt 3-enheter på en Thunderbolt 5-värd. De fungerar, i Thunderbolt 3-hastigheter, över en kabel som uppfyller det äldre kravet.

Nätström ligger utanför detta. Där en docka eller laddare ansluts till nätström tillhör det arbetet en behörig elektriker.