USB4 Docks und Hubs

In etwa zeitgleich zu Thunderbolt 4 kommt auch USB4 auf den Markt – und hat interessante Funktionen im Gepäck.

Einerseits steigt die maximale Bandbreite auf 40 Gbit/s. Anderseits wird bei den Protokollen nachgerüstet – PCIe, DP-Alt Mode nun auch mit DisplayPort 2.0 und das mit einem intelligenterem „Tunneling“ (gemeint ist die Trennung der Datenströme).

Die ersten Hubs und Docks für USB4 sind hier. Ich zeige, wie es um das Zubehör steht.

Grundlagen rund um den USB 4-Anschluss

USB4-Geschwindigkeit

Für mich einer der Hauptkritikpunkte früher USB-Spezifikationen: Man muss häufig ganz genau lesen, um zu verstehen, welche Geschwindigkeit zur Verfügung steht.

Beispiel gefällig?

USB 3.2 ist nicht gleich USB 3.2 – so gibt es z.B.:

USB 3.2 Gen 2×2 – max. 20 Gbit/s
USB 3.2 Gen 2×1 – max. 10 Gbit/s
USB 3.2 Gen 2 – max. 10 Gbit/s
USB 3.2 Gen 1 – max. 5 Gbit/s

Die beiden letzteren sind dabei gewissermaßen Mogelpackungen – denn die gab es schon früher unter anderem Namen:

• USB 3.2 Gen 2×1 – ursprünglich USB 3.1 Gen 2
• USB 3.2 Gen 1 – früher USB 3.1 Gen 1 und ursprünglich USB 3.0 SuperSpeed

Leider wird es mit USB4 auch nicht wirklich besser.

So offenbart ein Blick auf die USB4-Geschwindigkeit erneut verschiedene Ausbaustufen, so dass der Anwender genau hinschauen muss:

USB4 Gen 3×2 – max. 40 Gbit/s
USB4 Gen 3 – max. 20 Gbit/s
USB4 Gen 2×2 – max. 20 Gbit/s
USB4 Gen 2 – max. 10 Gbit/s

Die beiden letztgenannten dienen der Kompatibilität zu USB 3.2, womit sich für USB4 eine max. Geschwindigkeit von 20 Gbit/s oder 40 Gbit/s ergibt.

Wo eine USB4-Schnittstelle verfügbar ist

USB4-Hostgeräte (PC, Mac, Tablet usw.)

„USB4-only“-Geräte sind derzeit noch überschaubar.

Größere Auswahl gibt es bei Thunderbolt 4-Geräten. Und da eine TB4-Schnittstelle immer auch USB4 unterstützt, besteht darüber Zugang zur USB4-Peripherie.

• Tablets
  • iPad Pro (11“, 3. Generation) (keine Online-Shop-Listung gefunden) und iPad Pro (12,9“, 5. Generation) (keine Online-Shop-Listung gefunden), siehe hier
  • diverse Windows-Tablets mit TB4
• Mainboard für PCs (Intel und AMD)
  • einige AM5-Mainboards für AMD-CPUs, z.B. ASUS ProArt X670E-Creator WIFI (gelistet bei notebooksbilliger) oder ASRock X670E Taichi (gelistet bei Mindfactory) (jeweils 2x USB4 mit DisplayPort 1.4 und max. 40Gb/​s) oder alternativ ein TB4-Mainboard
  • für Intel-CPUs derzeit ausschließlich über Mainboards mit Sockel 1700 (Z690, Z790) oder Sockel 1200 (Z590) mit TB4-Schnittstelle
• Apple Mac Mini (M1, 2020) (gelistet bei Amazon) und Apple iMac 24“ (M1, 2021) (gelistet bei notebooksbilliger) via TB3 / USB4 und Apple Mac Studio (M1 Pro / M1 Max, 2021) (gelistet bei notebooksbilliger) via TB4
• Laptops
  • aktuelle MacBook-Modelle (M1, M2) via TB4 bzw. TB3 / USB4, siehe hier
  • neben diversen Windows-Laptops mit TB4 gibt es auch einige „reine“ USB4-Modelle (ohne TB4)

Ich gehe davon aus, dass die Auswahl hier künftig steigen wird – gerade ohne Thunderbolt 4.

USB4 nachrüsten (per PCIe-Add-In-Karte)

Älteren PC mit USB4 nachrüsten? Das ist leider nicht so einfach.

Derzeit ist mir überhaupt noch keine PCIe-Add-In-Karte bekannt, die es ermöglichen würde, nachträglich einen PC mit USB4-Anschlüssen auszurüsten.

Zum Vergleich – auf Basis von USB 3.x ist eine USB-C-Nachrüstung ohne Probleme möglich. Es gibt verschiedene PCIe-Karten, die das ermöglichen.

