USB 3.2 ist auf dem Weg – und sorgt für Chaos

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  • USB 3.2 ist auf dem Weg – und sorgt für Chaos

    USB 3.2 ist auf dem Weg – und sorgt für Chaos
    Der neue USB-3.2-Standard ermöglicht eine Datenübertragung mit flotten 20 Gbit/s. Doch mit der Einführung kommt eine Namensänderung, die chaotischer nicht sein könnte.
    von Stefan Bordel 27.02.2019

    Höhere Transferraten von bis zu 20 Gbit/s und ein schnelleres Laden mobiler Geräte sollen mit dem neuen USB-3.2-Standard realisiert werden. Bereits im Juli 2017 wurden die Eckdaten für die Schnittstelle vorgestellt. Jetzt hat sich das USB Implementers Forum auf die offizielle Bezeichnung für den Standard geeinigt, und die ist an Konfusität kaum zu übertreffen.

    Bereits mit der Einführung von USB 3.1 sorgten die Verantwortlichen für reichlich Verwirrung. Anstatt die Schnittstelle wie gewöhnlich durchzunummerieren, wurde der Vorgänger USB 3.0 kurzerhand ebenfalls USB 3.1 getauft. Auf die Unterschiede im Datendurchsatz wiesen die Namenszusätze Gen1 für 5 Gbit/s und Gen2 für 10 Gbit/s hin.

    Diesem chaotischen Muster folgt das USB Implementers Forum jetzt auch bei der Namensgebung für USB 3.2. Die neue Schnittstelle geht mit einer Neubezeichnung der bisherigen Technologien USB 3.1 Gen1/ Gen2 einher: Aus USB 3.1 Gen1 (ursprünglich USB 3.0) wird USB 3.2 Gen1 und aus USB 3.1 Gen2 wird entsprechend USB 3.2 Gen2.

    Wer jetzt allerdings vermutet, der neue Standard erhalte der Logik entsprechend den Zusatz Gen3, befindet sich auf dem Holzweg. Die Schnittstelle soll offiziell unter der Bezeichnung USB 3.2 Gen2×2 gelistet werden. Der Zusatz weist auf die eingesetzte Multi-Lane-Technologie der Schnittstelle hin. Im Gegensatz zu den älteren Standards ist USB 3.2 Gen2×2 aber auf den USB-Typ-C-Anschluss beschränkt.

    Etwas einfacher gestalten sich hingegen die Marketingbezeichungen der Technologien. Hier wird zwischen SuperSpeed USB (5 Gbit/s), SuperSpeed USB 10 Gbps und SuperSpeed USB 20 Gbps unterschieden.

    In der Praxis dürften die neuen Bezeichnungen für reichlich Verwirrung sorgen. Bereits in der Vergangenheit haben viele Hersteller auf eine genaue Namensgebung verzichtet und die verbauten Schnittstellen schlicht als USB 3.1 deklariert. Ob es sich dabei nun um den Standard mit 5 Gbit/s oder 10 Gbit/s handelte, mussten die Endverbraucher selbst herausfinden. Bei den neuen USB-3.2-Standards wird sich diese Scharade fortführen, zumal die USB-C-Stecker für zusätzliche Fragezeichen sorgen. Denn allein der Steckertyp gibt noch keine Hinweise auf den zugrundeliegenden USB-Standard. So setzen etwa auf dem Smartphone-Markt viele Hersteller den Typ-C-Anschluss in Kombination mit langsamer USB-2.0-Technologie ein.


    Quelle: USB 3.2 ist auf dem Weg – und sorgt für Chaos
  • ...der Nachfolger ist auch schon in Planung...

    USB4: Thunderbolt und USB werden baugleich
    Was war gleich noch der Unterschied zwischen Thunderbolt und USB? Diese Frage wird hinfällig – die beiden Schnittstellen verschmelzen.
    von dpa 05.03.2019

    Die Computerschnittstelle Thunderbolt wird technischer Unterbau der nächsten USB-Generation. Chip-Hersteller Intel, der Thunderbolt entwickelt und 2009 erstmals vorgestellt hatte, habe das Schnittstellenprotokoll dem USB Implementers Forum (USB-IF) übergeben, teilte das Gremium mit.

