USB4 ist die neueste Generation der Universal Serial Bus-Spezifikation und bietet das Potenzial für Datenübertragungen mit höherer Bandbreite, Unterstützung für Displays mit höherer Auflösung, bessere Austauschbarkeit mit anderen Anschlüssen und ein vereinfachtes Benennungsschema. Der Standard wurde erstmals im August 2019 angekündigt und hat eine Weile gebraucht, um sich durchzusetzen. Mittlerweile sind jedoch viele USB4-Geräte verfügbar, was ihn zu einer spannenden neuen Verbindungsoption für alle macht, die externe Geräte an Laptops und Desktop-PCs anschließen möchten.
Der USB4-Standard basiert auf dem Thunderbolt-3-Protokoll und hat viele seiner besten Funktionen mit ihm gemeinsam, darunter eine Datenübertragungsrate von bis zu 40 Gbit/s, den reversiblen USB-C-Steckertyp, die Fähigkeit, Video und Daten gleichzeitig zu verarbeiten und das Potenzial für eine Stromversorgung mit höherer Wattzahl.
USB4 vereint alles, was an USB 3.2 Gen 2×2 großartig war, und setzt noch einen drauf. Damit ist es eine der vielseitigsten Verbindungsoptionen, die heute verfügbar sind. Interessiert? Hier finden Sie alles, was Sie über USB4 wissen müssen.
Von USB 1 bis USB4
Der USB-Standard ist in der gesamten Technikwelt allgegenwärtig. Schließlich ist „USB“ ein Akronym für „Universal Serial Bus“ und hat seinem Namen seit mehr als zwei Jahrzehnten alle Ehre gemacht . Der Standard hat in den 23 Jahren seit seiner Einführung eine ganze Reihe von Updates erlebt, von denen jedes höhere Geschwindigkeiten, neue Funktionen und neue Verbindungstypen mit sich brachte, und die neueste Generation ist die aufregendste und leistungsfähigste von allen.
Der USB-Standard wurde 1996 eingeführt, um Peripheriegeräteverbindungen unter einer Spezifikation zu standardisieren. USB 1.0, die erste USB-Spezifikation, nutzte die herkömmliche, nicht umkehrbare Typ-A-Verbindung auf dem Host und bot Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 12 Mbit/s. USB 2.0 wurde 2001 eingeführt und war mit bis zu 480 Mbit/s viel schneller. USB 2.0 umfasste auch neue Formfaktoren, darunter den Micro-B-Anschluss (häufig bei älteren Telefonen und externen Festplatten zu finden). USB 3.0 sorgte 2011 für eine weitere Geschwindigkeitssteigerung und bot Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 5 Gbit/s. USB 3.0 erlebte einige Iterationen, vor allem USB 3.1 im Jahr 2014 (bis zu 10 Gbit/s) und USB 3.2 im Jahr 2017 (bis zu 20 Gbit/s). 3.0-Geschwindigkeiten wurden von mehreren Anschlusstypen unterstützt, darunter dem Standard-A-Anschluss, B und Micro-B sowie dem mittlerweile allgegenwärtigen Typ-C -Anschluss.
Darüber hinaus wurden im Laufe der Generationen neue Funktionen eingeführt, darunter die Möglichkeit zur Video- und Datenübertragung sowie die Option zum superschnellen Aufladen mittels USB Power Delivery.
Das nächste Update des USB-Standards ist da. Nach der offiziellen Ankündigung durch die USB Promoter Group am 4. März 2019 sind USB4-Kabel und -Geräte nun verfügbar und einsatzbereit . Aber was ist USB4? In diesem Artikel besprechen wir, was die neue Spezifikation bringt und heben ihre Vorteile gegenüber dem Vorgängerstandard USB 3.2 und allen seinen Derivaten hervor .
Was sind die Hauptvorteile von USB4?
