Thunderbolt 4, USB 4 und Thunderbolt 3:

Das sind die Unterschiede, das bietet Apple

Stephan Wiesend schreibt für die Computerwoche als Experte zu den Themen Mac-OS, iOS, Software und Praxis. Nach Studium, Volontariat und Redakteursstelle bei dem Magazin Macwelt arbeitet er seit 2003 als freier Autor in München. Er schreibt regelmäßig für die Magazine Macwelt, iPhonewelt und iPadwelt.
Einige neue Macs bieten Thunderbolt 3, andere nur USB 4 oder gar Thunderbolt 4.
Foto: Thomas Bergbold

Thunderbolt wirkt für viele Mac-Anwender wie eine echte Apple-Technologie, so intensiv hat Apple sie über Jahre beworben und setzt immer auf die modernste Version des von Intel entwickelten Standards. Das sollte sich mit der Einführung der M1-Macs ändern: Die Basismodelle wie iMac 24-Zoll, Macbook Air M1 und M2 und Macbook Pro 13-Zoll M1 und M2 unterstützen nämlich weiter "nur" Thunderbolt 3 und den noch wenig bekannten Standard USB 4.

Das neue Thunderbolt 4 blieb überraschend den Pro-Modellen vorbehalten: Dem Mac Studio und den Macbook Pro 14-Zoll und 16-Zoll. Nur bei den Mac Mini hatte Apple ein Einsehen: Während die Mac Mini M1 noch mit Thunderbolt 3 auskommen mussten, erhalten die neuen Mac Mini M2 und M2 Pro nun Thunderbolt-4-Schnittstellen - die M2 zwei, die M2 Pro vier.

Die neuen Macs bieten kein Thunderbolt 4
Die neuen Macs bieten kein Thunderbolt 4

Das bietet Thunderbolt 4

Thunderbolt 4 ist die direkte Weiterentwicklung von Thunderbolt 3 und unterstützt deutlich höhere Datenraten. Wichtigste Neuerung: Das weiterhin von Intel zertifizierbare neue Protokoll unterstützt Monitore mit bis zu 8K und eine Datenrate von bis zu 40 GBit/s. Um Vorgaben für den Standard Thunderbolt 3 zu erfüllen, reicht dagegen schon eine Datenrate von 16 Gbit/s aus, ein Thunderbolt 4-Port muss dagegen mindestens 32 Gbit/s erreichen. Wichtig ist diese neue Spezifikation auch für die Windows-Welt und Thunderbolt-Zubehör. Bei Windows-Nutzer richtet sich Thunderbolt 4 etwa an Gamer. So muss per Thunderbolt 4-Schnittstelle bei Notebooks auch zwingend das Aufladen eines Gerätes möglich sein.

Displayport 1.4 statt 1.2 wird ebenfalls unterstützt. Interessant sind aber auch neue Thunderbolt-4-Peripheriegeräte. Docks mit dieser Technologie können erstmals bis zu vier Thunderbolt-Ports bereitstellen. Sind Monitor, Tastatur und Computer per Dock verbunden, kann man den Computer per Tastatur aus dem Ruhezustand aufwecken. Auch die Sicherheit wurde erhöht, per VT-d basiertem DMA-Schutz werden Anfragen von externen Geräten umgeleitet und geprüft (gegen Angriffe wie Thunderspy ).

Kein Thunderbolt 4 bei neuen Macbook Air M1 und M2

Beim Erscheinen der neuen ARM-Macs mit M1-CPU und waren viele anfangs verunsicher, welche Standards nun unterstützt werden. Die damals verwendete missverständliche Bezeichnung "Thunderbolt / USB 4" sorgte zusätzlich für Unsicherheit. Die neuen Geräte unterstützen laut Apples Datenblättern zwar USB 4, aber eben nur Thunderbolt 3 statt Thunderbolt 4. Und nur zwei Buchsen stehen zur Verfügung, ein offensichtlicher Rückschritt. Hatten doch etwa die Intel-Macbook Pro bis zu vier Schnittstellen und der Mac Mini 2018 mit Intel-Chip ebenso!

Zwei Monitore nur für Pro-Modelle?

