Die kommende Generation: USB4
Eine neue, bahnbrechende (und potenziell verwirrende) Version von USB steht kurz bevor. Das USB Implementers Forum (USB-IF) präsentierte Anfang September 2019 die Spezifikation für USB4, die den Weg für rasend schnelle USB-Verbindungen ebnet, welche mit den Geschwindigkeiten von Thunderbolt 3 konkurrieren.
Die Spezifikationsdetails sind abgeschlossen
Dieser Vergleich mit Thunderbolt ist keineswegs zufällig. Intel stellte der USB Promoter Group die Thunderbolt-Protokollspezifikation zur Verfügung. (Die Promoter Group ist eine Industrieorganisation, die sich mit der Entwicklung von USB-Spezifikationen befasst, während das USB-IF die Weiterentwicklung und Akzeptanz der USB-Technologie fördert.)
Sobald USB4-Anschlüsse in Laptops und anderen Geräten verfügbar sind, werden maximale Geschwindigkeiten von 40 Gigabit pro Sekunde (Gbps) versprochen. Dies ist eine Verdopplung der Höchstgeschwindigkeit des aktuellen USB 3.2 Gen 2×2. Wie bei vorherigen USB-Versionen ist USB4 abwärtskompatibel mit USB 2.0 und neueren Standards. Zudem werden diese USB4-Anschlüsse in einigen Fällen auch mit Thunderbolt-3-Geräten funktionieren.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Thunderbolt 3-Kompatibilität nicht zwingend gegeben ist. Einige USB4-Geräte können darauf verzichten.
Es klingt nach einem bedeutenden Fortschritt, doch die Entwickler von USB haben sich schon oft als Meister der Verwirrung erwiesen. USB4 ist hier keine Ausnahme. Gehen wir tiefer ins Detail.
Verschiedene Geschwindigkeitsoptionen
USB4 wird nicht einfach ein einheitlicher Standard sein, der überall gleich funktioniert. Vielmehr wird es zwei unterschiedliche Geschwindigkeiten geben. Neben dem Potenzial für eine Maximalgeschwindigkeit von 40 Gbit/s wird es auch eine Variante mit 20 Gbit/s geben. Als wäre das nicht schon genug, existiert in der USB4-Spezifikation auch eine dritte Option mit 10 Gbit/s. Laut USB-IF dient diese Geschwindigkeit jedoch lediglich als Fallback, um die Abwärtskompatibilität sicherzustellen. Es ist also unwahrscheinlich, dass USB4-Geräte auf diese niedrigste Geschwindigkeit beschränkt sein werden.
Es ist noch unklar, wie die beiden wichtigsten USB4-Geschwindigkeiten bei ihrer Markteinführung genau bezeichnet werden. Intern wird die 40-Gbit/s-Variante als Gen 3×2 und die 20-Gbit/s-Variante als Gen 2×2 bezeichnet. Dies sind jedoch technische Bezeichnungen, die primär für Gerätehersteller relevant sind und wahrscheinlich nicht auf den Produktverpackungen zu finden sein werden.
Ein Sprecher des USB-IF kündigte an, dass die offiziellen Branding-Richtlinien für USB4 Anfang 2020 bekanntgegeben werden.
Das sind gute Nachrichten, denn schon jetzt ist die Situation mit USB 3.2, das in den Varianten Gen 1, Gen 2 und Gen 2×2 verfügbar ist, verwirrend genug. Die Komplexität ist nicht zu unterschätzen.
Abwärtskompatibilität
Wie bei vorherigen USB-Versionen ist auch diese abwärtskompatibel mit älteren Standards, insbesondere USB 2.0 und höher. Das bedeutet, dass Sie eine externe USB 2.0-Festplatte für Backups problemlos an einen USB4-Anschluss anschließen können. Hierfür benötigen Sie jedoch einen Adapter, um von USB Typ-A (Standard-USB) zu USB Typ-C zu wechseln. Die Übertragungsgeschwindigkeiten bleiben dabei auf das Niveau von USB 2.0 beschränkt.
Es ist auch wichtig zu wissen, dass Ihre vorhandenen USB-Typ-C-Kabel wahrscheinlich nicht optimal für USB4 geeignet sind. Sie unterstützen zwar weiterhin die älteren Geschwindigkeiten, aber um die höheren Übertragungsraten von USB4 voll auszuschöpfen, benötigen Sie neue Kabel und Geräte.
Thunderbolt 3-Kompatibilität
Laut USB-IF kann USB4 abwärtskompatibel mit Intels Thunderbolt 3 sein, das ebenfalls Typ-C-Anschlüsse nutzt. Das ist logisch, da USB4 auf den Spezifikationen von Thunderbolt 3 aufbaut. Allerdings ist die Thunderbolt-3-Unterstützung für USB4 nicht zwingend vorgeschrieben. Intel hat dem USB-IF zwar die Nutzung der Thunderbolt-3-Spezifikation kostenlos ermöglicht, jedoch nicht die Verwendung des Namens Thunderbolt 3.