Die USB4-Spezifikation (offiziell als „USB4“ bezeichnet, ohne Leerzeichen) weist laut dem USB Implementers Forum (USB-IF) drei wesentliche Merkmale auf. Dazu gehören:
- Zweispuriger Betrieb mit bis zu 80 Gbit/s (über zertifizierte Kabel) unter Verwendung der USB-Typ-C-Verbindung, wobei bescheidenere Geschwindigkeiten wie 40 Gbit/s und 20 Gbit/s häufiger vorkommen werden;
- Effizienter Austausch zwischen Daten- und Anzeigeprotokollen;
- Abwärtskompatibilität mit USB 3.2, USB 3.1, USB 3.0, USB 2.0 und sogar Thunderbolt 3 .
- Schnelleres Laden dank USB Power Delivery mit bis zu 240 W
- Unterstützung für bis zu DisplayPort 2.1 mit DisplayPort Alt Mode über USB.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Benennungsschema für USB vereinfacht wird. Die vorherigen Generationen von USB 3 wurden im Laufe ihrer Lebensdauer unglaublich verwirrend. Was als USB 3 begann, wurde zu USB 3.1 und USB 3.2, was wiederum zur Neukategorisierung früherer Versionen führte. Sie wurden alle letztendlich in Generationen (oder Gens) von USB 3.2 umbenannt, sodass aus USB 3.0 USB 3.2 Gen 1 und aus USB 3.1 USB 3.2 Gen 2 wurde. Die USB 3.2-Version mit der höchsten Leistung wurde letztendlich USB 3.2 Gen 2×2 genannt.
USB4 startet mit einer neuen Generation von Anschlüssen neu, und obwohl ihre Geschwindigkeit variieren kann, gibt es mindestens eine Generation, zu der sie alle gehören. Alle USB4-Kabel sind auch USB-C, daher muss der Anschlusstyp nicht angegeben werden.
1. Deutlich schnellere Übertragungsgeschwindigkeiten als USB 3.2
Der erste Punkt ist ziemlich unkompliziert und scheint der offensichtlichste Vorteil von USB4 zu sein. Bis zur Veröffentlichung von USB4 bot die schnellste USB-Spezifikation, USB 3.2 Gen 2×2, nur Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 20 Gbit/s, obwohl das Gegenstück mit 10 Gbit/s auf Geräten weitaus häufiger anzutreffen ist. USB 3.2 Gen 2 überträgt Daten mit bis zu 10 Gbit/s, USB 3.2 Gen 1 (und alle vorherigen USB 3.0- und 3.1-Spezifikationen) arbeiten mit bis zu 5 Gbit/s.
Die ursprüngliche USB4-Spezifikation gab die maximale Leistung mit 40 Gbit/s an – das gleiche wie das zugrunde liegende Thunderbolt-3-Protokoll. Seitdem hat das USB Implementer’s Forum jedoch auch eine neue USB-80-Gbit/s-Zertifizierung eingeführt, die einigen aktiven USB4-Kabeln die Möglichkeit gibt, Daten mit bis zu 80 Gbit/s zu übertragen – das Doppelte von Thunderbolt 4. Kompatible Kabel werden mit dem einzigartigen 80-Gbit/s-Logo gekennzeichnet, und Kabel mit höherer Wattleistung werden ebenfalls mit einzigartigen Logos versehen, die ihre potenzielle Wattleistung angeben.
Wie Thunderbolt 3 verwendet USB4 die USB Type-C-Verbindung. USB Type-C ist die abgerundete, reversible Verbindung, die bei den meisten modernen Android-Telefonen und Laptops zu finden ist. Neben Daten ermöglicht die USB Type-C-Konstruktion auch Displayverbindungen, was gut zur zweiten Eigenschaft von USB4 passt: dynamische Bandbreitenzuweisung für Daten- und Displayverbindungen.
2. Verbesserte Bandbreitenzuweisung über USB Type-C
Während andere USB-Spezifikationen Daten und Anzeigeinformationen auf ähnliche Weise übertragen können, gibt es bei ihnen häufig Probleme mit der Bandbreitenzuweisung, d. h., sie teilen die Bandbreite gleichmäßig zwischen den angeschlossenen Geräten auf. Wenn beispielsweise ein externes Speichergerät und ein Display über eine USB Type-C-Dockingstation an einen Computer angeschlossen sind , wird die Bandbreite gleichmäßig zwischen dem Display und dem Speichergerät aufgeteilt. Dies kann die Übertragungsrate des Speichergeräts drosseln.
