USB4和Thunderbolt 4（雷電4）是下一代接口技術，在很多方面都很相似，比如兩者都使用了Type-C接口，都能實現高達40Gbps的數據傳輸速度，都可以提供足夠的電力給筆記本電腦充電，并且還能驅動外部顯示器。配備USB4和/或Thunderbolt 4的設備正相繼上市，下面我們就一起看看如何才能將它們區分開來。

USB4：下一代高性能USB標準

通用串行總線（USB）技術已經存在了24年，USB4是USB標準的最新版本，最高支持40Gbps的傳輸速度，這一數值是先前USB 3.2版本的兩倍。即使是速度較低（20Gbps）的USB4版本，也將提供比大多數USB 3.2更快的傳輸速度。

如果說早期版本的USB分別采用了USB Type-A、micro USB等連接器作為接口，那么除了更大的帶寬外，USB4與這些版本的最大不同之處就是它采用了標準的USB Type-C連接器。Type-C不僅外形小巧，還沒有正反方向區別，可以隨意插拔，這也是它非常受歡迎的重要原因。

此外，USB4還可以比以前的USB版本更靈活地傳輸文件和視頻數據并對其進行優先級排序。USB4在物理端口上提供了與PC原來所用數據接口的向后兼容性，包括Thunderbolt 3、USB 3.2和USB 2.0設備。

USB4之所以能成為現實，部分原因要歸功于英特爾基本上放棄了其Thunderbolt 3在沒有許可證的情況下使用的權利。USB4是USB-IF命名的下一代高性能USB標準，它采用了Thunderbolt 3技術，這意味著一些USB4產品可能具備Thunderbolt 3提供的所有功能，包括使用一根電纜為電腦供電、將視頻輸出傳送到顯示器以及傳輸數據等。

與以前的USB版本相比，USB4主要有四個優點，具體如下：

最大40Gbps的傳輸速度：通過使用雙通道電纜，USB4接口能夠以高達40Gbps的速度傳輸數據。這一性能與Thunderbolt 3相同。

在視頻和數據之間共享帶寬。USB4規范的很大一部分是協議隧道，即在通過同一連接發送視頻和數據時動態調整可用資源量的能力。在帶寬允許的情況下，可同時發送DisplayPort、PCIe和USB數據包。因此，如果視頻只需要20%的帶寬來驅動1080p顯示器，那么空余出來的80%帶寬就可以用于從外部SSD傳輸文件，也就是說SSD可以在USB4或PCIe兩種模式下工作。

USB4主機支持USB PD標準。雖然并非所有設備都支持，但目前已經有一些USB4設備支持USB PD標準，前提是每個USB4設備和主機都必須符合USB PD規范。

后向兼容。USB4能與USB3和USB2等原有的設備和端口配合使用。不過，如果將USB4設備連接到USB 3端口時，它將無法以40Gbps的速度傳輸。原有的USB3和USB2端口也不會因為將其連接到全新的USB4驅動器上而突然變得更快。談到與Thunderbolt 3設備的兼容性，只能說不是所有的USB4都能與Thunderbolt 3設備完全兼容，還要看協議層是否一致。

高速率下必然存在信號完整性（SI）的要求，USB4也不例外。因此，USB4在實際使用時需要配備全新和改進的連接器和電纜。為了在USB4 40Gbps設備中使用，Type-C連接器必須滿足單個連接器的規范性或強制性信號完整性要求。過去，Type-C連接器不需要SI測試就能獲得認證。現在，為了獲得USB4 40Gbps認證，這些Type-C連接器就必須通過SI的標準要求。比如，JAE的USB Type-C DX07系列插座連接器，就已經獲得USB4 40Gbps認證。

