USB 4: einde aan de chaos rond Thunderbolt en USB?

usb c usb kabel

De USB-poort heeft sinds zijn geboorte in 1996 bijgedragen aan een belangrijke standaardisatie binnen de computerwereld. De introductie van USB-C ontketende opeens pure chaos, met onduidelijkheid en frustraties als gevolg. De overstap naar USB 4 zou opnieuw de zaken op orde hebben gesteld, maar voor de zekerheid zetten we het belangrijkste op een rijtje.

USB 4 kreeg in 2019 een duidelijke specificatielijst mee van de USB Promoter Group. De nieuwe specificatie bouwt verder op de architectuur van USB 3.2 en USB 2.0, en is gebaseerd op het Thunderbolt-protocol dat toen nog maar net door Intel werd vrijgegeven. De nieuwe specificaties verdubbellen de bandbreedte van USB en laten toe om meerdere data- en schermprotocollen tegelijk te gebruiken. We verzamelen voor jou de belangrijkste vragen rond USB 4 en waarom dit nieuwe protocol van essentieel belang is.

Welke USB-soorten zijn er vandaag?

Oude randapparatuur met een klassieke USB-A-stekker ondersteunt USB 1.0 (wit blokje binnenin), USB 2.0 (zwart blokje binnenin), of USB 3.0 en USB 3.1 (blauw blokje binnenin). Een blauwe stekker garandeert een maximale transfersnelheid van 5 Gbps (USB 3.0) of 10 Gbps (USB 3.1). Beide stekkers zien er identiek uit, waardoor je nooit zeker bent welke specificatie van toepassing is. Gelukkig is alles rond USB compatibel met een vorige versie, waardoor een USB 3.1-poort op je pc prima functioneert met randapparatuur die USB 1.0 gebruikt.

usb usb-c

Bij de introductie van de USB-C-standaarden hoopte de USB Promoter Group komaf te maken met de USB 3.0-benaming. De maximale transfersnelheid van 5 Gbps kreeg een nieuw leven onder de noemer USB 3.1 Gen 1. Terwijl USB 3.1 Gen 2 erop duidde dat een maximale transfersnelheid van 10 Gbps kon worden gehaald. In dat opzet slaagde de USB Promoter Group niet doordat teveel producten al de USB 3.0-benaming gebruikten. De benamingen USB 3.0 en USB 3.1 Gen 1 zijn als gevolg vandaag beide correct om in principe hetzelfde aan te duiden. USB 3.1 Gen 2 is wel de enige juiste aanduiding voor een maximale transfersnelheid van 10 Gbps.

Met USB 3.2 probeerde de USB Promoter Group opnieuw de benamingen aan te passen. USB 3.0, USB 3.1 Gen 1 kregen daarom het broertje USB 3.2 Gen 1. USB 3.2 Gen 2 werd de nieuwe naamgenoot van USB 3.1 Gen 2. USB 3.2 Gen 2×2 kende men nog niet onder de USB 3.1-standaard. De term duidt een maximale transfersnelheid van 20 Gbps aan en maakt altijd gebruik van een Type-C stekker. Het is niet zo dat een USB-C-stekker altijd 20 Gbps garandeert, waardoor je aan de stekker nog steeds niet kan afleiden welke maximale transfersnelheid je mag verwachten.

Maximale transfersnelheidUSB 3.1-benamingUSB 3.2-benaming 2
5 GbpsUSB 3.1 Gen 1USB 3.2 Gen 1
10 GpbsUSB 3.1 Gen 2USB 3.2 Gen 2
20 GpbsBestaat nietUSB 3.2 Gen 2×2
De USB Promoter Group geeft maar al te graag nieuwe benamingen aan reeds bestaande kabels, in dit overzicht vind je wat de benaming vertelt over de maximale transfersnelheid.

Als uitsmijter hebben we nog Thunderbolt 3, dat enkel compatibel is met USB-C. Deze stekkers krijgen wel een duidelijk kenmerk door de bliksemschicht die naast de aansluiting en op de stekker staat.

Wat vernieuwde de USB 4-specificatie?

USB 4 heeft een maximale transfersnelheid van 40 Gbps, is Thunderbolt 3-compatibel en kan altijd overweg met externe schermen. Met één kabel kan je verschillende apparaten aansturen. Denk daarbij aan scenario’s waarbij je extern scherm dienst doet als dock. Opnieuw is de standaard achterwaarts compatibel, zoals alle voorgaande versies.

USB 4 heeft een maximale transfersnelheid van 40 Gbps, is Thunderbolt 3-compatibel en kan altijd overweg met externe schermen.

