Wie schnell ist Thunderbolt 5? Verbindungsgeschwindigkeit, Datenlimits und Dock-Leistung

Thunderbolt 5 bietet im Normalbetrieb eine Bandbreite von bis zu 80 Gbit/s in jede Richtung. Für anzeigeintensive Arbeitslasten kann Bandwidth Boost die Verbindung neu zuweisen, um bis zu 120 Gbit/s vom Host bereitzustellen und gleichzeitig bis zu 40 Gbit/s in die entgegengesetzte Richtung beizubehalten.

In Roheinheiten entsprechen 80 Gbit/s 10 GB/s, während 120 Gbit/s 15 GB/s entsprechen. Diese Zahlen beschreiben jedoch die Verbindungsbandbreite – keine garantierte Dateiübertragungsgeschwindigkeit für eine SSD, einen USB-Anschluss oder ein anderes angeschlossenes Gerät.

Funktionsweise der 80-Gbit/s- und 120-Gbit/s-Modi

Thunderbolt 5 arbeitet normalerweise als symmetrische, bidirektionale Verbindung. Es kann bis zu 80 Gbit/s gleichzeitig senden und empfangen und bietet Speicher, Displays, Netzwerken und anderen Peripheriegeräten Zugriff auf wesentlich mehr Bandbreite als Thunderbolt 4.

Bandwidth Boost ändert die Art und Weise, wie diese Kapazität verteilt wird. Wenn das System einen hohen Bedarf an Anzeigebandbreite erkennt, kann es dem ausgehenden Verkehr drei Spuren und dem eingehenden Verkehr eine Spur zuweisen. Dadurch entsteht ein Sendepfad mit 120 Gbit/s und ein Rückpfad mit 40 Gbit/s.

Bandwidth Boost sorgt nicht dafür, dass jedes angeschlossene Gerät mit 120 Gbit/s arbeitet. Dies ist in erster Linie eine Möglichkeit, Displays mehr Bandbreite zuzuweisen, wenn die Arbeitslast dies erfordert. Intels Thunderbolt 5-Technologieübersicht erläutert die ausgewogenen 80/80-Gbit/s- und die verstärkten 120/40-Gbit/s-Konfigurationen.

Warum Dateiübertragungen langsamer als 80 Gbit/s sind

Der Wert von 80 Gbit/s beschreibt die maximale Thunderbolt-Verbindungskapazität. Eine Dateiübertragung muss auch den Host-Controller, die PCIe-Verbindung, den Dock-Controller, den Speicher-Controller, die Protokollschichten und die SSD selbst durchlaufen.

Mehrere Faktoren können daher die gemessene Übertragungsgeschwindigkeit verringern:

• PCIe-Bandbreite: Intel spezifiziert eine PCIe-Datenbandbreite von 64 Gbit/s für Thunderbolt 5. Das entspricht theoretisch 8 GB/s vor Protokoll-Overhead und Gerätebeschränkungen.

• Speicherleistung: Eine SSD mit 5 GB/s kann keine Daten mit 10 GB/s übertragen, nur weil sie an einen 80-Gbit/s-Port angeschlossen ist.

• Protokoll-Overhead: Link-Management, Paket-Framing, Fehlerbehandlung und Speicherprotokolle verbrauchen einen Teil der verfügbaren Bandbreite.

• Gemeinsamer Datenverkehr: Displays, Speichergeräte, Ethernet- und USB-Peripheriegeräte, die über dasselbe Dock angeschlossen sind, können sich die Host-Verbindung teilen.

• Portspezifische Grenzen: Ein 10-Gbit/s-USB-Anschluss bleibt eine 10-Gbit/s-Schnittstelle, auch wenn die Dockingstation über Thunderbolt 5 mit dem Computer verbunden ist.

• Host- und Kabelunterstützung: Computer, Dock und Kabel müssen alle den erforderlichen Thunderbolt-Modus unterstützen. Ein langsameres Glied in der Kette schränkt die gesamte Verbindung ein.

Aus diesem Grund ist unter „80 Gbit/s Thunderbolt 5“ die Kapazität der Verbindung und nicht die erwartete Geschwindigkeit jeder einzelnen Übertragung zu verstehen.

Wie viel schneller ist Thunderbolt 5 als Thunderbolt 4?

Thunderbolt 4 bietet bis zu 40 Gbit/s bidirektionale Bandbreite. Thunderbolt 5 verdoppelt diese auf 80 Gbit/s und fügt den 120-Gbit/s-Bandbreiten-Boost-Modus für anzeigeintensive Arbeitslasten hinzu.

