USB4 和 Thunderbolt™ 4功能強大且便利性高,兩者皆以USB Type-C作為統一介面,都只需要一條線便能做到畫面顯示、充電、資料傳輸等多項功能。

不論是從外觀還是功能,USB4 和Thunderbolt™4都有許多的相似之處,想要分辦出兩者之間的差別確實也沒那麼容易,但如果你也有追根究柢的好奇心,不妨來看看我們精心整理的完整資訊,讓你一次搞懂USB4 和 Thunderbolt™ 4的箇中差異!

USB的發展史

USB (全名為Universal Serial Bus) 在現在的生活中隨處可見,是目前科技產品中最為普遍的傳輸介面。USB除了被廣泛地應用於電腦、手機和各種周邊產品,更同時擴展至其他領域產品。

USB最初是由Intel和Microsoft共同倡導發起,為了解決電腦周邊多種裝置的連結問題,並將「隨插即用」視為設計目標,USB於1996年發布了USB 1.0,數據傳輸速度為1.5Mbps(Low-Speed)和12Mbps(Full-Speed),但此時尚未於市場普及。

USB 2.0

直到2000年進入USB 2.0時代,隨著理論傳輸速度提升至480Mbps,再加上支援USB介面的個人電腦大量普及,USB才逐步成為個人電腦的標準介面,但也是在此時期,各式各樣的USB介面開始如雨後春筍般大量湧現,推陳出新的速度之快更是讓人目不暇給。

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USB 3.0

來到了2008年11月,新發布的USB 3.0將理論傳輸速度大幅提升到5Gbps,並向下相容USB 2.0,相較於USB 2.0,USB 3.0在介面上也略有差異,這同時也讓USB的介面大亂鬥變得更加混亂。

USB 3.0的各種介面外觀
USB 3.0的各種介面外觀 (圖片出處:wikipedia)

USB接著在2013年及2017年陸續發布了USB 3.1和USB 3.2,並將理論傳輸速度分別提升到10 Gbps和20 Gbps。隨後更在2014年和2019年歷經了兩次的重新命名之亂,而USB 3.0、USB 3.1、USB 3.2各個規格的命名更是讓人傻傻分不清楚

USB規格 2014命名 2019命名 傳輸速度
USB 3.0 USB 3.1 Gen1 USB 3.2 Gen1 5Gbps
USB 3.1 USB 3.1 Gen2 USB 3.2 Gen2x1 10Gbps
USB 3.2 N/A USB 3.2 Gen2x2 20Gbps

 

就在2014年開啟命名之亂的同時,新發布的USB Type-C介面則被預期是未來的救世主,要來一統之前的USB介面大亂鬥,不過必須注意的是,USB Type-C只是介面,和其中的供電、顯示、傳輸並無相關,真正影響其功能的是USB規格。

USB4

時間來到了2019年,終於迎來了本文的主角之一USB4,所幸USB4這一次並未再次開啟上一次的命名混亂,其傳輸速度可支援20Gbps,最大傳輸速度也再次翻倍來到40Gbps,最重要的是,USB4只採用USB Type-C介面,且必須支援PD且最高達到100W(2021年12月USB-IF新版規格PD3.1 EPR,由原本100W提升至240W),此外,USB4也向下相容USB 2.0和 USB 3.2,以及支援Thunderbolt™ 3/4。

USB4 目前的相關規格和對應圖示

USB4 目前的相關規格和對應圖示
USB4 目前的相關規格和對應圖示( 圖片出處 :USB-IF Logo License – Trademark Requirements Chart)

Thunderbolt™是什麼?又是如何演進?

Thunderbolt™則是Intel在2009年所研發的一種高速I/O介面,主要目的是用來做為電腦與其他設備的傳輸線材,希望能替代並統一電腦上數量繁多的各種介面。Intel在2011年發表了Thunderbolt™第一代,介面與Mini DisplayPort做整合,傳輸速度可達10Gbps,並且可透過Daisy-chain連接最多六個周邊設備。

Thunderbolt™ 1介面和線材Thunderbolt™ 1介面和線材
Thunderbolt™ 1介面和線材

2013年推出的Thunderbolt™ 2,其傳輸速度翻倍達到20Gbps,介面與第一代一樣,仍舊是採用Mini DisplayPort。2015年則推出Thunderbolt™ 3,傳輸速度再次翻倍達到40Gbps。除此之外,Thunderbolt™在這一代也做出了一個重大的改變,不僅介面改用USB Type-C,最大供電100W,並支援兩個4K螢幕或一個5K螢幕。也多虧了與USB Type-C結合的這個決定,使得Thunderbolt™ 3較Thunderbolt™ 和Thunderbolt™ 2還要普及。