Bei USB4 gibt es diese Probleme nicht , da es die Bandbreitenanforderungen für angeschlossene Displays dynamisch überwachen und die restliche Bandbreite für die Datenübertragung freihalten kann . Bisher konnten Daten nur über die Datenspur und Videos nur über die Videospur übertragen werden. Das bedeutet, dass selbst wenn ein angeschlossenes Display nicht die gesamte Bandbreite einer Spur (5 oder 10 Gbit/s) nutzte, die ungenutzte Bandbreite nicht für die Datenübertragung reserviert werden konnte und umgekehrt. Jetzt können Daten und Videos Spuren gemeinsam nutzen und somit die gesamte maximale Bandbreite. Dadurch wird das Verbinden mehrerer Geräte über ein Dock wesentlich effizienter.
3. Abwärtskompatibel mit USB 2.0 und höher
Die Einführung des Typ-C-Anschlusses hat bei vielen Verbrauchern bereits für genügend Aufregung gesorgt, und das USB-IF ist sich dessen wahrscheinlich bewusst. Damit andere USB-Spezifikationen nicht sofort obsolet werden, ist USB4 abwärtskompatibel mit allem von USB 2.0 bis zu den neuesten USB 3.2 Gen 2×2-Spezifikationen. Das sind erfreuliche Neuigkeiten für Benutzer älterer USB-Peripheriegeräte, allerdings gibt es einen kleinen Haken. Während ältere USB-Geräte an einen USB4-Anschluss angeschlossen werden können (ggf. mit einem Adapter), kann das Gerät nur mit dem langsameren USB-Standard betrieben werden. Beispielsweise kann eine externe USB 2.0-Festplatte mithilfe eines Adapters an einen USB4-Anschluss angeschlossen werden, die Übertragungsgeschwindigkeiten werden jedoch nur mit USB 2.0-Geschwindigkeiten (bis zu 480 Mbit/s) erreicht.
USB4 vs. Thunderbolt 3 vs. Thunderbolt 4
Das USB-IF hat früh klargestellt, dass USB4 abwärtskompatibel mit Thunderbolt 3 sein würde, es gibt jedoch einige Punkte zu beachten. Es ist wichtig zu verstehen, dass die USB4-Spezifikation auf dem Thunderbolt 3-Protokoll basiert, das Intel USB gespendet hat . Obwohl es auf dem TB3-Protokoll basiert, ist die Unterstützung von TB3 für USB4 jedoch nicht zwingend erforderlich. USB4-Geräte müssen von Intel separat als „Thunderbolt 4-zertifiziert“ zertifiziert werden, um das Thunderbolt-Logo verwenden zu dürfen. Thunderbolt 3-kompatible USB4-Anschlüsse werden dann Thunderbolt 4-Anschlüsse sein. Dies bedeutet, dass nicht alle Computer mit USB4 mit Thunderbolt 3- und Thunderbolt 4-Peripheriegeräten mit Thunderbolt 3- oder 4-Spezifikationen funktionieren, aber im Rahmen der USB4-Spezifikationen das volle Potenzial dieses Kabels ausschöpfen können.
Daher ist es unwahrscheinlich, dass Thunderbolt 3 aus der PC-Landschaft verschwinden wird. Es ist zwar wahrscheinlich, dass wir mehr USB4-Desktops und -Laptops mit AMD-CPUs sehen werden, aber diese werden nicht immer Thunderbolt 3 unterstützen , da sie separate Intel-Zertifizierungen benötigen. Andererseits sind Intel-betriebene Maschinen mit USB4 eher mit Thunderbolt 3 kompatibel, da sie bereits Intel-Technologie verwenden. Einfach ausgedrückt: USB4 kann Thunderbolt 3 unterstützen, muss es aber nicht. Verbraucher sollten insbesondere darauf achten, ob ein neues Gerät Thunderbolt 3 über USB4 unterstützt, wenn sie es über Thunderbolt 3 anschließen möchten.
