Thunderbolt versus USB-C: De schijn van een toekomst van gezamenlijke poortstandaarden

Als je de afgelopen tien jaar hebt geprobeerd om iets op een computer aan te sluiten, ben je zowel Thunderbolt™ als USB-C tegengekomen. Maar wat is het verschil tussen een Thunderbolt en USB C aansluiting (of USB-C, USBC en USB Type-C)? Wat is het verschil tussen de verschillende Thunderbolt- en USB-generaties?

Wat is Thunderbolt?

Thunderbolt is een hardware-interfacetechnologie waarmee je apparaten op een computer kunt aansluiten. Intel, die deze technologie samen met Apple heeft ontwikkeld, houdt hier toezicht op. Het is niet onze bedoeling om in de volledige geschiedenis van Thunderbolt te duiken, maar je kunt hier meer lezen over de interessante ontwikkeling ervan.

Wat is USB-C?

USB-C is de fysieke connector die zowel door USB (Universal Serial Bus) als door Thunderbolt wordt gebruikt om computers en componenten met elkaar te verbinden. De specificaties van USB-C vallen onder de verantwoordelijkheid van het USB Implementers Forum (USB-IF). Dit is een non-profitorganisatie, opgericht om het gebruik van USB te bevorderen en te ondersteunen.

In de onderstaande afbeelding zie je vier USB Type-A-poorten (de rechthoekige poorten met de blauwe inserts) en twee ovale USB-C-poorten. Deze USB-C-poorten ondersteunen Thunderbolt, wat duidelijk wordt aangegeven met het bliksemschicht-logo ertussen.

Een OnLogic-systeem met vier USB 3.2 Type-A-poorten en twee Thunderbolt USB-C-poorten.

Thunderbolt versus USB-C, wat is het verschil?

Ten eerste moet je weten dat “Thunderbolt” en “USB” termen zijn die gebruikt worden om zowel fysieke poorten als gedetailleerde technische protocollen te beschrijven. Een Thunderbolt-poort is in feite een USB-C-poort die wordt gebruikt om apparaten aan te sluiten via het Thunderbolt-communicatieprotocol. USB-C-poorten worden ook gebruikt om apparaten aan te sluiten via het USB-protocol. Thunderbolt- en USB-protocollen maken deel uit van hun 4e generatie en hebben hun eigen specifieke mogelijkheden, zoals hieronder beschreven.

*De hoeveelheid vermogen die een USB-poort kan uitvoeren is gebaseerd op de USB-PD-specificatie (USB Power Delivery). Dit staat geheel los van de USB-generatie en het poorttype. Op het moment van schrijven is USB-PD versie 3.1 uitgebracht. Deze kan tot 240 W stroom leveren via compatibele USB-C-kabels. Technisch gezien kan USB-PD versie 3.1 worden toegepast op USB 2.0-, USB 3.X- en USB4-poorten.

Wat is USB4?

USB4 is een technische specificatie die in augustus 2019 door de USB-IF is uitgegeven. Deze volgde op de eerdere versies van de USB-standaard, die we in een eerder artikel uitvoerig hebben besproken. Maar hier worden zaken in veel opzichten verwarrend. USB4 is gebaseerd op de specificatie van het Thunderbolt 3-protocol, dat Intel heeft verstrekt aan de USB-IF. USB4 vereist het exclusieve gebruik van de USB-C-connector en de USB-PD-specificatie (USB Power Delivery).

Om het verwarrende web van termen en versies verder uit te spinnen, is USB4 zelf bezig met een tweede herziening. Voor een nadere toelichting kun je het volledige, 826 pagina’s tellende document met USB4 v2.0-specificaties doornemen. De meest opmerkelijke verandering tussen de eerste en tweede versie van USB4 is echter een aanzienlijke toename van de maximale gegevensoverdrachtsnelheid. USB4 werd gelanceerd met een maximale gegevensoverdrachtsnelheid van 40 Gbps. USB4 v2.0 belooft ondersteuning van 80 Gbps bidirectionele bandbreedte. Dat betekent dat gegevens gelijktijdig in beide richtingen kunnen worden overgebracht met maximaal 80 Gbps.

