Verständnisproblem: TB4, USB-C, DP???

[Beregond]

Moin zusammen,

kurz mal eine Frage:

Bei Neuankündigungen wird immer wieder auf den Themen USB-C und TB4 herumgeritten bzw. scheint es für viele ein Kaufkriterium zu sein, ob TB4 integriert ist.

Könnte mir mal jemand erklären (oder einen DAU-kompatiblen Artikel verlinken), warum das so wichtig ist? Alle Artikel die ich finde, geben nur unterschiedliche Übertragungsraten an - leider habe ich keinen Artikel gefunden, der einfach mal auf die Anwendungsszenarien/Use-Cases eingeht.

Warum frage ich das: Soweit mir bekannt, kann man an einem USB-C Anschluss doch üblicherweise problemlos eine USB-C Dock anschließen, damit mehrere Monitore ansteuern usw... (oder?) - TB4 war für mich bislang eigentlich immer "nur Voraussetzung für externe Grafikkarten/eGPUs". Ist es "nur" ein Geschwindigkeitsunterschied?

Aufgrund der Vehemenz, wie TB4 erhofft und gefordert wird, muss da aber noch mehr dran sein... oder?

Von daher auch die Frage: Kann mir jemand die Unterschiede zwischen den verschiedenen Ports (TB4, USB-C und USB-C mit DP) sowie deren Anwendungsmöglichkeiten sowie -limitierungen erläutern (oder einen Link schicken). Mir geht es wie gesagt nicht um technische Spezifikationen - die habe ich gefunden. Ich will verstehen, was man damit machen kann (außer Daten schneller zu übertragen).

Vielen lieben Dank,
Sebastian

 

[thinkprime]

TB4 nur mit Intel oder Apple Geräten. Bei TB4 sind die meisten Funktionen und Fähigkeiten "zwingend erforderlich", d.h. ein TB4 Port und Kabel haben immer 40 Gbp/s und können dieses und jenes. USB4 enthält hingegen nur das inzwischen kostenlos lizenzierbare TB3. Bei USB4 sind viele Funktionen optional und entsprechend nicht zwingend bei jeden USB4 Port oder Endgerät auch anzufinden. USB-C ist nur der physische Stecker, da kann alles möglich dahinter sein (TB3, TB4, USB2.0, USB3.x, USB mit DP etc.).

Konkretes Beispiel bei USB-C mit DP, was viele Monitore haben; bei UHD@60Hz ist die USB Leitung auf USB 2.0 beschränkt. Also wenn man explizit ein Monitor mit USB-C und Hub Funktionalität kauft, dann bedenken das bei den genannten Betrieb die USB Ports am Monitor nicht die schnellsten sein werden.

 

[ibmthink]

Thunderbolt 4 ist die mächtigste Ausbaustufe von USB-C. eGPUs sind eine mögliche Anwendung, aber nicht die einzige. Die wichtigsten Anwendungen abgesehen von eGPUs:

- Dockingstationen: Thunderbolt 4 Docks verfügen in der Regel über deutlich mehr Anschlüsse als USB-C-Docks und können mehr Monitore mit höherer Auflösung ansteuern

- Monitore: Mit extrem hohen Auflösungen ist Thunderbolt oft der einzige Anschluss, der in Frage kommt, zumal wenn die Funktionalität als Hub benötigt wird

- Storage: Nicht so verbreitet, da extrem teuer im Vergleich zu normalen USB-SSDs, aber wenn höchste Geschwindigkeit benötigt wird dennoch von Interesse

 

[Beregond]

Danke für eure Antworten, damit kann ich die Thematik etwas besser einordnen.

 

[ebastler]