Für diejenigen, die die Datenübertragungsraten maximieren möchten, ist die Unterstützung von Thunderbolt auf AMD-basierten PCs jedoch möglicherweise nicht wichtig. Die Fähigkeit von USB4, Daten mit bis zu 80 Gbit/s und bis zu 240 W Leistung zu übertragen, ist selbst bei der besten Thunderbolt 4-Verbindung unübertroffen.
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Was kann USB4 sonst noch?
Neben höheren Übertragungsgeschwindigkeiten, verbesserter Bandbreitenzuweisung und Abwärtskompatibilität bietet USB4 auch ein viel robusteres Stromversorgungssystem . Die ursprüngliche Spezifikation sah bis zu 100 Watt über den USB-C-Anschluss vor. Inzwischen hat das USB Implementer’s Forum jedoch seine USB4 2.0-Spezifikation veröffentlicht, die nicht nur höhere Bandbreiten von bis zu 80 Gbit/s auf kompatiblen aktiven USB4-Kabeln bietet, sondern auch eine Erhöhung der USB-Stromversorgung auf 240 W ermöglicht, wodurch selbst die hochwertigsten Laptops schneller aufgeladen werden können.
Viele USB-C-Anschlüsse unterstützten bereits vor USB4 eine Form von Power Delivery, aber USB4 erhöht die potenzielle Ladeleistung des Anschlusses erheblich . Allerdings unterstützen nicht alle USB4-Anschlüsse die höchste Ladeleistung und das USB Implementer’s Forum hat vorgeschrieben, dass Kabel, die mit bestimmten Wattzahlen kompatibel sind, Logos tragen müssen, um deutlich zu machen, was sie leisten können.
Wenn USB4 vom Host implementiert wird, kann es auch intelligente Stromversorgung nutzen. Dadurch kann ein USB4-Kabel so viel Strom liefern, wie ein angeschlossenes Gerät anfordert, bis zu 240 Watt . Noch besser: Die Stromversorgung über USB4 ist bidirektional, sodass Strom zu und von einem angeschlossenen Gerät fließen kann. Das kann besonders nützlich sein, wenn es um den Anschluss externer Displays geht, da diese dann ihre Hauptstromquelle zum Laden eines angeschlossenen Laptops nutzen können.
USB4 verwendet den DisplayPort Alt-Modus, um Video an ein externes Display zu übertragen, und kann sogar verwendet werden, um mehrere externe Displays in Reihe zu schalten . USB4 wurde mit dem USB-C-Anschluss in früheren Generationen der USB-Technologie eingeführt und nutzt den DisplayPort Alt-Modus auf ähnliche Weise, allerdings auf einem fortschrittlicheren Standard. Die ursprüngliche USB4-Spezifikation unterstützte DisplayPort 1.4, aber der neuere USB4-80-Gbit/s-Standard schaltet die Option der DisplayPort 2.1-Unterstützung frei und ermöglicht so die Übertragung von 4K-Videos mit bis zu 240 Hz oder sogar die Verarbeitung eines einzelnen 10K-Displays mit bis zu 60 Hz.
Wo kann man USB4-Kabel kaufen?
Da jetzt USB4-Kabel auf den Markt kommen, ist es wichtig, Qualitätskabel von einem vertrauenswürdigen Unternehmen zu kaufen. Cable Matters bietet eine Reihe von USB4-Kabeln an, darunter auch solche, die Datenübertragungen mit 40 Gbit/s und bis zu 100 W USB Power Delivery bewältigen können . Wenn die USB4-Spezifikation in den kommenden Monaten weiter ausgebaut wird, halten Sie Ausschau nach Kabeln von Cable Matters, die die neue, höherwertige 80-Gbit/s-Spezifikation und bis zu 240 W Ladeleistung unterstützen.