Teils kann damit sogar USB-C mit DisplayPort oder USB-C Power Delivery nachgerüstet werden.

Schwieriger ist es mit Thunderbolt 4 oder Thunderbolt 3.

Das geht grundsätzlich nur, sofern das Mainboard über einen Thunderbolt Header (TB-Header) verfügt und der Mainboard-Hersteller eine Add-In-Karte anbietet.

Bleibt abzuwarten, wie eine Nachrüst-Lösung für USB4 aussehen könnte.

Diese basiert nun einmal auf dem Thunderbolt-Protokoll und enthält auch eine optionale Kompatibilität zur Thunderbolt 3-Schnittstelle.

USB4 vs. Thunderbolt 4

Thunderbolt 4 unterliegt seitens Intel einer relativ strengen Lizenzierung.

Das hat den Vorteil, dass mehr Mindeststandards greifen. Aber auch den Nachteil, dass Thunderbolt 4-Geräte vergleichsweise teuer sind.

Im Grunde kann Thunderbolt 4 alles, was USB4 kann – jedoch sind einige Dinge, die bei USB4 optional sind bei Thunderbolt 4 verbindlich vorgeschrieben.

Wo die Unterschiede liegen, das zeigt Intel auf folgender Folie:

Auffälliger Unterschied zunächst einmal: Bei Thunderbolt 4 müssen es zwangsweise 40 Gbit/s sein, während USB4 auch bei 20 Gbit/s draufstehen darf.

Weiterhin schreibt Thunderbolt die Unterstützung von mindestens zwei 4K-Bildschirmen – bei USB4 ist es ein Bildschirm ohne Mindestauflösung.

Ein eGPU oder NVMe bindet Thunderbolt 4 des weiteren nun per PCIe 3.0 x4 an – das bedeutet bis zu 32 Gbit/s. Da muss USB4 passen.

Es gibt einige weitere Unterschiede zwischen Thunderbolt 4 und USB4 z.B. was die Mindest-Ladeleistung, die Kabellänge, eine verbindliche Ladefunktion für Laptops sowie die Standby-Steuerung anbelangt.

Im Alltag dürfte jedoch USB4 die meisten Anforderungen abdecken. Da die Zertifizierung entfällt (USB4 ist für die Hersteller lizenzfrei) sind entsprechend Hubs und Docks günstiger zu haben.

Ausblick auf USB4 2.0

Aktuell sieht es noch mau für USB4-Zubehör aus, doch die Nachfolgespezifikation steht bereits. Diese wird USB4 2.0 heißen (übersichtlicher wird es also nicht).

Wichtigste Änderung: Die max. Übertragungsgeschwindigkeit wird nochmals verdoppelt auf 80 Gbit/s. Zusätzlich gibt es einen asymmetrischen Übertragungsmodus, der sogar 120 Gbit/s schafft.

Weitere Verbesserungen gibt es bzgl. DisplayPort 2.1, PCIe 4.0 sowie dem USB 3.2-Tunneling.

Die USB4 2.0-Spezifikation ist fertig (siehe USB-IF-Webseite). Mit passenden USB4 2.0-Geräten darf jedoch frühestens in einigen Monaten gerechnet werden.

Marktüberblick USB4-Hubs und USB4-Docks

Gemeinsamkeiten der Hubs und Docks

Einige technische Gemeinsamkeiten gibt es.

Denn (zumindest nach meinem Wissenstand) gibt es derzeit nur einen Chipsatz, der bei entsprechenden USB4-Adaptern zum Einsatz kommt – der Via Labs V830.

• Ein „echtes“ USB4-Hub bzw. ein „echtes“ USB4-Dock unterstützt…
  • bis zu 40 Gbit/s-Anbindung zum Host
  • Thunderbolt 3-Kompatibilität
  • PCIe-Switch
  • mindestens ein USB4-Downstream-Port mit max. 40 Gbit/s
• Adapter ohne diese Mindestanforderungen gibt es ebenfalls, diese gelten laut USB4-Spezifikation dann jedoch als USB4-Endpunkt.
• USB-C PD (i.e. Power Delivery) meist verfügbar – dadurch kann eine separate Laptop-Stromversorgung ggf. entfallen
  • Netzteil notwendig (nicht bei allen Hubs / Docks mitgeliefert)
  • PD-Ladeleistung variiert, meist in der Spanne von 60 – 100 Watt
  • Hubs teils auch ohne Netzteil funktionsfähig, dann jedoch ohne PD
• Weitere Downstream-Ports und Ausstattung variieren je nach Gerät (z.B. USB-C, USB 3.x, HDMI / DisplayPort, RJ45-LAN, SD-Kartenleser, Audio 3,5 mm-Klinke)
• Betriebssysteme Windows 10, Windows 11, macOS, Linux, iPadOS…

Im Vergleich mit den zuvor verfügbaren USB 3.x-Hubs steigt die Komplexität also.

