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USB 4.0 soll noch in diesem Jahr released werden und neben höheren Übertragungsgeschwindigkeiten auch noch mit einer Reihe weiterer Vorteile aufwarten. Der neue Standard ist eine Weiterentwicklung der Thunderbolt-Architektur, die mit der USB-typischen Hub-Technik ausgestattet ist. In diesem Beitrag erfahren Sie, was USB 4.0 im Vergleich zur Vorgänger-Version besser macht und was Sie von der neuen Schnittstelle sonst noch erwarten dürfen.

Wie schnell ist USB 4?

Je nach Ausbaustufe soll mit Version 4.0 eine theoretische Datenrate von 20 bzw. 40 Gbit pro Sekunden zur Verfügung stehen. Voraussetzung dafür ist aber die Nutzung von zertifizierten USB-C-Kabeln.

Wann gibt es die ersten USB-4-Geräte?

Im März 2019 gab die USB Promoter Group die Spezifikationen für den neuen USB 4.0 Standard bekannt und nach der Veröffentlichung der endgültigen Version durch das USB Implementors Forum (USB IF) können die Hersteller nun mit der Produktion entsprechender Geräte beginnen. Die ersten davon sollen bereits Ende des Jahres auf den Markt kommen.

Ist USB 4 auch in Kombination mit älteren Standards nutzbar?

Nach Angaben des USB IF Forum ist USB 4 abwärtskompatibel zu sämtlichen Generationen von USB 3.2, USB 2.0 und zu Thunderbolt 3.

1. USB-Standards sehr unübersichtlich

Der USB-Standard ist momentan ziemlich unübersichtlich und wurde erst im August letzten Jahres einer weiteren äußerst verwirrenden Namensänderung unterzogen. Es gibt zig verschiedene Anschlüsse und selbst wenn man nur USB-C betrachtet, wiederum zahlreiche unterschiedliche Standards. Das liegt in erster Linie daran, dass bei der Veröffentlichung einer neuen Version die älteren in ebendieser aufgehen und nur durch den Zusatz „Gen“ unterschieden werden.

Der aktuell verfügbare Standard ist USB 3.2. der in drei Geschwindigkeitsklassen unterteilt wird: Gen 1, Gen 2, Gen 2x2. USB 3.2. 2x2 besitzt mit 20 Gbit/s die doppelte Bandbreite von Gen 2 und ist die derzeit schnellste USB-Verbindung.

Laut USB Implementors Forum soll es dieses Kuddelmuddel bei der neuen Version nicht geben. Die Spezifikationen werden weitestgehend von Intels Thunderbolt-3-Anschluss übernommen, der schon länger auf den Markt ist. Sollte die Geschwindigkeit nachträglich erhöht werden, wird die Bezeichnung des Standards daher in jedem Fall USB 5 lauten. USB 4 ist kompatibel mit Thunderbolt 3 und abwärtskompatibel zu USB 3 (inkl. 3.1. und 3.2.) und USB 2.0. Darüber hinaus lassen sich auch Thunderbolt-3-Funktionen in USB-4-Kabel integrieren. Dazu zählt beispielsweise die Stromübertragungs-Kapazität von 100 Watt, mit der auch Notebooks geladen werden können.

Gut zu wissen: Anschlüsse und Kabel vom Typ C können sowohl USB als auch Thunderbolt 3 unterstützen. Allerdings ist nicht jedes Type-C-Device (z.B. USB-Sticks oder Bluetooth Adapter) automatisch auch mit Thunderbolt 3 kompatibel.

In der folgenden Tabelle finden Sie die verschiedenen USB-Standards und Ihre Bandbreiten noch einmal im Vergleich:

Bezeichnung

Standard

Bandbreite

Superspeed USB

USB 3.2 Gen 1 / USB 3.1 Gen 1 / USB 3.0

5 Gbit/s

Superspeed USB 10

USB 3.2 Gen 2 / USB 3.1 Gen 2 / USB 3.1

10 Gbit/s

Superspeed USB 20

USB Gen 2x2

20 Gbit/s

Thunderbolt 3

 

40 Gbit/s

USB 4

 

40 Gbit/s

2. Verbesserungen im Vergleich zu USB 3.2

USB 4 basiert auf der Architektur von Thunderbolt. Diese verdoppelt nicht nur die aktuelle Bandbreite auf bis 40 Gbit/s, sondern erlaubt zugleich auch die Verarbeitung mehrerer Daten- und Anzeigeprotokolle gleichzeitig. Durch einen intelligente Ressourcenzuweisung auf Grundlage des Transferbedarfs wartet die neue Version zudem auch noch mit einer besseren Videoleistung auf.  Streamen Sie beispielsweise gleichzeitig Daten und 4K-Video, gleicht die Technologie die Anforderungen so aus, dass beide Ströme einwandfrei funktionieren.