• USB-C: Steckverbinder. Kann von USB2, über analog-Audio, Displayport, Thunderbolt, USB3, USB4 alles sein - minimum USB2 ist aber immer dabei.
• Displayport alternate mode: Da USB-C reversible ist, hat ein Kabel alle Adern doppelt ausgeführt. USB3 nutzt nur eine Seite. Die andere kann nun für Displayport genutzt werden, aber diese hat nicht genug Leiterpaare für volle Bandbreite. Also kann für höhere Bildschirmauflösungen der DP auch noch die USB3 Datenleitungen der anderen Seite belegen - dann geht zwar volle Bildschirmauflösung, aber kein USB3 mehr und man hat nur mehr die 480 Mbit USB2. Hier laufen zwei verschiedene Protokolle parallel über ein Kabel, und müssen sich die vorhandenen Leitungen teilen.
• Thunderbolt: Im Grunde ist Thunderbolt PCI Express über ein USB-C Kabel. Entwickelt von Intel/Apple gabs lange keinen Zugriff drauf für AMD. Hierbei werden Bildschirmsignal und USB nicht direkt am hardware layer übertragen, sondern über PCI Express getunnelt - das Kabel sieht also "nur PCI Express", und die Aufteilung welches der Signale wie viel Bandbreite zugeteilt kriegt erfolgt in Software und dynamisch - dann hat man zum 4K60 Bildschirm parallel vielleicht nicht die volle USB3.2 Gen2x2 USB Bandbreite, aber auch kein Fallback auf USB2, sondern immer die maximale Bandbreite die das Bildschirmsignal gerade nicht braucht. Ist natürlich ein riesen Vorteil.
• USB 4: Der USB 4 Standard ist, wie die meisten davor, ein Clusterfuck. Er kann volle Thunderbolt 3 Features umfassen, oder 40 Gbit/s über USB (wenn nicht der Displayport dazwischenfunkt und Leitungen klaut...). PCI Express außerhalb des Thunderbolt Protokolls scheint auch unterstützt. Problem: Alles außer 5 Gbit/s (USB 3.2 Gen1) ist optional und nicht nötig dafür, dass man USB4 auf sein Gerät schreiben darf. Ein vollbestücktes USB-4 Max-spec hat mehr Features als Thunderbolt 3, und müsste grob on par mit Thunderbolt 4 sein - aber keiner der Hersteller rückt raus was sie nun genau umsetzen. Kann auch mehr oder weniger ein USB 3.0 Port von 2014 (mit USB-C Buchse) sein. Daher immer bisschen Wunderkiste.

Nun hat Microsoft aber mal Nägel mit Köpfen gemacht, und selber einige Anforderungen an ihre Partner rausgegeben. Wenn ich es richtig verstanden habe, muss jedes Gerät, das mit Windows 11 verkauft wird, und mit USB4 werben will, mindestens das Thunderbolt 3 Featureset unterstützen. So ganz eindeutig sind die Microsoft Dokumente dazu für mich aber nicht.

 

[think_pad]

Bei Neuankündigungen wird immer wieder auf den Themen USB-C und TB4 herumgeritten bzw. scheint es für viele ein Kaufkriterium zu sein, ob TB4 integriert ist.

Könnte mir mal jemand erklären, warum das so wichtig ist?

Das ist ganz einfach zu erklären:

1. Ein USB-C-Port am Laptop muss rein theoretisch nur USB 3.0 können (5 GB/s).
2. USB 3.2 Gen 2 (10 GB/s) und USB 3.2 Gen 2x2 (20 GB/s), Power Delivery (PD, Laptop laden), Grafikkarten-Ausgabe und Thunderbolt (TB3 oder TB4) sind beim USB-C-Port nicht vorgeschrieben, aber natürlich je nach Hersteller möglich. (SPECS)
3. Alle USB-C-Ports, die Thunderbolt 3 oder 4 an Board haben, haben per Standardisierung zwingend auch DisplayPort 1.4 an an der USB-C-Buchse. Das wurde einfach so festgelegt.
4. DisplayPort 1.4 ist auch standardisiert und das heißt praktisch, dass über den DP oder HDMI 1 x 4K @ 60HZ, 2 x 2K @60Hz, 4 x FHD @ 60Hz ... etc. p.p. ausgegeben werden.
5. Das heißt nun wiederum, dass alle USB-C-Buchsen mit Thunderbolt eine Grafikkarten-Ausgabe für einen oder mehrere Monitore an Board haben. "Das" haben sich "die Leute gemerkt", obwohl der Thunderbolt-Anschluss technisch rein gar nichts mit der Grafikkarten-Ausgabe zu tun hat.

Sie, "die Leute", wissen aber, dass an einer USB-C-Buchse, "an der Thunderbolt dran steht, Grafikkarten-Ausgabe mit drin ist", und deshalb wollen alle Leute Laptops unbedingt mit Thunderbolt haben. Technisch und praktisch sind beide völlig unabhängig.

Natürlich kann man auch über eine Thunderbolt-Dock mit 40 GB/s "Rohdaten" eine eGPU, (eine externe Grafikkarte) betreiben, aber das tun die wenigsten.

USB ist für Normalos mit USB-Hub und mit ein oder zwei Monitoren, Thunderbolt ist für Experten mit einer externen Thunderbolt-Docking-Station.