Thunderbolt™ 3介面改用USB Type-C
Thunderbolt™ 3介面改用USB Type-C

至於在2020年推出的Thunderbolt™ 4,介面一樣採用USB Type-C,雖然最高傳輸速度仍然40Gbps,但在PCIe的頻寬則從Thunderbolt™ 3的16Gbps升級到Thunderbolt™ 4的32Gbps,這也代表從儲存裝置和外接顯示卡等PCIe裝置來看,Thunderbolt™ 4的傳輸速度和效能都有顯著的提升。而充電功率仍維持在100W (PD3.1之後提升到240W)。

Thunderbolt™ 4圖示
Thunderbolt™ 4圖示

USB4 vs. Thunderbolt™ 4:規格差異在哪裡?

從外觀上來看,USB4 和 Thunderbolt™ 4同樣使用USB Type-C介面,從最高傳輸速度來看,同樣也支援40Gbps,並且也同樣支援影像輸出和供電最高100W,因此很容易將兩種分不清,那USB4 和 Thunderbolt™ 4究竟有什麼不同之處呢?

答案揭曉:兩者最明顯的差異就在於最低規格要求」

.支援頻寬

雖然兩者的最高支援頻寬都是40Gbps,但USB4 有 USB4 20Gbps 和 USB 40Gbps,因此最低規格只需要20Gbps,反觀Thunderbolt™ 4則只有40Gbps一種規格。

.充電功率

從充電功率上來看,雖然最高都支援100W,但USB4 的最低標準降至 7.5W,而 Thunderbolt™ 4 則在 15W。

.數據傳輸速度

至於在數據傳輸上,USB4最低需支援USB 3.2的 10Gbps,而Thunderbolt™ 4則可以從 USB 3.2中得到 10Gbps,或是透過 PCIe 達到 32Gbps。

.支援顯示器

支援顯示的部分,USB4支援一個顯示器,但沒有最低支援解析度的要求;反觀Thunderbolt™ 4則必須能夠支援兩個4K 60Hz螢幕或一個8K 30Hz螢幕。

除了上述列提的4個主要重點外,我們也在下表整理出其他在Thunderbolt™ 4被列為基本配備,但在USB4中則是選配的細節功能。

  Thunderbolt™ 4 USB4
Interface USB-C USB-C
Minimum Supported Bandwidth 40Gbps 20Gbps
Maximum Supported Bandwidth 40Gbps 40Gbps
Minimum Display Output Requirements Double 4K Display Output Single Display Output
DisplayPort Tunneling DisplayPort 2.0 DisplayPort 1.4a
DisplayPort Alt Mode DisplayPort 2.0 DisplayPort 2.0
Minimum Data Transfer Speed PCle – 32Gbps

USB 3.2-10Gbps

USB 3.2-10Gbps
PCle PCIe Gen3x4 Optional
Wake Function Support Yes Optional
Minimum Power Supply 15W 7.5W
Maximum Power Supply 240W 240W
Intel VT-d DMA Protection Yes No
USB4 Specification In Compliance In Compliance

 

簡而言之,Thunderbolt™ 4 和USB4 的規格雖然非常相似,但Thunderbolt™ 4在最低規格的需求上相較USB4來得高,確保其基本效能,並且Thunderbolt™ 4是相容USB4的。反過來USB4是否要支援Thunderbolt™ 4則變成選配了。

USB4和Thunderbolt™ 4的常見Bug問題

USB4 和 Thunderbolt™ 4功能強大且便利性高,以USB Type-C作為統一介面,只需要透過一條線便能做到畫面顯示、充電、資料傳輸等功能,且周邊可搭配使用的設備亦是種類繁多,但在帶給使用者便利的同時,伴隨著的便是更多產品功能性問題和設備之間相容性問題的產生。

根據百佳泰大數據資料庫的統計與分析,在USB4實測中所遇到的Bug問題類型可說是讓人眼花撩亂,而其中比例最高的前幾名分別是:

  1. Software
  2. Black screen
  3. OSD
  4. Video
  5. Device function

USB4 Bug Report統計分析

USB4 Bug Report統計分析

進行Thunderbolt™ 4測試時的Bug Report分析如下,其中比例最高的前幾名依序是:

  1. Software
  2. Black screen
  3. Device detected issue
  4. Video
  5. OSD

Thunderbolt™ 4 Bug Report統計分析

Thunderbolt™ 4 Bug Report統計分析

從上方資料的分析來看,USB4 和 Thunderbolt™ 4所遇到的問題種類其實相差無幾,名列前幾名的Bug問題也都十分相似。

首先,第一名都是Software相關的問題,許多USB4 和 Thunderbolt™ 4的產品為了使產品的優勢擴大,廠商都會設計相對應的App讓使用者能夠更加方便使用,但若是App還不夠成熟,反而容易產衍生出消費者在操作上的諸多困擾。另外也有一些產品標榜著可以搭配第三方的App來使用,遇到的問題當然也是不少。

USB4和Thunderbolt™ 4常見的Bug問題-Software相關
Bug example: Software

Bug第二名是Black screen,此類問題是指螢幕無法正常收到系統的送出訊號,導致無法顯示畫面。由於此類問題在Bug Report中屬於十分常見且相對嚴重的類型,因此特地從Video的分類中獨立出來,從圖表中我們可以發現,Black screen在USB4 和 Thunderbolt™ 4產品中至少都佔據近14%的比例,足以想見該問題之重要性。

USB4和Thunderbolt™ 4常見的Bug問題-Black screen
Bug example: Black screen

接著我們來看USB4的第三名OSD(在Thunderbolt™ 4則是第5名),OSD是 On Screen Display的縮寫,泛指顯示器類別的產品自身能顯示在螢幕上的文字或圖示,一般指螢幕上本身的Main Menu顯示的內容,而此類型問題也是平面顯示器常會遇到的Bug之一。

至於Thunderbolt™ 4的Bug第三名則是Device detected issue,通常代表著周邊設備無法被正常檢測到,導致無法辨識設備,進而影響到其功能的正常運作,此問題在USB4所佔比例為3.51%,由於USB Type-C介面的設備種類和廠牌非常多,因此相容性的相關問題絕對不容小覻。

USB4和Thunderbolt™ 4常見的Bug問題-Device detected issue
Bug example: Device detected issue

USB4 和 Thunderbolt™ 4的Bug第四名皆為Video,包含畫面抖動、閃爍、雜訊等畫面顯示異常的各種情況,由於此類問題最容易被使用者所觀察到,因此也會直接影響到使用者對該產品的信任度。

USB4的Bug第五名是Device function。由於USB Type-C介面的設備種類和廠牌非常多,因此該分類往往涵蓋著許多不同產品的功能性問題。如果我們一一細分來看,又能進一步地拆分出許多不同的問題類別,舉凡像是USB Hub、Touch function、KVM、LED indicator…等功能,以及各家產品特有的功能和設計。

USB4和Thunderbolt™ 4常見的Bug問題-Device function
Bug example: Device function

此外, Charging分類的Power Delivery也是USB4 和 Thunderbolt™ 4上相當重要的功能,且分別佔據6.02%和7.61%的高比例,也需特別去重視。

USB4和Thunderbolt™ 4常見的Bug問題-Power Delivery
Bug example: Charging

USB4 和 Thunderbolt™ 4的測試方向及服務

USB4 和 Thunderbolt™ 4替使用者帶來許多便利,且其強大的功能也造就了周邊設備與種類的多樣性,但與此同時,產品設備間的相容性問題也會隨之增加。針對USB4 和 Thunderbolt™ 4相容性問題,百佳泰規劃以下測試:

  • Compatibility with Monitor Test
  • Compatibility with USB device Test
  • Power Delivery Test
  • MST Test
  • Other function Test (Lan/Webcam/KVM……)

 

除了以上測試,為求達到測試效果最佳化,百佳泰還能針對您的產進行品客製化的測項規劃。對此,百佳泰擁有豐富且多樣化的USB4 和 Thunderbolt™ 4相關產品及設備,擁有設備種類包含System、Monitor、Mobile phone、Tablet、Docking、Adapter、Keyboard、Mouse、Headphone、Pen drive、External hard drive、Power Bank 、Player等等,不涵蓋市面上絕大多數的廠牌,設備總數多達到3,000組以上!若您想進一步了解更多產品測試資訊,歡迎您瀏覽以下服務或是透過線上表單與我們聯繫。百佳泰服務團隊將為您打造專屬服務!

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