Dennoch sind USB4-Hubs und USB4-Docks günstiger zu haben als gängige Thunderbolt 4 Hubs und Docks und Hubs. Anwender, die nicht das komplette TB4-Feature-Set benötigen, können sich deshalb durchaus auch in der neuen USB4-Welt umschauen.

Noch ein Wort zu Hubs und Docks: Hubs kommen mit einem kompakteren Größenfaktor daher und gut für unterwegs geeignet. Docks sind größer, bieten mehr Schnittstellen und sind eher für den Einsatz als (dauerhafte) Docking-Station auf dem Schreibtisch geeignet.

Verfügbare USB4-Hubs

Satechi USB4 Multiport Adapter (ST-U4MA3M)

Wer eine kompakte Lösung z.B. Reisen sucht – Vorhang auf für den Satechi USB4 Multiport Adapter (ST-U4MA3M).

Trotz kompakter Abmessungen bietet der USB4-Adapter einiges:

• 2 x USB-A (USB 3.2 Gen 2×1, max. 10 Gbit/s)
• 1 x USB-A (USB 2.0)
• 1 x HDMI 2.0 (max. 8K @ 30 Hz / 4K @ 60 Hz)
• Kartenleser mit zwei Slots – SD, microSD
• Gigabit-LAN (RJ45)
• Kopfhöreranschluss (3,5 mm Klinke)
• über USB-C-Host-Anschluss bis zu 100 Watt Power Delivery

Für die meisten Einsatzzwecke dürfte das ausreichend sein. Weiterhin kommt der Satechi USB4 Multiport Adapter (ST-U4MA3M) in einem robust wirkenden Aluminiumgehäuse daher.

Satechi USB4 Multiport Adapter (ST-U4MGEM)

Mehr und schneller Schnittstellen auf Kosten des Kartenlesers hat der ähnliche Satechi USB4 Multiport Adapter (ST-U4MGEM). Hier stehen zur Verfügung:

• 2 x USB-C (USB 3.2 Gen 2×1 max. 10 Gbit/s, davon 1 x mit 100 Watt PD)
• 1 x USB-A (USB 3.2 Gen 2×1 max. 10 Gbit/s)
• 1 x HDMI 2.1 (max. 8K @ 60 Hz / 4K @ 120 Hz)
• 2.5-Gigabit-LAN
• Kopfhöreranschluss (3,5 mm Klinke)

Vor allem das Upgrade auf HDMI 2.1 und 2.5-Gigabit-LAN fallen hier gleich in das Auge.

Club 3D CSV-1599

Beim Club 3D CSV-1599 fällt die Konnektivität recht schlank aus.

Am länglichen, schwarzen Plastikgehäuse finden sich die folgenden Anschlüsse:

• 1 x USB-C (USB 3.2 Gen 2×1, max. 10 Gbit/s)
• 1 x HDMI 2.1 (max. 8K @ 60 Hz oder 4K @ 120 Hz)
• 2 x USB-A (USB 3.2 Gen 2×1, max. 10 Gbit/s)
• 1 x RJ45 mit max. 2.5-Gigabit-LAN

Über den USB-C-Host-Anschluss (USB4) werden per USB-C PD maximal 85 Watt Ladeleistung bereitgestellt. Für die dafür notwendige Stromversorgung steht eine weitere USB-C-Buchse zur Verfügung, die per USB-C PD 3.0 max. 100 Watt entgegennimmt.

Targus HyperDrive USB 4 Mobile Dock

Mobile Dock oder doch einfach nur Hub? Da hat die Marketing-Abteilung gewerkelt. Für mich ist das Targus HyperDrive USB 4 Mobile Dock jedenfalls als Hub zu klassifizieren.

An Schnittstellen gibt es folgendes:

• 1 x USB-C (USB 3.2 Gen 2×1, max. 10 Gbit/s)
• 2 x USB-A (USB 3.2 Gen 2×1, max. 10 Gbit/s)
• 1 x DisplayPort 1.4
• 1 x HDMI 2.1 (lt. unterstützten Auflösungen eher HDMI 2.0)
• 1 x RJ45 mit Gigabit-LAN
• 1 x 3,5 mm Audio

Der Host kann via PD mit bis zu 85 Watt versorgt werden – dafür muss am USB-C-Anschluss jedoch eine 100 Watt PD-Quelle anliegen.