Jeder Gerätehersteller, der seine USB4-Anschlüsse als Thunderbolt 3-kompatibel bewerben möchte, benötigt eine Zertifizierung von Intel. Diese Zertifizierung ist nicht selbstverständlich und erklärt, warum Intels Technologie für Datenübertragung nicht weit verbreitet ist.
In der Praxis wird sich die Situation für PCs mit Thunderbolt 3 wahrscheinlich nicht wesentlich ändern. Beispielsweise wird die offizielle Thunderbolt-3-Kompatibilität auf Computern mit AMD-Prozessoren weiterhin unwahrscheinlich sein – genau wie vor USB4.
Es wird wahrscheinlich einige Intel-basierte Motherboards geben, die zertifizierte USB4-Anschlüsse mit Thunderbolt 3-Unterstützung haben. Jedoch werden PC-Hersteller sich zumeist auf Erweiterungskarten verlassen, um Thunderbolt 3-Geräte zu unterstützen.
Bei Laptops ist die Situation etwas anders. Thunderbolt 3 ist hier zwar nicht allgegenwärtig, aber häufiger anzutreffen als bei Desktop-PCs. Laptops mit Thunderbolt 3 werden beispielsweise gerne für externe Grafik-Docks genutzt.
Wenn Sie einen alten Laptop durch ein neues Modell mit USB4 ersetzen möchten, sollten Sie darauf achten, dass dieses Ihre vorhandene Thunderbolt 3-Ausrüstung unterstützt. Falls nicht, müssen Sie entweder Ihre alten Peripheriegeräte ersetzen oder nach einem Laptop suchen, der den älteren Standard über USB4 unterstützt.
Dynamische Bandbreitenverteilung
Ein wesentlicher Vorteil von USB4 ist die intelligente Verwaltung der Bandbreite. USB4 optimiert die Bandbreite, die an die angeschlossenen Geräte verteilt wird, um eine effiziente Nutzung der Ressourcen zu gewährleisten. Ein typisches Beispiel hierfür ist der gleichzeitige Gebrauch eines externen Speichermediums und eines Bildschirms.
USB4 kann die Bildraten für den Bildschirm hochhalten, während es dem externen Laufwerk gleichzeitig die benötigte Bandbreite für die Datenübertragung zuweist.
Universelle USB-Stromversorgung
Alle USB4-Geräte nutzen die USB Power Delivery-Technologie (USB PD), die bis zu 100 Watt Leistung über einen USB-Anschluss bereitstellen kann. Dies ermöglicht mehr als nur das langsame Aufladen von Smartphones über die USB-Anschlüsse eines Laptops.
USB PD verwendet intelligentes Laden, um sicherzustellen, dass das zu ladende Gerät so viel Strom erhält, wie das Ladegerät liefern kann. Die beiden Geräte handeln die Laderaten aus, um sicherzustellen, dass der Ladevorgang weder zu schnell noch zu langsam erfolgt, abhängig vom Bedarf des Geräts.
Einheitlicher Anschlussstandard
USB4 könnte die Revolution in der Port-Technologie sein, die USB im Alltag universeller macht. Aktuell gibt es eine Vielzahl von Standard-USB-Typ-A-Anschlüssen mit unterschiedlichen Datenübertragungsgeschwindigkeiten, Micro-USB-Anschlüsse hauptsächlich zum Aufladen von Telefonen und die neuen Typ-C-Anschlüsse mit einer größeren Auswahl an Geschwindigkeitsoptionen.
Dies verdeutlicht, dass USB ein Durcheinander an Kabeln und Verwirrung darstellt. Da USB4 auf Typ-C-Anschlüsse setzt, besteht die Möglichkeit, dass wir endlich einen einzigen Port-Typ für alle Gerätegrößen und einen einzigen Kabelanschluss für alles haben werden.
Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass diese universelle Revolution in naher Zukunft stattfinden wird, da Laptop-Hersteller wahrscheinlich weiterhin Typ-A-Anschlüsse in Laptops verbauen werden, um Unternehmen und Privatanwendern donglefreie Abwärtskompatibilität zu bieten.
Selbst wenn Typ-C irgendwann universell wird, wird es weiterhin eine große Bandbreite an Geschwindigkeitsunterschieden zwischen den verschiedenen USB-Varianten geben.
Wann kommt USB4?
Es ist noch unklar, wann genau USB4 seinen Durchbruch haben wird. Gerätehersteller sind im Vergleich zu anderen Standards wie SD und microSD Express normalerweise bereit, neue USB-Technologien relativ schnell zu integrieren. Es ist realistisch, dass wir Mitte bis Ende 2020 oder sogar 2021 sehen werden, bis USB4 wirklich Fuß fasst.