Was ist USB4? Wie die neue Benutzeroberfläche Geschwindigkeiten steigert, Bildschirme unterstützt und mehr

Nennen Sie es einfach USB4 auf dem Boden : 2021 wird es eine große Welle von Geräten mit einem neuen USB-Standard geben, der über die üblichen Geschwindigkeitsschübe hinausgeht. USB4, die neueste Version von USB, vernichtet den Platz (es ist nicht „USB 4“ – mehr dazu gleich) und kaschiert einige der wolligen Verwirrung, die USB 3 ist. Außerdem fügt es über die neuen Geschwindigkeiten hinaus neue Nuancen hinzu zur Gerätekompatibilität und zum Laden über den Anschluss.

Woher kommt USB4? Teilweise aus früheren USB-Spezifikationen; teilweise von einer anderen Schnittstelle. USB4 nutzt das Thunderbolt 3-Protokoll, um Geschwindigkeiten zu liefern, die bis zu doppelt so schnell sind wie die USB-Version, die es ersetzt. Zusätzlich zu seiner größeren Bandbreite kann USB4 Datei- und Videodaten geschickter durch seine Pipes pendeln und priorisieren als frühere USB-Iterationen. Und USB4 bietet Abwärtskompatibilität mit all den alten PC-Konnektivitätsmassen an seinen physischen Anschlüssen: Thunderbolt 3-, USB 3.2- und USB 2.0-Geräte.

USB4 ist bereit, sich 2021 schnell zu verbreiten, aber aufmerksame Beobachter des PC-Marktes wissen, dass es bereits in begrenzter Form da ist. Die ersten Computer mit USB4-Konnektivität kamen gegen Ende des Jahres 2020 auf den Markt, und Sie können damit rechnen, dass 2021 viele weitere Laptops und Desktops damit ausgestattet werden, zusammen mit Peripheriegeräten, die als USB4-kompatibel bezeichnet werden.

Obwohl USB4 dazu beitragen sollte, einige der Verwirrung zu beseitigen, die durch die vielen Geschmacksrichtungen von USB 3 und ihre vielfältigen, wechselnden Spitznamen ("USB 3.2 Gen 2x2" ... im Ernst, Leute?) Angerichtet wurde, ist der neue Standard nicht ganz einfach, One-size-fits-all-Geschichte. Hier ist, was Sie über USB4 wissen müssen, das USB 3.2 als Platzhirsch im Zwinger des universellen seriellen Busses ersetzt.

Geschwindigkeit steigern: Ein neuer Spitzenwert von 40 Gbit/s

Eine wichtige Sache, die Sie vorab beachten sollten: Das USB Implementers Forum (USB-IF) stylt USB4 tatsächlich als „USB4“, ohne Leerzeichen zwischen „USB“ und „4“. Wir teilen Ihnen dies mit, um Ihre Online-Suche nach dem Begriff möglicherweise zu unterstützen. Wenn die Suche nach dem Begriff „USB 4“ keine zufriedenstellenden Ergebnisse liefert, kann es hilfreich sein, das Leerzeichen zu entfernen.

USB4 umfasst die Thunderbolt 3-Spezifikation und entspricht jetzt der höchsten Übertragungsgeschwindigkeit dieser Spezifikation, die 40 Gbit/s beträgt. Das ist die doppelte Spitzengeschwindigkeit (20 Gbit/s) der schnellsten USB-Version der vorherigen Generation, dem zweifelhaft benannten USB 3.2 Gen 2x2. Diese Version von USB hat nie viel Anklang gefunden; Nur wenige superschnelle externe SSDs (wie die Seagate FireCuda Gaming SSD und die SanDisk Extreme Pro Portable SSD v2) unterstützen dies, und kompatible USB 3.2 Gen 2x2-Ports bleiben rar gesät.

Als Auffrischung darüber, wo USB war, wie sich die Namen geändert haben und wohin es geht, hier ist ein praktischer Spickzettel für alle USB-Versionen, die heute in alten und neuen PCs relevant bleiben ...

Da jede USB-Einführung vertraglich verpflichtet zu sein scheint, ein gewisses Maß an Verwirrung zu stiften, hier ist USB4: Nicht jedes USB4-Gerät unterstützt 40-Gbit/s-Übertragungen. Einige USB4-Produkte bieten eine Höchstgeschwindigkeit von nur 20 Gbit/s. Sie können davon ausgehen, dass kostengünstigere Produkte nur die langsamere Geschwindigkeit verwenden, aber Sie müssen die Spezifikationen eines bestimmten USB4-Geräts überprüfen, um zu sehen, welche USB4-Funktionen es bietet. Hardwareherstellern stehen verschiedene Logos zur Verfügung, um die USB4-Fähigkeiten zu veranschaulichen...

Einfach ausgedrückt, um den Geschwindigkeitsunterschied mit USB4 zu erkennen, müssen Sie nach der „20“ oder der „40“ im Logo auf der Verpackung oder dem Datenblatt des Geräts suchen, das Sie in Betracht ziehen.

