Hoe zit het met USB 4 en Thunderbolt 4? In gesprek met Jason Ziller van Intel

De directe aanleiding voor ons om eens het gesprek met Intel aan te gaan, is onze zoektocht naar apparaten die SuperSpeed 20 USB 'spreken'. Daar blijken er bar weinig van te zijn. Intel is uitvinder van zowel USB als Thunderbolt, en heeft een belangrijke rol in het USB-IF. Dat is het overlegorgaan voor iedereen die iets met de usb-standaard doet. Bij Intel spreken we met Jason Ziller, general manager van de Client Connectivity Division bij Intel. Dat houdt in dat hij onder meer eindverantwoordelijk is voor Thunderbolt en alles weet over de laatste ontwikkelingen op het gebied van usb.

Weinig belangstelling voor USB 3.2 Gen 2x2

We vangen het gesprek aan met dat hete hangijzer, officieel USB 3.2 Gen 2x2 genaamd. De weinig gebruikte marketingaanduiding is Superspeed 20 USB: een verbinding die tot 20 gigabit per seconde kan verwerken. Er is een handvol externe ssd’s op de markt die hiervan gebruik maakt, maar een laptop die dit aankan, is lastig te vinden. Wil je een SuperSpeed 20 USB ssd gebruiken, dan kom je uit bij een peperduur workstation - of een zelfgebouwde pc met een heel luxe moederbord.

Ziller geeft aan de reden hiervoor is dat USB 3.2 Gen 2x2 feitelijk het eindstation is voor de usb-standaard in zijn oorspronkelijke vorm. Vanuit de industrie is er weinig belangstelling vanwege de beperkte toepassingsmogelijkheden, en doordat er zich een opvolger met meer potentieel aandiende.

Van USB…

USB gaat inmiddels een lange tijd mee. De geestelijk vader van deze standaard is Ajay Bhatt, een Amerikaan van Indiase afkomst. Hij werkt sinds 1990 bij Intel en was lange tijd daarna verantwoordelijk voor de ontwikkeling van IO-technologieën.

De eerste usb-versie kwam in 1996 op de markt en kon 1,5 megabit per seconde verwerken. Deze aansluiting moest allerlei destijds gangbare aansluitingen vervangen, zoals seriële en parallelle poorten en de ps/2-connector voor muizen en toetsenborden. Het universal serial bus protocol is van die oorspronkelijke versie uiteindelijk doorontwikkeld naar de meer dan 10.000 keer snellere laatste versie, USB 3.2 Gen 2x2. De standaard is buitengewoon succesvol gebleken: je treft hem op talloze apparaten aan, veel meer dan alleen laptops en desktop pc’s.

In de loop der tijd is usb niet alleen sneller geworden, maar het heeft er ook meer functies bij gekregen. Zoals transport van video en het opladen van steeds krachtiger apparaten. Daarmee ging het lijken op een andere standaard, die Intel recenter introduceerde: Thunderbolt.

…naar Thunderbolt

Thunderbolt, om precies te zijn Thunderbolt 3, vormt dan ook de basis voor de nieuwste versie van usb. Hoewel die standaard USB 4 heet, heeft de onderliggende techniek weinig meer gemeen met het oude usb-protocol.

Intel introduceerde Thunderbolt ruim tien jaar geleden, na een demonstratie onder de naam Light Peak een paar jaar daarvoor, in samenwerking met Apple. In de huidige versie kan deze standaard tot 40 gigabit per seconde verwerken. Bovendien is Thunderbolt nog geschikter dan usb voor hoogwaardige videoverbindingen en het opladen van aangesloten apparaten.

Om de voordelen van Thunderbolt breder beschikbaar te maken, stelde Intel de vorige versie van de standaard beschikbaar als basis van USB 4. USB 4 kan potentieel net zoveel als Thunderbolt 3 (inclusief 40 gigabit bandbreedte), maar, en dat is cruciaal, het hoeft niet.

Het is dan ook niet gek dat Intel naast USB 4 ook verder gaat met Thunderbolt. Thunderbolt 4 is technisch identiek aan versie 3, maar stelt juist (veel) striktere eisen. Dat maakt de implementatie duurder dan USB 4, maar als consument weet je daardoor wel waar je aan toe bent.

Willekeur van USB 4…

Dat is dan ook direct het grote verschil tussen usb en Thunderbolt, aldus Ziller. Waar de USB-standaard grote vrijheid biedt aan fabrikanten over hoe deze te implementeren, doet Thunderbolt dat veel minder.

Dat heeft een goede reden, vertelt Ziller: usb moet voor een veel breder scala aan producten werken, van smartphones tot laptops en van smart home producten tot opladers. Lang niet al die producten hebben enorme hoeveelheden bandbreedte, video of hoge stroomsterktes nodig.

Die relatief lage lat heeft ook als consequentie, dat je als consument vaak niet weet wat een usb-aansluiting precies kan doen. Zo specificeert de USB 4-standaard een totale bandbreedte van minimaal 20 gigabit per seconde – maar voor de datasnelheid is het minimum 10 gigabit. Dat is gelijk aan USB 3.2 Gen 2. Het twee keer zo snelle USB 3.2 Gen 2x2 over USB 4 is prima mogelijk, zo geeft Ziller aan. Of dat ook gaat gebeuren, hangt af van de fabrikant, de vraag uit de markt en zaken als prijzen van componenten.

