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USB4 : Ein Standard, sie alle zu (ver)binden?

Derzeit herrscht beim USB-Anschluss trotz „Standard“ im Namen einige Verwirrung. Vier unterschiedliche Ausführungen von USB 3.2 und zwei Versionen von USB 3.1 gibt es. Hinzu kommen noch unterschiedliche Vorgaben bei den Steckern und unterstützte Spannungen. Mit USB4 soll alles besser und schneller werden. Und auch einheitlicher.

Der neue USB4 -Standard wird drei wesentliche Vorteile gegenüber früheren Versionen von USB bieten:

  • Durch die Verwendung von zweispurigen Kabeln können einige Geräte die Daten mit bis zu 40 Gbps übertragen – also der gleichen Geschwindigkeit von Thunderbolt 3.
  • Apropos Thunderbolt 3: Einige, aber nicht unbedingt alle USB4 -Geräte funktionieren auch mit Thunderbolt 3-Geräten.
  • Werden über den neuen USB4 Anschluss gleichzeitig sowohl Videos als auch Daten übertragen, weist die integrierte Steuereinheit die Bandbreite intelligent zu. Ist an dem USB4 Port also ein 1080p-Monitor angeschlossen und der Video-Stream hat eine geringere Auflösung, wird nur ein Teil der verfügbaren Bandbreite für die Darstellung genutzt. Die restliche Bandbreite steht über den USB-Hub für weitere externe Geräte zur Verfügung.

USB4 etabliert (erfreulicher Weise) keinen neuen Anschluss, sondern setzt auf den aktuellen USB-Typ-C-Anschluss. Damit wird der altmodische Type-A-Anschlüssen in Rente geschickt, denn Funktionen wie USB Power Delivery funktionieren nur mit Typ-C. Das ist insofern wichtig zu wissen, denn beim Einsatz eines Adapters können und werden Datenübertragungsraten und die Leistung von Hardware sinken.

Kompatibel mit Thunderbolt 3
Intel hatte bereits vor einiger Zeit bekannt gegeben, das Thunderbolt 3-Protokoll an die USB Promoter Group weitergeben zu wollen. Das Unternehmen hat Wort gehalten und macht eine Kompatibilität zwischen USB4 und Thunderbolt 3 Geräten möglich. Doch auch andersrum funktioniert es: USB4 -Geräte können an Thunderbolt 3 angeschlossen und betrieben werden, was sicherlich einige Apple Nutzer freuen dürfte. Und Windows sowie Linux Nutzer, die sich eine eGPU (externe Grafikkarte) zugelegt haben, können dies am neuen Anschluss weiternutzen.

Das gilt in erster Linie für Intel-Nutzer, denn die Unterstützung von Thunderbolt 3 unter AMD ist in vielen Fällen nur eingeschränkt und oft gar nicht möglich. Thunderbolt 3 ist – insbeosndere durch die Lizenzgebühren – teurer zu implementieren, kein offener Standard und benötigt außerdem einen zusätzlichen Chip. Damit ist die Auswahl an kompatiblen Motherboards zieblich überschaubar.

Mit USB4 ändert sich das nun, denn Geräte- und Motherboard-Hersteller müssen an Intel keine Lizenzgebühren zahlen, so dass die Chancen auf eine rasche und breite Marktakzeptanz größer ist. Allerdings gibt es einen Haken: Die Kompatibilität zu Thunderbolt ist kein erforderlicher Bestandteil der USB4 Spezifikation, so dass Hersteller diese nicht implementieren müssen. Nutzer könnten also am Ende ein Notebook mit USB4 kaufen und zu ihrem Bedauern feststellen, ihre Sapphire GearBox mit diesem nicht funktioniert. Brad Saunders, CEO der USB Promoter Group, geht jedoch davon aus, dass die meisten PCs mit USB4 für Thunderbolt 3 geeignet sein werden.

Obwohl Saunders optimistisch ist, so sollte man im Hinterkopf behalten, dass jedes Gerät, das als „Thunderbolt 3 kompatibel“ vermarkten möchte, mit einer hohen Wahrscheinlichkeit zuerst von Intel zertifiziert werden muss. Heutzutage muss jedes Thunderbolt 3-Produkt einen mehrstufigen Validierungsprozess durchlaufen, der einiges an Geld kostet.


Drei Geschwindigkeitsklassen
Obwohl der neue Standard theoretische Geschwindigkeiten von bis zu 40 Gbit/s erreichen kann, werden nicht alle USB-Geräte bzw. Hubs diese Leistung bieten. Drei Geschwindigkeitsklassen sind angedacht: 10 Gbps, 20 Gbps und 40 Gbps. Insbesondere günstigere Geräte dürften sich an der unseren Mindestgrenze orientieren.

USB-C führte den „alternativen Modus“ ein, der die Möglichkeit bietet, Bild- und Video-Inhalte über einen Typ-C-Anschluss zu übertragen. Jedoch bietet die aktuelle 3.x-Spezifikation keine gute Möglichkeit, Ressourcen aufzuteilen. Um genauer zu sein, teilt der DisplayPort Alt-Modus die Bandbreite zwischen USB-Daten und Videodaten in gleichgroße Anteile von 50/50 auf. Und der HDMI Alt-Modus erlaubt gar keine gleichzeitige Übertragung von USB-Daten.

Anstatt den alternativen Modus zu verwenden, nutzen viele aktuelle Dockingstationen die DisplayLink-Technologie, die das Videosignal komprimieren und in USB-Daten umwandeln. Es wird interessant sein zu sehen, ob sich das mit USB4 ändern wird.

Eine weitere interessante Funktion ist USB Power Delivery, das bereits mit USB-Typ-C eingeführt wurde, bisher jedoch nicht von allen Geräten unterstütz wird. Mit USB4 soll jedes Gerät dem USB PD Standard entsprechen, was eine höhere Leistung und ein besseres Energiemanagement ermöglicht.

USB PD kann theoretisch bis zu 100 Watt bereitstellen, das gilt jedoch nicht für Ladegeräte. Es gibt also keine Garantie dafür, dass ein bestimmter USB4 .0-Anschluss ausreichend Strom liefert, um beispielsweise ein Notebook zu versorgen.

Ähnlich wie schon bei den bisherigen USB-Standards wird auch USB4 mit allen bisherigen Generationen – Adapter vorausgesetzt – problemlos zusammenarbeiten. Es ist aber selbstverständlich, dass nur die Übertragungsgeschwindigkeit der jeweiligen Generation erreicht werden kann.

Und wann kommt’s?
Das USB Promoter Forum hat im September die Spezifikationen für USB4 veröffentlicht (hier zu finden), Zwischen 12 bis 18 Monate wird es aber noch dauern, bis wir die ersten kompatiblen Geräte sehen werden. Und selbst das ist eine sehr optimistische Schätzung. Die Spezifikation für Type-C wurde 2014 angekündigt und es dauerte mehrere Jahre, bis USB Type-C im Mainstream angekommen ist.

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Jakob Ginzburg

Redaktion | Geschäftsführung | Vermarktung

Meistens eher im Hintergrund unterwegs, kümmere ich mich um den Geschäftsbetrieb und schreibe hin und wieder News sowie Reviews.