Zu beachten ist, dass selbst die Version mit niedrigerer Geschwindigkeit (20 Gbit/s) von USB4 schnellere Übertragungsgeschwindigkeiten bietet als die meisten Implementierungen von USB 3.2. Obwohl USB 3.2 (die letzte Dachfamilie von USB-Spezifikationen in neueren Computern und Peripheriegeräten) in seiner USB 3.2 Gen 2x2-Variante eine maximale Bandbreite von 20 Gbit / s hat, hat auch USB 3.2 Varianten mit niedrigerer Geschwindigkeit. Und diese sind viel häufiger, mit Spitzengeschwindigkeiten von nur 5 Gbit/s (USB 3.2 Gen 1) oder 10 Gbit/s (USB 3.2 Gen 2).

Über diese Verbindung von USB und Thunderbolt...

Thunderbolt war lange Zeit ein proprietäres Intel-Protokoll, das einen eigenen, spezialisierten Chip und eine an Intel gezahlte Lizenzgebühr erforderte, was bedeutete, dass Thunderbolt nie die universelle Akzeptanz von USB erreichte. Es tritt in der Regel nur in High-End-Computern auf. Jetzt, in seinem neuesten Thunderbolt-Umzug, hat Intel den Kurs umgekehrt und Thunderbolt für andere Chiphersteller zur Nutzung geöffnet, ohne seinen Anteil zu nehmen. (Weitere Informationen finden Sie in unserer Einführung zu Thunderbolt 4 sowie in unserem Erklärer zu Thunderbolt 3 im Vergleich zu USB-C.)

Sowohl USB4 als auch Thunderbolt 3 verwenden denselben physischen Anschluss – USB Type-C (auch bekannt als USB-C) – was diese Verbindung zu einer natürlichen Ergänzung macht. Der ovale USB-C-Anschluss hat zwei Vorteile gegenüber „klassischen“ USB-Typ-A-Anschlüssen (die rechteckigen älterer Bauart). Zum einen sind die USB-C-Anschlüsse kleiner, was die Integration in dünnere Laptops und kompaktere Geräte ermöglicht. Zum anderen gibt es bei einem USB-C-Anschluss kein Oben oder Unten. Sie können ein USB-C-Kabel in beide Richtungen an einen USB-C-Anschluss anschließen, wodurch Sie nicht mehr frustriert sein müssen, wenn Sie versuchen, ein USB-Gerät an Ihren Computer anzuschließen.

Diese Vereinigung von USB4 und Thunderbolt 3 bedeutet auch, dass neue Computer mit USB4-Anschlüssen Kompatibilität mit Ihren vorhandenen Thunderbolt 3-Geräten bieten könnten , was möglicherweise eine gute Nachricht für Gamer ist, die insbesondere über eine externe GPU verfügen. Aber warum betonen wir „könnte“ und sagen nur „potenziell“ gute Nachrichten? Da die Integration von Thunderbolt 3-Kompatibilität in eine USB4-Port-Implementierung gemäß der Spezifikation optional ist .

Wir gehen davon aus, dass die Thunderbolt 3-Kompatibilität bei USB4-PCs weit verbreitet sein wird, da die Hersteller Intel keinen Zehnten mehr zahlen müssen, um sie aufzunehmen. Wenn Sie jedoch nach einem neuen Laptop suchen, um ihn beispielsweise mit Ihrer Thunderbolt 3 eGPU zu koppeln, wäre es eine gute Idee, die Spezifikationen des Laptops zu überprüfen, um die Kompatibilität sicherzustellen, bevor Sie irgendwelche Annahmen treffen.

Umgang mit Videosignalen mit Köpfchen und Muskelkraft

Neben der Zusammenarbeit mit Intel beim Hinzufügen der Thunderbolt 3-Spezifikation zu USB4 arbeitete das USB-IF mit der Video Electronics Standards Association (VESA) zusammen, um USB4 mit erweiterten Anzeigefunktionen auszustatten. Der relevante Teil der USB4-Spezifikation ist die Unterstützung für DisplayPort Alt Mode 2.0, der einen enormen Overhead für die Stromversorgung von Displays mit sehr hoher Auflösung bietet.

Mit DisplayPort Alt Mode 2.0 kann ein USB4-Anschluss bis zu 80 Gbit/s an Signaldaten übertragen, sodass Sie mehrere DisplayPort 2.0-Displays mit einer 8K-Auflösung bei einer Bildwiederholfrequenz von 60 Hz oder in fernerer Zukunft ein einzelnes 16K-Display bei 60 Hz mit Strom versorgen können. (Oder mehr 4K-Displays, als Sie wahrscheinlich besitzen.) Dies ist möglich, weil die gesendeten Displaydaten unidirektional sind.

Es ist jedoch nicht nur eine scheinbar endlose Videobandbreite, die Sie mit USB4 erhalten. USB4 kann Ressourcen über die Schnittstelle zuweisen, damit Sie beispielsweise ein HD-Display mit bis zu 40 Gbit / s ansteuern und gleichzeitig eine Datenübertragung von einer externen SSD durchführen können. Bei früheren USB-Versionen konnte es Videos über eine seiner beiden Spuren und Daten über die andere für eine bestenfalls 50/50-Aufteilung senden. Bei USB4 gibt es eine dynamische Zuweisung von Ressourcen. Die Spuren können von Video und Daten gemeinsam genutzt werden, wodurch das Display die benötigte Bandbreite erhält und der Rest für die Datenübertragung verwendet werden kann. Denken Sie nur daran, was ein USB4-Hub bieten könnte: die Fähigkeit, alle 4K-Displays mit Strom zu versorgen, die Sie auf Ihrem Schreibtisch unterbringen können, wobei noch viel Bandbreite für Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungen übrig bleibt.

