Thunderbolt 4 e USB4 condividono la stessa specifica del livello fisico, riferendosi entrambi a TBT4, e teoricamente hanno la stessa compatibilità di velocità. Tuttavia, differiscono nei protocolli utilizzati. USB4 impiega il protocollo di tunneling, mentre Thunderbolt 4 utilizza i protocolli DP e PCIe. Nell'uso pratico, le differenze funzionali tra loro sono difficilmente percepibili e lo stesso software di test può essere utilizzato per Thunderbolt 4, Thunderbolt 3 e USB4.

Thunderbolt 4

Thunderbolt 4, l'ultima versione dell'interfaccia Thunderbolt, si è evoluta da Thunderbolt 3 e utilizza ancora il connettore USB Type-C. Intel ha annunciato ufficialmente Thunderbolt 4 all'inizio del 2020 e ha iniziato a distribuirlo sui laptop di undicesima generazione basati su Core nell'autunno dello stesso anno. Rispetto a Thunderbolt 3, Thunderbolt 4 aumenta il requisito minimo di larghezza di banda del collegamento PCIe da 16 Gbps a 32 Gbps e aggiunge il supporto per doppi monitor 4K (60 Hz) utilizzando il protocollo DisplayPort 1.4. Altri miglioramenti includono la capacità di riattivare il PC dallo stato di sospensione, il supporto per accessori con fino a quattro porte Thunderbolt e il supporto per la protezione DMA Intel VT-d per le macchine virtuali.

Thunderbolt 4 supporta una larghezza di banda bidirezionale fino a 40 Gbps, rendendolo un'interfaccia ideale per il trasferimento dati da PC a PC, soluzioni di archiviazione SSD ottimali e dock per GPU esterni come il Razer Core X. Almeno un'interfaccia Thunderbolt 4 su un laptop può caricare il dispositivo e la sua compatibilità universale si estende al supporto di tutti gli standard USB attuali e precedenti, incluso USB 4. Le periferiche USB 4 possono essere inserite direttamente nella porta Thunderbolt 4 e funzionare a piena velocità. Thunderbolt 4 può anche ospitare vecchi dispositivi periferici USB utilizzando connettori USB Type-C o Type-A (tramite adattatori o docking station). La soluzione di docking è particolarmente adatta per laptop con porte esterne limitate. Inoltre, Thunderbolt 4 può fornire fino a 98 watt di potenza di ricarica per i laptop.

Tuttavia, Thunderbolt 4 presenta alcune limitazioni intrinseche. Sebbene la sua velocità di trasmissione teorica sia di 40 Gbps, una parte della larghezza di banda è riservata all'uscita video per garantire una migliore compatibilità con DisplayPort (DP), lasciando solo 32 Gbps per la trasmissione dati, che è approssimativamente equivalente allo standard PCIe 3.0 x4. Pertanto, la velocità massima teorica di Thunderbolt 4 è solo 3200 MB/S, e c'è una certa perdita di prestazioni quando si utilizza una docking station per schede grafiche esterne, con una perdita maggiore per le schede grafiche di fascia alta. Quando le interfacce Thunderbolt 4 sono abbinate a periferiche di archiviazione che non supportano il protocollo Thunderbolt, la velocità di trasmissione massima è solo al livello di USB 3.2 Gen2, che è solo 10 Gbps, o meno di 1000 MB/s.

USB4.0

USB4, acronimo di Universal Serial Bus Generation 4, è stato introdotto per la prima volta nel 1996 con il rilascio della specifica USB 1.0, che supportava velocità di trasmissione a bassa velocità di 1,5 Mbps e a piena velocità di 12 Mbps. Successivamente, sono state rilasciate versioni con velocità supportate di 480 Mbps, 5 Gbps, 10 Gbps, 20 Gbps, ecc. Nel settembre 2019, è stata rilasciata l'ultima generazione della specifica USB4, che supporta 20 Gbps e 40 Gbps.

USB4.0 adotta direttamente lo standard del protocollo "Thunderbolt" Thunderbolt3 introdotto da Intel e Apple sui laptop di fascia alta nel 2015, basato sull'interfaccia USB Type-C. La velocità di trasmissione dati supporta due velocità: 10 Gbps/lane e 20 Gbps/lane, e supporta selettivamente le velocità TBT3 compatibili di 10,3125 Gbps/lane e 20,625 Gbps/lane. Allo stesso tempo, supporta standard di segnale come DisplayPort, PCIE e altri tramite la modalità alternativa (modalità ALT). Per evitare confusione, Intel ha unificato la denominazione dell'interfaccia Thunderbolt da distribuire in futuro sui laptop di fascia alta come Thunderbolt4.