De nieuwe standaard voorziet optioneel ook in de mogelijkheid om gegevens met een snelheid van maximaal 120 Gbps te verzenden of te ontvangen bij een asymmetrische configuratie. De 120Gbps-modus zou drie van de vier beschikbare datalanes in een USB-C-verbinding gebruiken voor upstream-gegevens, terwijl de vierde 40Gbps-datalane wordt gereserveerd voor downstream-gegevens, vandaar de aanduiding ‘asymmetrisch’. Als je meer wilt weten over wat asymmetrische configuratie betekent, raden we dit artikel van Ars Technica aan.

Wat is Thunderbolt 4?

Thunderbolt 4 is de (op het moment van schrijven) nieuwste, commercieel verkrijgbare versie van Thunderbolt. De Thunderbolt 4-specificatie werd in juli 2020 door Intel uitgebracht. Zoals gezegd, maakt Thunderbolt 4 ook gebruik van de USB-C-poort. Thunderbolt 4 heeft een minimale verplichte gegevensoverdrachtsnelheid van 32 Gbps. Het op deze manier verplicht stellen van minimale overdrachtsnelheden leidt hopelijk tot een duidelijkere indicatie voor gebruikers over de prestaties die ze van poorten, kabels en randapparatuur kunnen verwachten. Het is echter belangrijk om op te merken dat fabrikanten van apparaten niet verplicht zijn de maximale mogelijkheden van Thunderbolt te ondersteunen om hun certificering voor het gebruik van het Thunderbolt-merk te mogen hanteren.

Hoe weet je welke USB- of Thunderbolt-versie je hebt?

Zoals je op dit moment misschien al hebt opgemerkt, is het één ding om te begrijpen hoe de verschillende poorten en generaties van de standaarden verschillen, maar is het een heel andere uitdaging om te begrijpen wat een bepaalde poort kan als je er een kabel op aansluit. Thunderbolt 4 en USB4 streven er in ieder geval naar om het leven van consumenten gemakkelijker te maken. Als gebruikers een apparaat zien dat is gelabeld met de nieuwste standaard, kunnen ze de minimale prestaties verwachten die in de bovenstaande tabel zijn aangegeven.

Een apparaat dat de Thunderbolt- of USB4-markering wil krijgen, moet door Intel of de USB-IF-certificering worden gecertificeerd en dus aan de minimale capaciteitsvereisten voldoen. Een strenger certificeringsproces is een stap in de goede richting, maar de beste manier om precies te weten waartoe poorten, kabels en apparaten in staat zijn op het gebied van de gegevensoverdrachtsnelheid en vermogen is door de gebruikershandleiding te raadplegen.

Computers met Thunderbolt en USB4

In de omgeving waar industriële computers worden gebruikt, bestaat een interessante opvatting ten aanzien van moderne connectiviteitsstandaarden. Veel industriële systemen vertrouwen namelijk nog steeds op technologieën die de consumentencomputers al lang achter zich hebben gelaten. Zo is het heel normaal dat je op industriële computers nog steeds seriële poorten (ook wel COM-poorten genoemd) ziet. Op industriële computers maken deze seriële aansluitingen vaak gebruik van de DB-9-variant van D-subminiatuur- of D-sub-connectoren. Het gebruik van dit type aansluiting zorgt ervoor dat zowel moderne als oudere apparaten effectief kunnen worden aangesloten.

Toch begint de connectiviteit van Thunderbolt 4 en USB4 zijn weg te vinden naar industriële computers, ook al loopt de acceptatie wat achter op de consumentencomputers. Wij bij OnLogic bevinden ons in de laatste fase van Thunderbolt-certificering op onze nieuwe Helix 401 fanless computer. De komende units worden gelanceerd met Thunderbolt- en/of USB4-ondersteuning. Als je vragen hebt over welke systemen een specifieke connectiviteitsstandaard ondersteunen, neem dan contact op met ons team.