Den größten Unterschied macht Thunderbolt 4 bei der Unterstützung von mehreren Monitoren: Ein Macbook an zwei Monitore anzuschließen, ist heutzutage eigentlich keine übertriebene Forderung. So war es für viele überraschend, dass Macbook Air M1 und Macbook Pro M1 zwar 6K-Monitore ansteuern können, laut Apple aber offiziell nur einen Monitor unterstützten. (Es gibt zwar Workarounds, um zwei Monitore zu betreiben, hier muss man aber zu speziellen Adaptern greifen.)

Ein Sonderfall ist der Mac Mini: Man kann sowohl beim M1 als auch beim M2 zwei Monitore nutzen, aber nur, wenn man einen Monitor per Thunderbolt/USB-C und einen über die zusätzlich vorhandene HDMI-Schnittstelle anschließt. Diese fehlt bei den Macbooks. Beim Mac Mini M2 Pro mit seinen vier Thunderbolt 4-Ports und leistungsfähigerer Hardware kann man sogar bis zu drei Monitore verwenden - zwei über Thunderbolt und den dritten über die HDMI-Schnittstelle.

Ein Macbook Pro 14-Zoll M1 Pro mit Thunderbolt 4 kann dagegen über ein einziges Thunderbolt-4-Kabel zwei 6K-Monitore anbinden. Das leistungsfähige Modell M1 Max sogar drei 6K-Monitore nutzen, das Mac Studio bis zu vier Geräte - beide außerdem noch zusätzlich ein 4K-Display.

USB 4 aber Thunderbolt 3

Etwas enttäuschend ist die neue USB-4-Unterstützung, die Apple bei den neuen Macs bietet. Apple ist der erste Hersteller, der diese neue Bezeichnung wählt. Der neue Standard der USB Promoter Group ist nicht nur einfach der Nachfolger von USB 3.1. USB 4 kombiniert sowohl mit USB 3.1 als auch optional Thunderbolt 3 und kann (muss aber nicht) vergleichbare Geschwindigkeiten und Funktionen bringen. Der Hintergrund ist, dass Intel keine Lizenzgebühren für seinen Thunderbolt-Standard mehr beansprucht und USB 4 für weniger Verwirrung bei den Kunden sorgen soll - auch beim Mac-Kunden, der USB-4-Peripherie kauft. Kurioserweise gibt es im Handel bereits eine USB-4-SSDs von Orico, die eigentlich intern auf Thunderbolt 3 basiert.

USB 4 setzt USB-C als Port zwingend voraus und unterstützt Datenübertragungsraten von bis zu 40 Gbit/s. Außerdem ist per USB-C das Aufladen von Geräten mit bis zu 100 Watt per USB Power Delivery möglich. Im Unterschied zu Thunderbolt ist diese Leistung aber kein Zwang: Der größte Unterschied zu Thunderbolt 4 ist, dass viele Funktionen wie Unterstützung von PCI Express oder die maximal möglichen 40 Gbit/s nur optional sind. Selbst wenn ein Rechner nur Datentransferraten von 10 Gbit/s per USB bereitstellt, wird dies vom Standard akzeptiert. Auch Apples neue Macs können nur 10 Gbit/s per USB-Schnittstelle übertragen, obwohl schon über USB 3.2 Gen 2×2 Transferraten von 20 Gbit/s möglich waren - sie unterstützen eben USB 4 aber nicht USB 3.2..

Display Port 2.0 wird von USB 4 ebenso geboten und ermöglicht sogar 8K-Displays. Ein Vorteil gegenüber Thunderbolt 3: Es wird erstmals eine Hub-Topologie unterstützt - also mehrere Geräte können an einzelne Schnittstellen angesteckt werden, bei Thunderbolt 3 stand nur Daisychaining zur Verfügung. Kompatibilität mit Thunderbolt 3 ist außerdem nur für USB 4-Hubs und Docks vorgeschrieben. Das bedeutet, dass USB-4-Docks auch Thunderbolt-3-Geräte unterstützen. Bei Notebooks und Smartphones sowie Peripherie bleibt die Kompatibilität mit Thunderbolt dagegen dem Hersteller überlassen.

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