Satechi Pro Hub Mini Adapter

MacBook Pro-Nutzer aufgepasst (denn dieser Adapter ist speziell für aktuelle MacBooks mit M1, / M2-Chip gedacht) – der Satechi Pro Hub Mini Adapter ist eine ziemlich elegante Lösung.

Der kompakte USB4-Adapter wird direkt an der Seite eingesteckt und belegt zwei Thunderbolt 4-Ports am Macbook – ein Host-Kabel entfällt also.

Der Satechi Pro Hub Mini Adapter reicht 1 x USB4 (max. 40 Gbit/s durch) und bietet außerdem 3 x USB 3.2 Gen 1 (davon 2 x USB-A und 1 x USB-C, max. 5 Gbit/s) sowie Gigabit-LAN (RJ45-Anschluss).

Erhältlich ist der kompakte Hub in zwei Farben: Space Gray (Hersteller-Nr. ST-UCPHMIM) sowie Silver (ST-UCPHMIS) – also passend zum MacBook.

Verfügbare USB4-Docks

i-tec USB4 Metal Docking Station

Eingangs erklärte ich, ein Dock bzw. (Dockingstation) grenzt sich über den Größenfaktor und die Anzahl der Schnittstellen von den kleineren Hubs.

Dafür lässt sich direkt die i-tec USB4 Metal Docking Station ins Feld führen.

Die Maße fallen recht üppig aus und es gibt Anschlüsse satt – neben dem USB4-Host-Anschluss stehen folgende zur Verfügung:

• 1 x USB-C (USB 3.2 Gen 2×1 mit max. 10 Gbit/s)
• 6 x USB-A, davon:
  • 3 x USB 3.2 Gen 2×1 mit max. 10 Gbit/s
  • 3 x USB 2.0
• 1 x HDMI 2.1
• 1 x DisplayPort 1.4
• 1 x RJ45 mit Gigabit-LAN
• Kartenleser mit zwei Schächten – SD, microSD
• Kopfhörerausgang (3,5 mm Klinke)

Das ist übrigens das Produktset inkl. 100 Watt-USB-C-Netzteil, welches an eine weitere USB-C-Buchse (ausschließlich für Stromversorgung) angeschlossen wird.

Wer ein eigenes Netzteil verwenden will, kann zur Variante ohne Netzteil (gelistet bei Mindfactory) greifen.

Digitus USB4 Dockingstation

Auch die Digitus USB4 Dockingstation trumpft bei den Downstream-Ports auf.

• 1 x USB-C (USB 3.2 Gen 2×1 mit max. 10 Gbit/s)
• 6 x USB-A, davon:
  • 3 x USB 3.2 Gen 2×1 mit max. 10 Gbit/s
  • 3 x USB 2.0
• 1 x HDMI 2.1
• 1 x DisplayPort 1.4
• 1 x RJ45 mit Gigabit-LAN
• Kartenleser mit zwei Schächten – SD, microSD

Ein separater PD-Port mit USB-C-Buchse steht zur Verfügung (100 Watt, Netzteil nicht mitgeliefert) – damit ist über den USB4-Host-Anschluss auch das Aufladen möglich.

Es scheint ein OEM-Design zu Grunde zu liegen. Ich habe noch die äußerlich sehr ähnliche und bei den technischen Daten identische ProXtend USB4 Dockingstation (gelistet bei Proshop) gefunden.

Mehr USB4-Geräte im Anmarsch

USB4 ist interessant und ich gehe davon aus, dass es in den nächsten Monaten auch mehr Auswahl bei passenden Hubs und Docks gibt.

Bislang fällt die Auswahl noch dürftig aus. Wer weitere Multiport-Adapter kennt, die auch bereits lieferbar sind, darf gerne einen Kommentar schreiben.

Wer früh bei USB4 einsteigt, muss ggf. auch noch mit der ein oder anderen „Kinderkrankheit“ rechnen. Als Alternative kommen folgende (mit Ausnahme von Thunderbolt 4) ältere Hubs und Docks in Frage:

• Thunderbolt 4
• Thunderbolt 3
• USB-C basierende auf USB 3.2

USB4-Hosts (PC, Mac, Laptop, Tablet usw.) kommen erst langsam auf den Markt. Meist kommt USB4 dabei in Form von TB4 daher. Bislang gibt es nur wenige „pure“ USB4-Schnittstellen.

TB4 beinhaltet USB4, ist abwärtskompatibel zur TB4 und auch zu USB 3.2.

Stichwort Abwärtskompatibilität: Das gilt übrigens grundsätzlich auch für USB4-Hubs und USB4-Docks.

Wer diese an einen älteren USB-C-Host (USB 3.2 oder USB 3.1) anschließt, kann grundsätzliche Funktionalität erwarten. Der komplette Funktionsumfang steht hingegen nicht zur Verfügung.

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