    Das USB-IF ist für die Entwicklung des USB-Standards zuständig. Es will Thunderbolt 3 nach eigenen Angaben als Grundgerüst für die kommende USB-Generation [PDF] USB4 nutzen und deren Spezifikation Mitte des Jahres veröffentlichen.

    USB4 soll die USB-Bandbreite verdoppeln, eine gleichzeitige Übertragung mehrerer Daten- und Display-Protokolle ermöglichen und abwärtskompatibel mit USB 3.2, USB 2.0 sowie Thunderbolt 3.0 sein, so das USB-IF weiter.

    Standardmässig sollen für USB4-Verbindungen die USB-Kabel mit den verdrehsicheren Steckern und Buchsen des Typs C zum Einsatz kommen.


    Quelle: USB4: Thunderbolt und USB werden baugleich
  • Frisch verabschiedete USB-4-Spezifikation bringt Überraschungen

    Obwohl das neue USB 4 auf Thunderbolt 3 aufbaut, ist eine Abwärtskompatibilität nicht verpflichtend. Dafür sind wie bei USB gewohnt Hubs vorgesehen.

    Im Frühjahr hatte das Standardisierungsgremium USB-IF (Universal Serial Bus Implementers Forum) bekanntgegeben, dass das kommende USB 4 auf dem bekannten Thunderbolt-3-Standard aufbauen wird. Rund ein halbes Jahr später ist jetzt die finale Spezifikation verabschiedet worden – und die hat es in sich.

    So müssen weder USB-4-Hosts noch USB-4-Geräte zwingend die von Thunderbolt 3 bekannten 40 GBit/s unterstützen. Kleinster gemeinsamer Nenner ist eine Stufe darunter, nämlich die von USB 3.2 bekannten 20 GBit/s alias Gen 2x2. Zur Erinnerung: Die 5 GBit/s von USB 3.0 hören offiziell auf den Namen Gen 1, die 10 GBit/s von USB 3.1 auf den Namen Gen 2. Die 40 GBit/s von USB 4 wurden übrigens auf Gen 3x2 getauft.

    Bezeichnungswirrwarr
    Technisch mögen diese Bezeichnungen logisch und eindeutig sein: Die erste Ziffer bezeichnet die Geschwindigkeit pro Highspeed-Adernpaar, die zweite Ziffer, wie viele solcher Adernpaare gekoppelt werden. Nutzern sind diese Details aber im Allgemeinen ziemlich egal. Bei ihnen entsteht stattdessen Verwirrung, weil seit USB 3.1 zwar die Versionsnummern ansteigen, die neu hinzugekommene Geschwindigkeitsstufen aber nicht verpflichtend sind. Wirbt ein Hersteller mit augenscheinlich hochmodernem USB 3.2 und schreibt in der Fußnote dann USB 3.2 Gen 1, so bedeutet das nichts anderes als die altbekannte USB-3.0-Geschwindigkeit.

    Schon wegen der geringeren verpflichtenden Basisgeschwindigkeit von USB 4 ist klar, dass eine Abwärtskompatibilität zu Thunderbolt 3 nicht zwingend gegeben ist. USB 4 weicht aber auch in anderen Punkten von Thunderbolt 3 ab: Es verwendet weiterhin USB-C-Stecker und sieht zwingend vor, dass Hosts DisplayPort-Signale ausgeben können, doch das alternative Durchreichen von PCIe-Paketen ist nur optional vorgesehen. Des Weiteren setzt USB 4 an der Topologie an: Mit Thunderbolt 3 konnte man mehrere Geräte nur in einer langen Kette betreiben, während USB 4 weiterhin an der von USB bekannten Hub-Baumstruktur festhält.