Intel was de bedenker van Thunderbolt 3, waardoor Intel licentiekosten ontving van laptopbouwers die een Thunderbolt 3-aansluiting integreerden. Als gevolg vond je de technologie voornamelijk op duurdere pc’s. Intel schonk zijn Thunderbolt 3-standaard aan de USB Promoter Group. Daarmee stapte de fabrikant af van het eigendom van de standaard en vervielen de licentiekosten.

Daardoor kan USB 4 ook Thunderbolt 3 ondersteunen, maar dat is geen vereiste volgens de specificatie. De keuze is dus aan de hardwarefabrikanten om Thunderbolt 3 al dan niet te ondersteunen. MSI, Razer en andere laptopfabrikanten besloten dat wel te doen.

usb dongle usb-c

Thunderbolt 3 kreeg een opvolger 

Ondanks de gift van Intel gaat het merk nog steeds de concurrentie aan met USB. In 2020 bracht Intel Thunderbolt 4 op de markt. Dat ging niet gepaard met hogere maximale transfersnelheden, waardoor die blijven steken op 40 Gbps. De nieuwe standaard bracht wel technische verbeteringen met zich mee. Zo moeten alle Thunderbolt 4-systemen de gelijktijdige aansluiting van minstens twee 4K-systemen of één 8K-scherm ondersteunen. Verder moeten ze een PCIe-transfersnelheid van 32 Gbps garanderen. Beide vereisten zijn een verdubbeling vergeleken met Thunderbolt 3. Opnieuw maakten laptopfabrikanten de overstap

Thunderbolt 5-aansluitingen hebben het levenslicht nog niet gezien. Tijdens de zomer van 2021 deelde een manager van Intel wel per ongeluk enkele specificaties van deze aansluiting.  Zo werd duidelijk dat Thunderbolt 5 waarschijnlijk wel een snelheidsboost krijgt naar 80 Gbps.

Is USB 4 enkel beschikbaar via USB-C?

Ja, USB 4 is enkel via USB-C beschikbaar. De USB-A-stekker wordt niet geüpgraded naar USB 4. Wie vandaag een USB-A-stekker gebruikt, weet ondertussen dat de maximale snelheid in het beste geval 10 Gbps is.

USB 4 is enkel via USB-C beschikbaar. De USB-A-stekker wordt niet geüpgraded naar USB 4.

Moet je dan alle oude toestellen weggooien? Nee, er bestaan verloopstukjes (de zogenaamde ‘dongles’) die van USB-C opnieuw USB-A maken. Deze stukjes zijn gelukkig goedkoop, omdat de USB-standaard automatisch de USB-A-poort herkent zonder dat er een extra chip nodig is.

In de toekomst zou dat wel eens kunnen veranderen. USB-C wint de laatste jaren aan terrein en wordt voortaan standaard in laptops gebouwd. Als het van de Europese Commissie afhangt, dan wordt USB-A over enkele jaren volledig afgevoerd. In september 2021 werd door de Commissie een voorstel gedaan om USB-C op elektronische toestellen te verplichten. Onder de reikwijdte van het voorstel vallen ook laptops en randapparatuur.

Het wetsvoorstel is inmiddels officieel goedgekeurd door het Europees parlement en gaat in vanaf de herfst van 2024. Fabrikanten van laptops krijgen nog respijt tot 2026 om hun producten aan te passen.

Waarom is er nu een probleem tussen USB en Thunderbolt 3?

Thunderbolt is een PCI Express-standaard die door Intel wordt ontwikkeld in samenwerking met Apple. Sinds Thunderbolt 3 (40 Gbps) werd de standaard compatibel met USB-C-aansluitingen en Windows-systemen. Omdat het dezelfde stekker gebruikt als de USB-standaard, zorgt dit voor problemen. Systemen met een Thunderbolt 3-aansluiting (herkenbaar aan de bliksemschicht) zijn automatisch USB-3.2-compatibel. Andersom is dat niet het geval en daar wringt het schoentje.

Specifieke randapparaten die Thunderbolt 3-compatibel zijn, zoals snelle externe opslag of een hoge resolutiescherm, werken niet of beperkt op een USB-C-aansluiting zonder bliksemschicht ernaast. Bij snelle opslag is het probleem het grootste, omdat Thunderbolt 3-randapparatuur zonder alternatieve USB-C USB 3.2-modus gewoonweg niet werkt.

Bij monitoren zitten we nog met een extra probleem: DisplayPort. Deze standaard zit ingebakken in Thunderbolt 3, maar niet in USB-C. Je moet daarvoor op zoek naar een specifiek DisplayPort-logo naast de USB-C-stekker, om zeker te zijn dat de Thunderbolt 3-monitor zal werken. Soms wordt er ook gesproken over ‘Alt Mode’ bij Thunderbolt 3-hardware. Van zodra dat erop staat, mag je er zeker van zijn dat ook klassieke USB-C USB 3.2-aansluitingen zullen werken.

usb type c usb-c

Hoe zit het met randapparatuur zoals monitoren, eGPU of externe schijven?

