USB4-Spezifikation offiziell verabschiedet

| Redakteur: Sebastian Gerstl

Der USB4-Standard soll künftig auf den USB-Type-C-Stecker setzen und nicht nur kompatibel zu bisherigen USB-Spezifikationen, sondern auch zu Thunderbolt 3 sein. Anders als bisher angenommen soll das 40 Gbit/sec schnelle Kommunikationsprotokoll nicht zwangsläufig in USB4-Geräte und -Kabel integriert werden.
Der USB4-Standard soll künftig auf den USB-Type-C-Stecker setzen und nicht nur kompatibel zu bisherigen USB-Spezifikationen, sondern auch zu Thunderbolt 3 sein. Anders als bisher angenommen soll das 40 Gbit/sec schnelle Kommunikationsprotokoll nicht zwangsläufig in USB4-Geräte und -Kabel integriert werden. (Bild: Denys Vitali / Pixabay)

Höhere Datentransferraten, bessere Kompatibilität – und eine Schreibweise, die künftig ohne Leerzeichen auskommen soll: Die USB-IF hat offiziell die Spezifikation für USB4 verabschiedet. Davon abgesehen hält der Standard noch einige Überraschungen parat.

Im März diesen Jahres hatte das Standardisierungsgremium USB-IF die baldige Verfügbarkeit der Spezifikationen für USB 4 angekündigt. Schon damals wurde deutlich höhere Geschwindigkeit in Aussicht gestellt: Der Standard sollte Thunderbolt 3 integrieren und mit 40 GBit/sec die doppelte Datenrate von USB 3.2 bieten. Nun hat die USB-IF offiziell die Verfügbarkeit von Version 1.0 der Spezifikationen für USB4 angekündigt. Dazu zählt auch die offizielle Schreibweise: Das Leerzeichen soll entfallen, offiziell heißt es fortan also nicht „USB 4“, sondern „USB4“.

Mehr Geschwindigkeit – aber nicht zwingend garantiert

Wie zu erwarten war, soll der neue Standard im Vergleich zu den Vorgängergenerationen schneller sein und eine verbesserte Kompatibilität bieten, ohne dass Nutzer genau darauf achten müssten, welches Kabel oder welchen Port sie verwenden. Allerdings müssen weder USB4-Hosts noch USB4-Geräte zwingend die von Thunderbolt 3 bekannten 40 GBit/s unterstützen: Der USB4-Standard erlaubt zwar Kompatibilität zum Intel-Protokoll, schreibt dieses aber nicht vor. Den kleinsten gemeinsamen Nenner sollen die vom Vorgänger von USB 3.2 Gen 2x2 vorgegebenen 20 GBit/sec bilden. Zugleich soll Kompatibilität zu USB 3 Gen2 (auch bekannt als USB 3.1, mit Datentransferraten von 10 GBit/sec) und Gen 1 (alias USB 3.0, mit 5 GBit/s) gewährleistet sein.

Als USB-IF vor einem halben Jahr angekündigt hatte, Thunderbolt 3 in USB4 zu integrieren, hatten viele angenommen, dass das 2017 von Intel an die Industrie offen freigegebene Protokoll die Basis für USB4 bilden sollte. Tatsächlich stellt es aber die nun veröffentlichte Spezifikation Geräteherstellern frei, ob sie Thunderbolt 3 in ihre USB4-Geräte integrieren möchten oder nicht. Wie das c't-Magazin ausführt soll USB4 Gen 3x2, wie die Bezeichnung für 40 GBit/sec konkret aufgeführt ist, eine reine Option für Hersteller darstellen. Das in USB 3 vorherrschende Bezeichnungswirrwarr wird damit keineswegs bereinigt – eher im Gegenteil.

Verbessertes Splitting von Videosignalen und Datenübertragung

Die Spezifikation für USB 3 hatte die Möglichkeit eingeführt, Stromversorgung, Datenübertragung und die Übermittlung von Videosignalen an Displays über ein einzelnes Kabel sicherzustellen. Allerdings war die klare Trennung der einzelnen Lösungen in USB 3 oft nicht vernünftig umgesetzt: je nach Einrichtung konnte oft nur da konnte es nur das eine oder das andere gesendet werden, oder die Geschwindigkeiten wurden stark reduziert – die gesamte Bandbreite lag unter dem, was einzeln möglich gewesen wäre.

USB4 soll dies nun das viel besser umsetzen. Wird beispielsweise ein Monitor verwendet, der 8 GBit/sec für seine Videobandbreite nutzt, sollen – bei maximaler Bandbreitenausschöpfung – die vollen restlichen 32 GBit/sec für andere Zwecke zur Verfügung stehen. Als Stecker soll weiter USB Type C zur Anwendung kommen, als Alternate Modes sollen HDMI und DisplayPort möglich sein. Ob dies auch den HDMI-2.1-Standard umfasst, geht aus der Spezifikation derweil nicht hervor.

USB setzt weiter auf Hub-Strukturen

Wein weiterer Punkt, indem sich USB4 von Thunderbolt 3 deutlich absetzt: Während nach dem Thunderbolt-Protokoll mehrere Geräte in einer langen Kette nacheinander angeschlossen werden sollen, setzt die USB4-Spezifikation weiterhin auf eine Hub-Struktur zur Verteilung von Datenpfaden über mehrere Geräte. Das erhöht allerdings die Komplexität gewaltig: USB4-Hubs sollen in der Lage sein, sowohl Geräte nach dem neuen USB4-Standard als auch USB-3- oder ältere Geräte zu bedienen. Damit dies aber gewährleistet ist, müssen sie sowohl USB4Gen3x2 (mit den vollen 40 GBit/sec) als auch USB 3 Gen 2x2 unterstützen und Daten ähnlich wie ein Router entsprechend verteilen.

Laut Spezifikation besteht ein solches USB4-Hub aus einem Device Router, einem Enhanced Superspeed USB Hub, einem PCIe Switch als auch einem USB 2.0 Hub. Docks und Hubs, die nach dem USB4-Standard gefertigt werden, dürften entsprechend kostenintensiv in der Entwicklung sein.

Im September und November veranstaltet das USB-IF entsprechende USB Developer Days, um Entwickler mit der neuen Spezifikation vertraut zu machen. Ab wann erste Geräte nach dem USB4-Standard zur Verfügung stehen sollen ist noch nicht bekannt.

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