Die onzekerheid geldt ook voor andere functies van USB 4. Je moet er ‘1 beeldscherm’ op kunnen aansluiten – maar met welke resolutie of verversingssnelheid, dat vertelt de standaard niet. Er is geen verplichting dat een usb-poort geschikt is om de pc op te laden, netwerkfunctionaliteit is niet verplicht. Ook op het vlak van kabelkwaliteit en beveiliging mag de markt het zelf regelen. Zoals Ziller het zelf zegt: “Als je USB 4 koopt, weet je niet precies wat je krijgt.”

…versus zekerheid van Thunderbolt 4

Thunderbolt 4 ondertussen biedt veel meer garanties. In de eerste plaats qua functionaliteit. Zoals een bandbreedte van 40 gigabit per seconde, benutting van de maximale hoeveelheid pci-express lanes en de hoogste displayport standaard. Daardoor kan je twee 4K-schermen gelijktijdig aansluiten met 60 beelden per seconde, of een 4K-scherm met 144 beelden per seconde. Daarnaast garandeert Thunderbolt 4 diverse zaken op het vlak van gebruiksgemak: ondersteuning van ‘wake from sleep’ bij aansluiting op een dock, verplicht opladen van de pc op tenminste één aansluiting, gecertificeerde kabels die gegarandeerd werken. En Thunderbolt 4 stelt verplichtingen op het vlak van beveiliging die nog ontbraken in Thunderbolt 3 en die ook in USB 4 afwezig zijn.

Opkomst van Thunderbolt

Het is duidelijk dat Intel, en Ziller, Thunderbolt zien als de wenselijke interface op computers. Intel heeft er dan ook veel aan gedaan om deze aanvankelijk exclusief aan Apple voorbehouden standaard breder gebruikt te laten worden.

Zo is de Thunderbolt controller, de chip die zorgt voor aansturing van de aansluitingen, sinds de 11^e generatie Core processors geïntegreerd, in plaats van een afzonderlijke chip. Daarmee is het goedkoper en eenvoudiger geworden voor makers van laptops om deze van Thunderbolt te voorzien. Volgens Ziller heeft inmiddels zo’n 90 procent van de laptops vanaf zo’n 699 euro ondersteuning voor Thunderbolt.

Daarnaast werkt Intel met makers van accessoires en randapparatuur om kosteneffectieve producten te ontwerpen. Hierdoor is de prijs van Thunderbolt docks flink gedaald, stelt Ziller. Los van de kostenfluctuaties die door de coronapandemie zijn veroorzaakt, moet het mogelijk zijn deze docks onder de 200 euro te kopen, met uitschieters omlaag naar 129 euro. Ook de bekabeling kan goedkoper gemaakt worden door een technische aanpassing. Ziller geeft toe dat je dat eerder zal zien bij bundels dan bij los verkrijgbare kabels. Ongeacht het type zijn dat notoire margeproducten voor fabrikanten, dus dat verbaast ons niets.

Ten slotte stuurt Intel fabrikanten bij met certificerings- en aanmoedigingsprogramma’s als Evo (waarvoor Thunderbolt verplicht is). Er is ook Engineered for Evo, dat betrekking heeft op Thunderbolt accessoires en is uitgebreid naar Bluetooth-accessoires. Producten die hieraan voldoen, hebben in tests laten zien dat ze goed samenwerken met Evo-laptops. De waarde van dit premiumlabel is een aanmoediging voor fabrikanten om hieraan mee te doen. Zoals het Centrino-programma er ooit voor zorgde dat laptops standaard over WiFi gingen beschikken.

Onduidelijkheid voor de eindgebruiker met USB 4

Gevraagd naar wat Intel doet om duidelijkheid te creëren voor de eindgebruiker, geeft Ziller een tweeledig antwoord. In de eerste plaats is Intels invloed in een organisatie als USB-IF, ook al is het de oorspronkelijke uitvinder van de standaard, beperkt. “Er zijn duizenden deelnemers die allerlei apparaten en onderdelen maken. Het is erg lastig voor Intel om die allemaal instructies te geven, omdat ze allemaal andere dingen doen,” zo vertelt Ziller. Dit is dan ook waarom Intel zo hard werkt aan het tweede deel van Zillers antwoord, Thunderbolt. “Dat is specifiek bedoeld voor de computerindustrie en hierop kan Intel nadrukkelijker sturen.”

Zoals beschreven biedt Thunderbolt 4 inderdaad meer zekerheid en duidelijkheid. Het is echter ook een duidelijk duurdere oplossing, al zal het verschil met USB 4 wel afnemen nu deze standaard op dezelfde basis werkt.

Onder de streep blijft usb voor de eindgebruiker onduidelijk. Het hangt af van de fabrikant of je aan een usb-c poort kunt zien of die kan opladen, video doorgeeft of alleen geschikt is voor data. Op welke usb-snelheid de poort werkt, moet je maar afwachten.

De ironie wil, dat dit laatste ook geldt voor een Thunderbolt 4-poort. Zowel USB 4 als Thunderbolt 4 hanteren namelijk een minimale datasnelheid voor usb van 10 gigabit/s. Meer mag en kan, maar het hoeft niet. Of zo’n poort dus bijvoorbeeld Superspeed 20 USB ondersteunt, is geheel aan de maker van het betreffende apparaat.