Sommige hardware heeft specifiek Thunderbolt 3 nodig vandaag. Externe NVMe-gebaseerde schijven vereisen dikwijls Thunderbolt 3 om het maximale eruit te halen. Wanneer die geen USB-C USB 3.2-ondersteuning bieden, ben je niets met zo’n externe schijf. Thunderbolt 3-technologie is gebaseerd op PCI Express, iets wat de USB-standaard niet gebruikt.

Het probleem wordt groter bij eGPU-oplossingen (external GPU). Deze optie wordt steeds populairder bij creative professionals omdat ze voor onderweg een dunne, lichte laptop kunnen gebruiken en thuis een eGPU kunnen aansluiten voor extra rekenkracht. Hierbij gebruikt de GPU de PCI Express-technologie, net zoals een GPU in een desktop. Wanneer een stekker geen Thunderbolt 3 ondersteunt, werkt een eGPU niet.

Bij andere specifieke Thunderbolt 3-hardware, zoals monitoren, is de kans groot dat het apparaat werkt, maar niet aan maximale prestaties. Dat houdt in dat de snelheid lager kan liggen, de schermresolutie of refresh rate daalt, of dat de laadsnelheid daalt. USB-C 3.1 laadt randapparatuur vandaag aan maximaal 65 watt terwijl Thunderbolt 3 tot 85 watt ondersteunt.

Werkt elke bestaande USB-C-kabel met USB 4?

De USB Promoter Group oordeelde dat de USB Type-C connector ondertussen op dusdanig zoveel producten was geïntegreerd dat USB 4 hem wel moest omarmen. Daarom is USB 4 compatibel met USB 3.2-, USB 2.0- en Thunderbolt 3-producten die al bestonden. Aangezien zowel USB 3.2 als Thunderbolt 3 werkt met de USB-C kabel, is het korte antwoord op deze vraag: ja.

lacie usb-c thunderbolt usb

Alleen kunnen niet alle kabels de maximale transfersnelheid van USB 4 (40 Gbps) bereiken. Enkel Thunderbolt 3- en 4-kabels halen de maximale snelheid. Let daarbij wel op het type kabel dat je koopt, want er zijn twee type kabels op de markt: actief en passief, allebei met een bliksemschicht op de stekker. Passieve kabels werken maar tot twee meter, daarna heb je een actieve kabel nodig. Hoe dichter de passieve kabel tot twee meter komt, hoe groter de kans dat de snelheid van 40 Gbps naar 20 Gbps daalt.

USB 4 2.0: dubbele snelheden, zelfde kabels

De volgende USB-standaard zit inmiddels alweer in de pijplijn. Het USB-IF publiceerde op 18 oktober USB 4 2.0 wat betekent dat elektronicafabrikanten de standaard kunnen verwerken in hun producten. De nieuwe standaard zou dubbele snelheden tot 80 Gbps kunnen halen, in eenrichtingsverkeer zelfs tot 120 Gbps.

USB 2.0 is achterwaarts compatibel met hardware die versie 1 ondersteunen en maakt ook gebruik van dezelfde kabels. Kabels die nu de maximale snelheid van 40 Gbps aankunnen, zouden in staat moeten zijn om vanaf versie 2 snelheden tot 80 Gbps te ondersteunen.

Met de publicatie van de standaard ontwierp USB-IF een nieuwe reeks logo’s waarmee een fabrikant het aantal Gpbs en het aantal watts kan verduidelijken. Dat moet consumenten helpen door het bos van kabels de bomen nog te zien, maar fabrikanten zijn niet verplicht die logo’s op hun producten te plakken. Op de eerste producten die compatibel zijn met USB 4 2.0 is het wellicht nog zeker tot eind 2023 wachten.

logo 80 gbps
Bron: USB-IF

Een nieuwe USB-standaard betekent dat Thunderbolt niet mag achterblijven. Intel heeft met mondjesmaat details vrijgegeven over de nieuwe versie, die mogelijk ook voor de naam Thunderbolt 4 2.0 kiest. De nieuwe versie zou steunen op dezelfde hardware als USB 4, de compatibiliteit met DisplayPort delen en belooft eveneens snelheden tot 120 Gbps.

Meer info volgt over Thunderbolt 4 volgt wellicht in 2023. Hopelijk scheppen de aankomende generaties orde, en niet nog meer chaos.


Dit stuk verscheen oorspronkelijk op 8 juli 2019. Het werd geüpdatet door Laura Herijgers en Jens Jonkers met informatie over de recentste ontwikkelingen voor herpublicatie.

nieuwsbrief

Abonneer je gratis op ITdaily !
  • This field is for validation purposes and should be left unchanged.
terug naar home