 

[ebastler]

obwohl der Thunderbolt-Anschluss technisch rein gar nichts mit der Grafikkarten-Ausgabe zu tun hat

Ja und nein. Bei Thunderbolt kann man gleichzeitig einen hochauflösenden Bildschirm und sinnvolle USB Bandbreite über die Buchse schicken (EDIT: Natürlich nur mit Thunderbolt Dock, mit einem normalen USB-C Dock ohne Thunderbolt nicht), bei anderen USB Ports (auch wenn die 3.2 2x2 Bandbreite und DP 1.4 oder höher haben) nicht, weil der DP für volle Bandbreite die USB Lanes klaut.

 

[think_pad]

Ja und nein. Bei Thunderbolt kann man gleichzeitig einen hochauflösenden Bildschirm und sinnvolle USB Bandbreite über die Buchse schicken.

Das stimmt zwar, ist aber nicht der Grund, warum die Grafikkartenausgabe an Thunderbolt gekoppelt wurde: Der eigentliche Grund des Gremiums war der, dass man leistungsfähige Laptops mit Thunderbolt zum "Prozessrechner" machen wollte.

Zum Beispiel heißt das praktisch: Ein Laptop gibt einem User auf der ISS über drei FHD-Monitore eine 60Hz-Grafikausgabe, während Thunderbolt mit 40 GB/s "sagen wir mal" 50 externe Überwachungskameras direkt steuert und das Ergebnis direkt auf den Monitoren ausgibt. Wenn ich Thunderbolt zusätzlich mit einer externen Grafikkarte belaste, reicht die Leistung von Thunderbolt unter Umständen nicht aus oder ist fehlerbehaftet, also lasse ich das Ergebnis über die interne Grafikkarte-Ausgabe laufen. Das erhöht die Leistung eines Echtzeit-Prozessrechners. Deshalb wurde DP 1.4 zwingend an Thunderbolt gekoppelt.

 

[Beregond]

Sie, "die Leute", wissen aber, dass an einer USB-C-Buchse, "an der Thunderbolt dran steht, Grafikkarten-Ausgabe mit drin ist", und deshalb wollen alle Leute Laptops unbedingt mit Thunderbolt haben. Technisch und praktisch sind beide völlig unabhängig.

Ok - diese Aussage finde ich interessant. Natürlich ist die Aussage etwas "überspitzt" (siehe ebastlers Kommentar), aber damit erklärt sich dieser "need for TB" in allen Neuankündigungs-Threads ein wenig.

Ich kann mir irgenwie nicht vorstellen, dass wirklich so viele User die Möglichkeiten von TB wirklich nutzen bzw. benötigen.

 

[think_pad]

Ich kann mir irgendwie nicht vorstellen, dass wirklich so viele User die Möglichkeiten von TB wirklich nutzen bzw. benötigen.

Das ist Geschmackssache...

-> siehe aktuelle c’t 2022, Heft 19

• USB 3.2 Gen 2x2, USB4 und Thunderbolt im Überblick Seite 58
• Peripheriegeräte mit USB 3.2 Gen 2x2 im Test Seite 62
• Test: USB-Kabel für hohe Ladeleistungen und 20 Gbit/s Seite 68

 

[supertux]

Ich kann mir irgenwie nicht vorstellen, dass wirklich so viele User die Möglichkeiten von TB wirklich nutzen bzw. benötigen.

Das habe ich mir auch erst gedacht,
aber schon ein typisches(höherwertiges) Büro-Setup mit:
- 2 2k-Monitoren auf 60Hz,
- Gigabit LAN,
- Tastatur, Maus,
- Full-HD Webcam und
- Stereo Bluetooth Headset
an einer einzelnen Docking bekommt man mit der Bandbreite von USB-C(3.0/3.1) in der Regel nicht mehr stabil ans Laufen.

 

[Mornsgrans]

...und die Tendenz geht inzwischen in Richtung 4k-Monitore, damit man seine Mails mit der Lupe gestochen scharf lesen kann ...

 

[sl500]

Eher damit endlich jeder die Skalierung nutzt

 

[Philipp Beitz]

Die Tendenz geht eher in Richtung 1x 4K mit USB-C Dock integriert, aber curved, je nach Größe kann man damit 2x 24" Monitore ersetzen und spart sich dank Slit Screen Technik 2x Monitore samt "komplizierter Verkabelung" samt 1x Dock.

 

[Mornsgrans]

Eher damit endlich jeder die Skalierung nutzt

Windows konnte noch nie richtig skalieren - das sieht man vor allem bei Installationsprogrammen und Browser-Dialogen, deren Fenster höher als der Bildschirm sind, keine Scrollbalken oder Kontrollelemente zum vergrößern/verkleinern besitzen. Dann muss wieder herausskaliert werden, weil die Entwickler die Dialoggröße an der nativen Auflösung orientieren und nicht an der skalierten Bildgröße - natürlich auf Kosten der Lesbarkeit.