Streaming-Tests mit Tablet und USB-Stick

Beim parallelen Streaming von Daten und 4K-Video gleicht die Technologie die Anforderungen so aus, dass beide Ströme einwandfrei funktionieren.

2.1. USB Hub-Topologie in Version 4.0

Zudem kann USB 4, anders als Thunderbolt 3, mehrere Geräte über Hubs an einen Host anbinden (Thunderbolt beherrscht nur eine Kette von hintereinander geschalteten Geräten). Das bedeutet allerdings auch, dass die Hub-Controller komplexer als bisher ausfallen müssen. Ein USB-3-Hub enthält technisch gesehen nämlich gleich zwei Hub-Controller: einen für USB 3.x und einen für USB 2.0 (inklusive einem Fallback auf USB 1.x). Abhängig von der Geschwindigkeitsstufe des angeschlossenen Gerätes ist der eine oder dem andere Controller dafür zuständig. Da die zugehörigen Datenleitungen in den USB-A- und USB-C-Kabeln parallel geführt werden, ist auch keine Protokollwandlung notwendig.

Im Fall von USB 4 müssen Änderungen am USB-3.x.-Controller vorgenommen werden, da über dessen dedizierte Leitungen das Thunderbolt-Protokoll läuft und die Datenpakete daher nicht einfach weitergereicht werden können. Nach Angaben des USB IF sollen daher Hubs zu den ersten Einsatzszenarien des neuen Standards gehören.

2.2. Kabel und Anschlüsse bleiben gleich

Physikalisch ändert sich bei USB 4 glücklicherweise aber nichts. So ist zwar die zugrundeliegende Technologie eine andere, die Kabel, Stecker und Ports sehen aber immer noch genauso aus wie bei USB-C.

Gut zu wissen: Intel hat der USB Promoter Group zwar das Thunderbolt-3-Protokoll zur Verfügung gestellt, damit USB 4 mit den Thunderbolt-3-Geräten kompatibel ist, die Hersteller sind aber nicht verpflichtet, dieses auch zu implementieren. Das bedeutet, dass Sie am Ende vielleicht ein USB-4-Gerät erhalten, das nicht mit Thunderbolt 3 kompatibel ist. Sie sollten daher vor dem Kauf immer einen genauen Blick auf die Spezifikationen werfen.

Das hört sich zwar alles erst einmal nicht schlecht an, allerdings werden nicht alle USB-Geräte in der Lage sein, die versprochene Übertragungsgeschwindigkeit von 40 Gbit/s auch tatsächlich zu erreichen. USB-4-Devices müssen daher wahrscheinlich Ihre Geschwindigkeit reduzieren, um sich an die Gegebenheiten der verbundenen Hardware anzupassen. Aus diesem Grund wird es die Version 4.0 auch in drei Geschwindigkeiten (10 Gbit/s, 20 Gbit/s und 40 Gbit/s) geben, wobei die niedrigeren vor allem für kleinere und günstigere Geräte gedacht sind.

Windows Laptop mit Netzteil

USB-4-Anschlüsse unterstützen USB-PD standardmäßig mit bis zu 100 Watt. Zum aktuellen Zeitpunkt gibt es allerdings noch kein Ladegerät, das auch nur annähernd so viel Strom liefern kann.

2.3. USB 4.0 Stromversorgung

Nur bestimmte USB-C-Ports unterstützen USB-PD (USB Power Delivery), welches die Vorrausetzung für das Laden bestimmter Geräte (darunter auch Notebooks und Smartphones) ist. Überdies lassen sich damit Devices mit einer Leistungsaufnahme von bis zu 100 Watt ohne zusätzliche Stromversorgung betreiben (z.B. Bildschirme, Tintenstrahldrucker oder Lautsprecher). USB-4-Anschlüsse unterstützen USB-PD standardmäßig mit bis zu 100 Watt, obwohl es aktuellen Zeitpunkt noch kein Ladegerät gibt, das auch nur annähernd so viel Strom liefern kann.

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USB 4: Wissenswertes über den neuen USB-Standard
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