Neues USB 4: 40 GBit/s dank Thunderbolt-Protokoll

| Redakteur: Michael Eckstein

Flachmann: Der flache Stecker lässt sich gut auch in schmale Gehäuse integrieren.
Flachmann: Der flache Stecker lässt sich gut auch in schmale Gehäuse integrieren. (Bild: Intel Corporation)

Der neue USB-4-Standard wird auf Thunderbolt basieren und gegenüber USB 3.2 die doppelte Datenrate erlauben. Er soll Mitte 2019 erscheinen. Anders als bisher werden Halbleiterhersteller Thunderbolt-kompatible Chips zukünftig lizenzfrei fertigen können.

Aus zwei mach eins: Der kommende USB-4-Standard wird auf der Basis des Schnittstellenprotokolls Thunderbolt 3 entwickelt. Das hat die für die Entwicklung des Universal Serial Bus zuständige USB Promoter Group bekannt gegeben. Zuvor hatte USB- und Thunderbolt-Erfinder Intel die Spezifikationen für das Thunderbolt-3-Protokoll an die Gruppe übergeben. Das bedeutet, dass zukünftig Chiphersteller Thunderbolt-Technik lizenzfrei in ihren Produkten einsetzen können. Zeitgleich mit der Vorstellung von USB 4 wird auch USB Type-C (USB-C) aktualisiert werden. Das Zusammenführen der zugrunde liegenden Thunderbolt- und USB-Protokolle soll die Kompatibilität von USB-C-basierten Produkten verbessern.

Thunderbolt war bisher so etwas wie das bessere USB für Apple. Der iPhone- und Mac-Konzern hatte die Schnittstellenspezifikation ursprünglich gemeinsam mit Intel entwickelt, zunächst unter dem Code-Namen Light Peak. Version 1 erschien 2011. Mechanisch und elektrisch ist Thunderbolt abwärtskompatibel mit dem DisplayPort mit Mini-DisplayPort-Steckern.

Kompatibel zu USB 3.2, USB 2.0 und Thunderbolt 3

Obwohl die USB-4-Spezifikation ein neues Übertragungsprotokoll einsetzt, soll die Kompatibilität mit USB 3.2, USB 2.0 sowie Thunderbolt 3 gewährleistet sein. Die Verbindungsparameter stellen sich jeweils auf den kleinsten gemeinsamen Nenner ein. Nach Angaben der USB-IF wird USB 4 ein umfangreiches Update sein, das die bisher mit USB 3.2 maximale mögliche Bandbreite von 20 GBit/s verdoppelt und zeitgleich das Übertragen mehrerer Daten- und Anzeigeprotokolle unterstützt.

Die neue USB-4-Architektur definiert ein Verfahren, mit dem sich mehrere Endgeräte über eine Hochgeschwindigkeitsverbindung anschließen lassen (Daisy Chain). Die jeweiligen Datenübertragungsraten handelt das Protokoll individuell abhängig von der Applikation und dem verwendeten Datentyp aus. „Hauptziel von USB ist eine bestmögliche Benutzererfahrung“, erklärt Brad Saunders, Vorsitzender der USB Promoter Group. Daher müsse die benutzerfreundliche robuste Kabel- und Steckverbinderlösung Daten, Video und Strom übertragen können.

Steckerformat von USB Type-C

USB Type-C, kurz USB-C, hat sich mittlerweile in vielen Produkten etabliert und dient beispielsweise für den Anschluss von Monitoren und Netzteilen. USB 4 setzt darauf auf und wird es nach Aussagen von Saunders einem Host ermöglichen, die Verbindung optimal an die Anforderungen der Video- und Datenströme anzupassen. Über USB-C-Kabel werden zwei Datenleitungen genutzt. Für die angestrebten maximal 40 GBit/s ist allerdings ein für dieses hohe Tempo spezifiziertes Kabel erforderlich.

Laut Saunders sind aktuell mehr als 50 Unternehmen aktiv an der Überprüfung des Spezifikationsentwurfs beteiligt. Dieser sei auf einem guten Weg und werde voraussichtlich Mitte veröffentlicht. Zeitgleich mit der Veröffentlichung der USB4-Spezifikation soll auch die Veröffentlichung einer aktualisierten USB Type-C-Spezifikation erfolgen. Diese soll die Kompatibilität mit USB 4 gewährleisten.

In Intels neuen „Ice Lake“-10-nm-Prozessoren integriert

Die USB Developer Days 2019, die in der zweiten Hälfte dieses Jahres stattfinden werden, werden laut Promoter Group eine detaillierte technische Schulung zur USB-4-Spezifikation bieten und die neuesten Informationen zu USB Type-C, USB Power Delivery und anderen Themen vermitteln.

Das USB-4-Update ist Teil der USB Performance Roadmap und richtet sich derzeit speziell an Entwickler. Branding- und Marketingrichtlinien werden nach der Veröffentlichung der endgültigen Spezifikation festgelegt. Intel will noch 2019 seine neue 10-nm-CPU-Generation Ice Lake vorstellen – mit einem in den Chipsatz integrierten Thunderbolt-3-Controller. Wenn USB 4 und Thunderbolt 3 dann tatsächlich kompatibel sind, könnte dieser auch die USB-Anschlüsse bedienen.

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