Thunderbolt 4：面向未來的英特爾最新連接標準

Thunderbolt接口在過去十年中一直是筆記本電腦中速度最快、功能最豐富的端口，最初是在2011年的MacBook Pro上推出，并且是專為MacBook Pro開發的。它的用途始終是作為高帶寬端口，同時也是多個外圍設備的單一連接點。十年后，Thunderbolt接口已成為英特爾（Intel）筆記本電腦產品的突出特點。在2015年，當Thunderbolt 3發布時，這個端口在Windows電腦上開始被廣泛采用。

Thunderbolt 4是英特爾連接標準的最新版本，傳輸速度高達40Gbps。此外，Thunderbolt 4還支持雙4K顯示器，并且繼續為USB集線器提供Thunderbolt備用模式。基本上，通過這個單一端口，就可以連接外部顯示器，同時為筆記本電腦充電（或快速充電），或者連接多個外圍設備，充分發揮40Gbps帶寬的作用。

Thunderbolt是英特爾和Apple公司開發的技術品牌，于2011年首次亮相，第4版于2020年下半年發布。為了使用Thunderbolt 4品牌，設備和配件制造商需要向英特爾支付許可費，并獲得英特爾的認證。雖然Thunderbolt 3最初也有類似的限制，但英特爾最終將該協議貢獻給了USB Promoter group，這也是為什么在前文中我們提到USB4之所以能夠誕生并擁有許多以前僅通過Thunderbolt 3才能獲取的功能，最終要感謝英特爾的原因。

現在，Thunderbolt 4將接替Thunderbolt 3，包括對新USB4規范、DisplayPort 1.2和PCIe的支持。Thunderbolt 4還與幾乎所有其他產品兼容，包括所有Thunderbolt版本（具有適用于Thunderbolt和Thunderbolt 2的適當適配器）和USB。

事實上，Thunderbolt 4并不會比Thunderbolt 3快多少，兩者的最高速度都是40Gbps。但Thunderbolt 4將帶來一些全新的功能，旨在為更多使用場景帶來更好的安全性和支持。從英特爾公布的信息看，為了獲得Thunderbolt 4認證，設備將需要滿足一組最低要求，這將使它們區別于其他標準。

二者的區別在于：

Thunderbolt 4現在至少支持兩個60Hz的4K顯示器或一個30Hz的8K顯示器; Thunderbolt 3可以通過正確的設置處理雙4K顯示器，但它只需要支持至少一個4K顯示器就可以通過認證。

此外，Thunderbolt 4在視頻支持、PCIe帶寬等方面提出了一系列新的最低性能要求，比如，所需PCIe帶寬需增加一倍，即將從Thunderbolt 3的16Gbps提升到32Gbps。

第一批采用Thunderbolt 4技術的計算機中有一些是采用第11代英特爾酷睿“Tiger Lake”處理器的筆記本電腦，因為這些芯片集成了Thunderbolt 4控制器。

USB4和Thunderbolt 4有何不同？

雖然兩個標準都標稱峰值帶寬為40Gbps，但對于Thunderbolt 4來說，這是一個最低要求。而對于USB4來說，最低規格實際上是20Gbs。也就是說，不是每個USB4接口都支持40Gbps傳輸，一些USB4產品的最高速度僅為20Gbps。USB4實際上有四個不同的版本，目前我們主要看到的是這樣兩個版本：USB4 Gen 2x2和USB4 Gen 2x3。它們的品牌名稱分別為USB4 20Gbps和USB4 40Gbps。

Thunderbolt 4和USB4之間的另一個關鍵區別是，英特爾認證所有Thunderbolt附件，而與USB4兼容的配件不會經過任何此類過程。對于視頻傳輸，USB4上的最低規格也非常低，PCIe也是可選的，因而不同機器的USB4端口性能會有很大不同。而Thunderbolt 4可支持完整的兩個4K顯示器（兩個DP1.4流）以及完整的四個PCIe Gen 3通道，因而對所有設備而言，Thunderbolt 4提供的性能是一致的。

在功耗上，由于USB4最低只需要達到20Gbps，并且沒有規定最低顯示分辨率，因此功耗相對較低。正常情況下，USB4的功率要求最低為7.5W，而Thunderbolt 4則需保證15W。