Intel hat außerdem die erforderliche PCIe-Datenbandbreite von 32 Gbit/s mit Thunderbolt 4 auf 64 Gbit/s mit Thunderbolt 5 erhöht. Diese zusätzliche Kapazität kann schnellen externen Speicher, Aufnahmegeräten, externen Grafiken und anderen PCIe-basierten Peripheriegeräten zugute kommen.

Die Verbesserung macht sich am deutlichsten bemerkbar, wenn mehrere Funktionen mit hoher Bandbreite zusammenarbeiten. Eine Tastatur, eine Maus oder ein gewöhnliches USB-Laufwerk werden nicht doppelt so schnell, aber eine Workstation, die schnellen NVMe-Speicher, hochauflösende Displays, Netzwerk und Erfassungshardware kombiniert, gewinnt deutlich mehr Spielraum.

Was Thunderbolt 5-Geschwindigkeit für Dockingstationen bedeutet

Ein Thunderbolt 5-Dock verteilt eine Hostverbindung mit hoher Bandbreite auf mehrere Downstream-Schnittstellen. Diese Schnittstellen behalten ihre eigenen Geschwindigkeitsbegrenzungen, auch wenn sie gemeinsam auf die schnellere Thunderbolt-Verbindung zugreifen.

Ein praktisches Beispiel ist unser 11-in-1-Thunderbolt-5-Dockingstation . Seine verifizierte Konfiguration kombiniert:

• eine 80-Gbit/s-Thunderbolt-5-Hostverbindung;

• zwei Downstream-Thunderbolt-5-Ports;

• eine M.2 NVMe-Schnittstelle mit einer Geschwindigkeit von bis zu 64 Gbit/s;

• drei USB-A 3.2-Anschlüsse mit jeweils bis zu 10 Gbit/s;

• 2,5 Gbit/s Ethernet;

• HDMI 2.1- und Thunderbolt-Displayausgänge;

• bis zu 140 W PD 3.1 Host-Aufladung.

Diese Zahlen beschreiben verschiedene Funktionen. Der Wert von 80 Gbit/s ist die Host-Link-Bandbreite, 64 Gbit/s ist die Obergrenze der M.2-Schnittstelle, 10 Gbit/s ist die Grenze jeder aufgelisteten USB-A 3.2-Verbindung und 2,5 Gbit/s ist die Geschwindigkeit der Ethernet-Schnittstelle. Die 140-W-Spezifikation beschreibt die Ladeleistung und erhöht nicht die Datenbandbreite.

Worauf kommt es beim Vergleich von Thunderbolt 5-Dockingstationen an?

Schauen Sie über die größte Zahl auf dem Datenblatt hinaus:

• Bestätigen Sie die Hostverbindung. Für die volle Leistung ist ein Thunderbolt 5-Computer erforderlich, nicht nur ein USB-C-Anschluss.

• Überprüfen Sie jede Downstream-Schnittstelle. USB-, Ethernet-, Speicher- und Display-Ports funktionieren möglicherweise deutlich unterhalb der Host-Link-Obergrenze von 80 Gbit/s.

• Verstehen Sie die gemeinsame Nutzung der Bandbreite. Bestimmen Sie, welche Ports Controller oder PCIe-Ressourcen gemeinsam nutzen und wie sich gleichzeitige Arbeitslasten auf die Leistung auswirken.

• Überprüfen Sie die Anzeigebedingungen. Auflösung, Bildwiederholfrequenz, Anzeigekomprimierung, GPU-Fähigkeit, Betriebssystem und die Anzahl der aktiven Monitore können die unterstützte Konfiguration ändern.

• Überprüfen Sie das Kabel. Verwenden Sie ein geeignetes Thunderbolt-Kabel für die erforderliche Bandbreite und Leistungsstufe.

• Separater Ladeeingang vom Laptop-Ausgang. Die Stromversorgungsleistung einer Dockingstation entspricht nicht unbedingt der Menge, die an den Computer geliefert wird.

• Bewerten Sie den gleichzeitigen Betrieb. Testen Sie bei anspruchsvollen Bereitstellungen die beabsichtigte Kombination aus Displays, Speicher, Netzwerk und USB-Geräten, anstatt jeden Port einzeln zu validieren.

Beginnen Sie mit den Displays, Speicher-, Netzwerk-, Lade- und Peripheriegeräten, die die Workstation unterstützen muss, und vergleichen Sie diese Anforderungen dann mit den einzelnen Schnittstellen und der gemeinsam genutzten Bandbreite des Docks. Dieser Ansatz hilft dabei, eine geeignete Konfiguration zu identifizieren, ohne sich allein auf die Schlagzeilengeschwindigkeit zu verlassen. Um zu sehen, wie diese Funktionen in einem verifizierten Design kombiniert werden, sehen Sie sich die vollständigen Spezifikationen für unsere an 11-in-1-Thunderbolt-5-Dockingstation.