DataPro's USB4-Leitfaden und FAQ

Was ist USB4?

USB4 ist die fünfte große Überarbeitung des Universal Serial Bus-Standards - einer Industriestandard-Spezifikation für Kabel, Anschlüsse und Kommunikationsprotokolle. USB4 wurde am 4. März 2019 angekündigt, und die offizielle Spezifikation wurde Ende August desselben Jahres veröffentlicht. Er kann die maximale Bandbreite seines Vorgängers verdoppeln - bis zu 40 Gbit/s - und bleibt dabei abwärtskompatibel mit fast allen früheren Versionen.

Wie schnell ist USB4?

Die maximale Datenübertragungsgeschwindigkeit von USB4 beträgt 40 Gbit/s. Die Mindestgeschwindigkeit, die USB4-Geräte unterstützen müssen, beträgt jedoch 20 Gbit/s.

Um die volle Übertragungsrate von 40 Gbit/s zu erreichen, müssen USB4 Gen 3 zertifizierte Kabel verwendet werden.

Schreibt man USB4 wirklich ohne Leerzeichen?

Ja. Nach Aussagen der USB Promoter Group, ist es das Ziel "USB4" zu einer Eigenmarke zu machen, welche für die absehbare Zukunft verwendet wird. Weitere Verbesserungen würden die Endung von XxY erhöhen, zum Beispiel "USB4 4x4"

Wann wurde USB4 veröffentlicht?

USB4 wurde am 4. März 2019 angekündigt, und die offiziellen Spezifikationen wurden Ende August desselben Jahres veröffentlicht. Im Dezember 2019 wurde der erste USB4-Chipsatz angekündigt und vorgestellt.

Welche Funktionen werden von einem USB4 Anschlusses mindestens unterstützt?

Einige Teile der USB4 Spezifikation sind optional und müssen nicht von den Herstellern in ihren Produkten unterstützt werden, während andere in jeder Implementierung vorhanden sein müssen.

Alle Geräte müssen USB4, USB 3 und USB 2 unterstützen. Sie unterstützen auch die USB-PD-Spezifikation (Power Delivery), allerdings nicht unbedingt mit der vollen Leistung von 100 W. In einigen Fällen haben Hubs sogar strengere Anforderungen als Hosts, da sie PCIe und den USB4-Durchsatz von 40 Gbit/s unterstützen müssen - beides optional in einem Host.

Hosts müssen unterstützen:

• USB4 bei 20 Gbit/s (Gen 2 x 2)
• USB 3.2, USB 2.0
• DisplayPort
  • Tunneling durch USB4
  • DisplayPort Alt-Modus an allen nach unten gerichteten Anschlüssen (DFPs)
• USB-PD (Power Delivery) 2.0

Hubs müssen unterstützen:

• USB4 bei 40 Gbit/s (Gen 2 x 2)
• USB 3.2, USB 2.0
• PCIe 3.0
• DisplayPort
  • Tunneling durch USB4
  • DisplayPort Alt-Modus an zumindest einem nach unten gerichteten Anschluss (DFPs)
• USB-PD (Power Delivery) 2.0

Was ist USB4 Fabric?

USB4 Fabric ist ein Datenübertragungsprotokoll, das auf Intels Thunderbolt 3-Standard basiert. Es ist die primäre Methode von USB4, um Daten über die Verbindung zu übertragen, und kann als Tunnel für USB-, DisplayPort- und PCIe-Signale über dasselbe physische Kabel verwendet werden.



Dies ist eine wesentliche Änderung gegenüber früheren USB-Versionen, bei denen ein USB-C-Anschluss für DisplayPort oder Thunderbolt als Alt Modi verwendet werden konnte. Wie unten dargestellt, ist eine direkte Verbindung zum Anschluss am Gerät erfordert.

Durch die Aufnahme von DisplayPort und Teilen von Thunderbolt (insbesondere PCIe) in die USB4-Spezifikation und -Fabric, können Bildschirme und Datengeräte mit hoher Bandbreite theoretisch an jeden Teil der USB4-Infrastruktur angeschlossen werden, was Konfigurationen wie diese ermöglicht:

Was ist der Unterschied zwischen Alt-Modus und Tunneling?

Alt Modi verwenden einen physischen Chip der mit dem USB-C Anschluss verbunden ist, um auch andere Signale als nur USB auszutauschen. Zum Beispiel DisplayPort oder HDMI.

Beim Tunneling wird dasselbe Signal in Pakete umgewandelt, die zur gleichen Zeit wie andere Daten über das USB-C-Kabel gesendet werden können. Dies erfordert in der Regel weniger physische Hardware und erlaubt die Übertragung vielfältiger Signale über ein einziges Kabel.

Wird ein passives Thunderbolt Kabel mit USB4 funktionieren?

Ja! Nicht aktive USB-C Kabel, die ursprünglich für die Verwendung mit Thunderbolt ausgelegt waren, ermöglichen Übertragungsgeschwindigkeiten von 40 Gbit/s, wenn sie mit entsprechender USB4-Hardware verwendet werden.

Unterstützt USB4 die volle USB-PD-Leistung von 100 W?

Ja! Die Stärke von USB-PD (Power Delivery) liegt jedoch nicht nur in der Spitzenklasse, sondern auch in der Fähigkeit, eine optimale Energieübertragung zwischen verschiedenen Geräten auszuhandeln.

Ist USB4 rückwärts kompatibel?

Ja! Alle USB4-Implementierungen müssen die Abwärtskompatibilität mit USB 3.2 und USB 2.0 unterstützen.

Welchen Anschluss nutzt USB4?

USB4 verwendet ausschließlich den USB-C Anschluss.

Ist USB4 Thunderbolt??

Nein. Obwohl es die gleiche zugrundeliegende Technologie verwendet und die gleichen Funktionen umfasst, bleiben die beiden vorerst getrennt. Thunderbolt-Unterstützung kann optional von USB4-fähigen Geräteherstellern gegen eine einmalige Lizenzgebühr, die an Intel gezahlt wird, integriert werden.

Welche Version von DisplayPort wird von USB4 unterstützt?

USB4 unterstützt grundsätzlich DisplayPort 2.0 Funktionalität, jedoch nicht unbedingt bei voller Geschwindigkeit. Diese hängt von der Implementierung und Topologie des Setups ab.

Was ist die USB4 Spezifikation?

Die USB4-Spezifikation ist eine Sammlung technischer Dokumente, die vom USB Implementer's Forum veröffentlicht wurden und die den Betrieb und die Implementierung des USB4-Standards definieren. Sie wurde im August 2019 veröffentlicht.

Wie lang können USB4 Kabel sein?

Um die volle "Gen 3" (40 Gbit/s) Leistung zu erreichen, darf die USB4-Kabellänge 0.8m (2.6ft) nicht überschreiten. Gen 2 oder 20 Gbit/s Kabel können bis zu 2m (6.5ft) lang sein. Kabel, die länger als diese Länge sind, funktionieren zwar noch, haben aber möglicherweise eine geringere Leistung. Es ist auch wahrscheinlich, dass Active Boosted Cables und Active Optical Cables diese Länge überschreiten können.