表1概述了Thunderbolt 4和USB4（使用DisplayPort技術）之間的一些差異：

表1：Thunderbolt 4和USB4之間的主要差別

從使用成本上看，Thunderbolt長期以來一直是英特爾協議，它需要使用專用芯片并向英特爾支付版稅，這意味著Thunderbolt不可能像USB那樣被普遍使用，而是只能在高端電腦中才會出現。現在，貌似英特爾l逐漸改變了其市場策略，在最新的Thunderbolt行動中，向部分芯片制造商開放了Thunderbolt。

走向融合：下一代連接技術發展趨勢

USB4的問世將帶來一系列好處，包括更快的傳輸速度、更好的視頻帶寬管理以及與Thunderbolt 3/4的可選兼容性。

在接口方面，USB4和Thunderbolt 3/4都使用相同的物理連接器USB Type-C（也稱為USB-C），接口的一致性也為兩種技術的融合發展奠定了物理基礎。

英特爾此前已經宣布將Thunderbolt 3協議授予USB Promotor Group，允許具有USB 4端口的設備與Thunderbolt 3設備兼容，并將USB 4設備連接到Thunderbolt 3上。這是行業內的一個好消息，尤其是想要通過連接eGPU（外部圖形卡）玩游戲的筆記本電腦用戶。

除了與英特爾合作將Thunderbolt 3規范添加到USB4之外，USB-IF還與視頻電子標準協會（VESA）合作，為USB4增加了顯示功能。USB4規范的相關部分是對DisplayPort Alt Mode 2.0的支持，這為高分辨率顯示器的供電提供了巨大的支持。

然而理想很豐滿，現實很骨感。盡管市場上有很多Thunderbolt 3 eGPU，但很少有筆記本電腦和臺式機配備Thunderbolt 3，而且幾乎沒有任何主板支持Thunderbolt 3的開箱即用。因為Thunderbolt是英特爾的標準，所以在任何AMD驅動的計算機上都找不到它。另外，因為不是開放標準，需要額外的芯片，所以Thunderbolt 3的實現成本也高于標準USB4。今天，假如你想要一個eGPU或者一個超級高速的Thunderbolt 3存儲驅動器，現實情況是，你對電腦的選擇是非常有限的。

有了USB4，設備和主機制造商可以省去許可費這筆錢，降低了使用成本，大規模采用的可能性大大提高。當然這里也有一個潛在的問題：與Thunderbolt3的兼容性不是USB4規范的必需部分，所以制造商可以不必實現它。也就是說，即便你買了一臺帶有USB4的筆記本電腦，仍然可能會發現它不能與你的RazerCoreX圖形卡一起工作。

結 語

USB4和Thunderbolt 4這兩種標準實際上并不存在競爭關系。Thunderbolt 4可以看作是帶有所有配件的USB4。隨著USB 4的出現，Thunderbolt 4很快也會進入市場。要將計算機或外圍設備認證為Thunderbolt 4，制造商必須獲得英特爾的認證，證明其能夠支持USB4的所有功能，包括對Thunderbolt 3支持。

從理論上講，沒有什么能阻止USB4設備和配件制造商采用與Thunderbolt 3/4大部分相同的技術。如果這樣做的話，他們可以在許可和測試費用上節省一筆費用。這樣看下來，2021年有望出現一個以USB4為特色的設備更新潮，畢竟USB4擁有超越以往的數據傳輸速度，在設備兼容性和通過端口充電方面也增加了新的功能。

當然，現在就下斷言說USB4馬上進入大規模商用還為時過早。雖說免了使用許可費，但大規模采用USB4目前還是有障礙的，其中最大的障礙就是成本。雖然我們不知道PC和設備供應商添加USB4接口需要多少成本，但有一點應該是肯定的：即它需要比當前最新的標準USB 3.2更昂貴的組件。

審核編輯：郭婷