Wozu braucht man 4k Displays, wenn ich dann doch um 200% skalieren muss? Da reicht ein FHD-Display genauso bei einem Arbeitsgerät! - Es ist und bleibt nur Spielerei und Hatz nach Statussymbolen ohne tieferen Sinn. Es gibt nur wenige Tätigkeiten/Berufsgruppen, die solch eine hohe Auflösung benötigen, nutzt aber dann auch entsprechend leistungsfähigere Hardware oder sogar Marken.

Kein Wunder, dass die Dockinglösungen schon wenige Monate nach deren Erscheinen nicht mehr den Anforderungen des Users gewachsen sind, weil Auflösung, Bildwiederholrate und Leistungsaufnahme ständig in die Höhe getrieben werden und nur "Elektroschrott der nächsten Generation" produziert wird.

 

[vlooe]

Im Prinzip wurde hier über die posts schon alles gesagt./erklärt. Ich fasse das mal etwas zusammen:
USB-C bezeichnet den Namen des Steckverbinders . Ihm kann man jedoch nicht ansehen was über ihn übertragen werden kann.
Hier kommen dann die Protokoll versionen und namen ins spiel die sehr verwirrend sind.
* USB 2.0.
* USB 3.x -> verschiedene geschwindigkeiten von 5 bis 20 GBit/s
* USB4 -> verschiedene geschwindigkeiten von 20 bis 40 GBit/s
* alternate modes zur Grafikausgabe
* alternate mode zu PCIe durchleitung
* TB3 -> 40Gbit/s, alle USB3 features, ein paar alternate modes
* TB4 -> 40Gbit/s, alle USB4 features, ein paar alternate modes

Das Problem mit den USB Versionsvarianten ist, dass man ohne genau hinzuschauen nicht weiß was man hat,
Bei TB ist vollausbau garantiert

 

[ibmthink]

* TB3 -> 40Gbit/s, alle USB3 features, ein paar alternate modes

Kleine Korrektur - Thunderbolt 3 gibt es auch als 20Gbit/s-Variante, das war zum Beispiel bei allen T-ThinkPads vor Tigerlake der Fall. Das ist auch der große Unterschied zu Thunderbolt 4, da gibt es diese limitierte Variante nicht mehr.

 

[Philipp Beitz]

Kein Wunder, dass die Dockinglösungen schon wenige Monate nach deren Erscheinen nicht mehr den Anforderungen des Users gewachsen sind, weil Auflösung, Bildwiederholrate und Leistungsaufnahme ständig in die Höhe getrieben werden und nur "Elektroschrott der nächsten Generation" produziert wird.

Daher meine Empfehlung, Monitore mit integrierter Dock holen, tauscht man irgendwann den Monitor aus, hat man nicht das Problem, noch eine Dock wegwerfen / kaufen zu müssen

 

[supertux]

Daher meine Empfehlung, Monitore mit integrierter Dock holen

Das wird dann wohl irgendwann enden wie bei mir mit den Scannern,
eigentlich bräuchte ich "nur"
1 Laserdrucker(Textmarkerfeste Drucke),
1 Tinten-Fotodrucker(mit CD für A4 und 10*15)
und 1 hochauflösenden Scanner mit Papiereinzug
Da aber jedes Gerät mittlerweile als allinone mit Allerweltshardware daherkommt
hab ich mittlerweile 3 Scanner im Büro, von denen ich mindestens 1 nicht brauche aber auch nicht wegräumen kann

 

[ebastler]

Wozu braucht man 4k Displays, wenn ich dann doch um 200% skalieren muss? Da reicht ein FHD-Display genauso bei einem Arbeitsgerät! - Es ist und bleibt nur Spielerei und Hatz nach Statussymbolen ohne tieferen Sinn. Es gibt nur wenige Tätigkeiten/Berufsgruppen, die solch eine hohe Auflösung benötigen, nutzt aber dann auch entsprechend leistungsfähigere Hardware oder sogar Marken.

Ich finde es extrem ermüdend für die Augen, auf 24" 1080p zu arbeiten, oder noch schlimmer, 27" 1080p. Bei Spielen/Filmen stört mich die Auflösung weniger, aber beim Programmieren/Text schreiben/Excel kriege ich auf Dauer Kopfschmerzen wenn ich an irgendwas unter 27" 1440p arbeiten muss bei normalem Sitzabstand, die 1080p auf meinem T450s find ich auch sehr grenzwertig und will auf jeden Fall mehr beim nächsten Notebook. Es wirkt einfach alles so schwammig.