    Hub des Grauens
    Um das zu erreichen, sind wesentlich komplexere Hub-Strukturen als bislang nötig. Sie benötigen einen Baustein, den das USB-IF nicht von ungefähr als Router bezeichnet: Er nimmt eingehende Pakete entgegen und schiebt deren Daten an separate Bausteine wie einen USB-Hub oder einen PCIe-Switch weiter. Diese beiden kümmern sich um protokollspezifische Arbeiten und geben die verarbeiteten Daten an den Router zurück, der sie dann auf den weiteren Weg bringt.

    Weil an den Ausgängen aber nicht immer USB-4-fähige Gegenstellen angeschlossen sein müssen, sind Multiplexer eingebaut, die die Leitungen auch direkt auf den USB-Hub schalten können – so wird Abwärtskompatibilität zu bestehender USB-Peripherie sichergestellt. USB bezog sich in den letzten Sätzen übrigens auf Geschwindigkeiten von 3.0 und höher – also all das, was über die Highspeed-Leitungen eines USB-C-Kabels fließt. Klassisches USB 2.0 läuft weiterhin logisch und physisch getrennt davon ab: Hierfür gibt es eigene Leitungen im USB-Kabel und einen eigenen Hub-Controller.

    Damit es nun nicht wegen Optionalitäten zu Problemen und Frustrationen beim Nutzer kommt, ist die Hub-Spezifikation deutlich enger gefasst als die von Hosts oder Geräten: Ein USB-4-Hub muss zwingend 20-GBit/s- und 40-GBit/s-Geschwindigkeiten unterstützen, neben einem USB-Hub auch einen PCIe-Switch enthalten und zudem an sämtlichen Ausgängen DisplayPort-Signale weiterreichen können. Kurzum: einmal alles, was die USB-4-Spezifikation hergibt.

    Vom Hub zum Dock ist es vom Aufbau her übrigens nur noch ein kleiner Schritt, nämlich wenn Buchsen wie USB-A oder DisplayPort gezielt herausgeführt werden oder intern weitere Bausteine (Audio, LAN, ...) an USB-Hub oder PCIe-Switch hängen. Die USB-4-Spezifikation unterscheidet Hub und Dock hinsichtlich ihrer Thunderbolt-Kompatibilität: Ein Hub muss Thunderbolt nur an seinen Ausgängen unterstützen, ein Dock hingegen auch in Richtung Host.

    Zur Stromversorgung sagt die USB-4-Spezifikation übrigens nichts, sondern verweist stattdessen auf die separat gepflegte Spezifikation zu USB-PD (Power Delivery).

    Verfügbarkeit
    Aufgrund der starken Abweichungen von USB 4 zu Thunderbolt 3 dürfte es noch einige Zeit dauern, bis USB-4-Produkte im Handel auftauchen werden. Alle bisherigen Thunderbolt-Bausteine unterstützen zwar 40 GBit/s alias Gen 3x2 und 10-GBit/s-USB (Gen 2), aber nicht den mit USB 3.2 eingeführten Gen-2x2-Modus, der das verpflichtende Minimum für USB 4 darstellt. Die ersten als USB 4 beworbenen Geräte dürften deshalb Notebooks sein, deren 20-GBit/s-fähigen USB-C-Buchsen an einem zusätzlichen USB-3.2-Controller hängen und alternativ DisplayPort-Signale darüber ausgeben. Bis USB mit Gen 2x2 und Gen 3x2 in Chipsätzen von AMD und Intel integriert ist, werden wohl Jahre ins Land gehen.

    In dieser Größenordnung dürften wir uns auch bewegen, was USB-4-Hubs angeht. Hier können sich die Entwickler zwar bei bestehenden Controllern aus Thunderbolt-Docks bedienen, müssen aber die USB-4-Spezialitäten beachten und zudem wie oben geschrieben einen komplexeren Anforderungskatalog erfüllen.

    Quelle: Frisch verabschiedete USB-4-Spezifikation bringt Überraschungen | heise online