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Stromversorgung für alle

Eine Spezifikation, die Sie auf USB4-Geräten nicht suchen oder suchen müssen, ist USB Power Delivery (USB PD). Mit USB PD können Sie USB-Geräte über Ihren Computer aufladen, anstatt eine Steckdose suchen zu müssen. Alle USB4-Anschlüsse bieten USB PD zum Aufladen Ihrer Geräte.

Das ist eine Änderung gegenüber dem bestehenden Stand der Dinge. Derzeit bieten einige USB 3.2-Anschlüsse Power Delivery, andere nicht. Mit USB4 können Sie Ihr Telefon an jedem USB4-Port eines Laptops aufladen, und Sie müssen nicht nach dem spezifischen USB PD-fähigen Port oder den Ports mit dem winzigen Blitz-Logo suchen. (Falls sich der PC-Hersteller tatsächlich dafür entschieden hat, die Logos überhaupt einzufügen.) Das ist wahrscheinlich das zweitgrößte USB-Ärgernis, wenn man die Leistungsfähigkeit eines bestimmten nicht gekennzeichneten USB-Anschlusses errät, nachdem man immer falsch geraten hat, wo oben wann ist versucht, etwas an einen USB-Typ-A-Anschluss anzuschließen.

USB PD kann bis zu 100 Watt Leistung liefern und bietet mehr als genug Energie, um die meisten Laptops (eingehend) aufzuladen, zusätzlich zum Aufladen (ausgehend) kleinerer Geräte wie eines iPhones. Außerdem liefert USB PD nur so viel Strom, wie das aufzuladende Gerät verarbeiten kann, sodass Sie sich keine Sorgen über eine Überlastung und Beschädigung des Akkus Ihres Telefons machen müssen.

Ankunftsdatum von USB4 (Hinweis: Es ist bereits da)

Wir haben erwähnt, dass bereits einige USB4-fähige Laptops herausgesickert sind. Intels „Tiger Lake“-Core-CPUs der 11. Generation werden neben anderen Vorteilen native USB4-Unterstützung bieten. Einige Tiger-Lake-Laptops haben PC Labs durchlaufen, beginnend mit dem Asus ZenBook 13 (UX325EA) und dem Dell XPS 13 (9310) Ende 2020. Sie können damit rechnen, dass jede größere Laptop-Linie im Jahr 2021 ein Tiger-Lake-Update erhält.

Apples neues M1 MacBook Air, MacBook Pro und Mac mini wurden gegen Ende 2020 herausgebracht und verfügen ebenfalls über USB4-Anschlüsse. Sie können davon ausgehen, dass einige der anderen Macs von Apple dieses Jahr ein M1-Makeover erhalten, das USB4-Unterstützung hinzufügt.

Denken Sie daran, dass Ihre aktuellen USB 3.x-Geräte zwar mit einem neuen, mit USB4 ausgestatteten Laptop funktionieren, obwohl Abwärtskompatibilität bedeutet, dass diese älteren Geräte keine 40-Gbit / s-Datenübertragung erreichen können. Sie können mit Ihrem neuen Laptop kommunizieren, aber sie können den maximalen Durchsatz des älteren USB-Protokolls, das sie unterstützen, nicht überschreiten.

Wir haben noch keine USB4-SSD oder andere Peripheriegeräte in freier Wildbahn gesehen, aber vorhandene tragbare Laufwerke mit Thunderbolt 3-Unterstützung können theoretische Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 40 Gbit/s – dem gemeinsamen maximalen Durchsatz der beiden Standards – mit einem mit USB4 ausgestatteten PC bieten. Beachten Sie jedoch auch hier den großen Vorbehalt von früher: Diese Art von Spitzengeschwindigkeit ist nur möglich, wenn der PC die 40-Gbit / s-Variante von USB4 (nicht nur die 20-Gbit / s-Variante) bietet und eine spezifische Abwärtskompatibilität mit Thunderbolt 3 bietet.

Bis Ende des Jahres sollten USB4-Geräte Thunderbolt-Geräte an der Zahl übertreffen, und es wird viel einfacher sein, einen neuen Laptop mit einer neuen SSD für die schnellstmögliche Datenübertragung zu kombinieren, insbesondere wenn diese externen SSDs schnelle PCI-Express-basierte Innereien verwenden. Dies und die Möglichkeit, einen oder mehrere hochauflösende DisplayPort 2.0-Monitore über dieselbe Schnittstelle zu betreiben, lassen eine neue Welt der schnellen Konnektivität ahnen – zumindest für diejenigen, die bereit sind, in neue Systeme und Hardware zu investieren, die „4“ gehen können.