自从苹果开始提供 USB-C 接口的 Thunderbolt 以来，人们一直对USB 4、Thunderbolt 3、Thunderbolt 4 和 Thunderbolt 5 之间的区别感到困惑。在本文中，我们将揭开 Thunderbolt 和 USB 连接的盖子，揭示 Thunderbolt 5 为专业音频领域带来了显著好处。

雷电3到雷电4

你或许曾认为，Thunderbolt 4 会成为 Thunderbolt 的继任者。毕竟，第一代 Thunderbolt 的传输速度为 10 Gbps，TB2 为 20 Gbps，TB3 为 40 Gbps 。然而，随着 Thunderbolt 4 的出现，这一趋势戛然而止，而 Thunderbolt 4 本身也支持 40 Gbps 的传输速度。

令人惊讶的是，英特尔开发了 Thunderbolt 4，它并非是 Thunderbolt 3 的继任者，也不是其替代品。英特尔希望这两款版本能够在 Thunderbolt 生态系统中共存。关键在于，Thunderbolt 3 和 Thunderbolt 4 都能够做到对方无法做到的事情。

TB3 和 TB4 的设计是为了实现互操作性，因为它们都使用相同的协议。它们都采用 USB-C 连接器，提供 40 Gbps 的带宽，支持一个 USB 3 Gen 2 端口，支持 DisplayPort、PCIe “隧道” 功能，而且您可以放心地混合使用 TB3 和 TB4 的线缆和设备。差异在于在外围设备和计算机中的表现情况。

雷电 4 适用于集线器或扩展坞，因为雷电 4 支持三个下行雷电接口。然而，其代价在于，雷电 4 的外围控制器仅支持一条 PCIe 通道。但在扩展坞中这并非问题，因为雷电 4 控制器连接到三个下行雷电接口，再加上一个内部 USB 3 集线器，后者又连接到其他所有设备，包括外部 USB 3 接口、USB 转音频、USB 3 转千兆以太网、USB 3 转 SD 等等。而在扩展坞中，您无需使用这条 PCIe 通道。

另一方面，雷电 3 设备仅支持一个下行雷电接口，但得到的回报是，雷电 3 设备支持四条 PCIe 通道。像 Sonnet 公司的专业雷电 3 产品（包括雷电 3 Echo PCIe 扩展机箱、外置 GPU 壁挂式机箱、10Gb 网络和专业媒体读取器）等产品都依赖于拥有四条 PCIe 通道。对于像 OWC 和 Sonnet这样的制造商来说，将他们的专业雷电 3 产品线（除了扩展坞之外）迁移到雷电 4 是毫无意义的。

接下来我们来谈谈雷电连接器的电脑端部分，有人将雷电 3 称为 “不成熟的标准” 。

• 雷电 3 的规格是 15 瓦功率传输（PD），但如果电脑只能提供 7.5 瓦，那也没关系。
• 目标是连接四条 PCIe 通道，但如果电脑只有两条通道，那也是可以接受的。
• 支持两台 4K 显示器是目标，但如果电脑的 GPU 不够强大，只支持一台 4K 也是可以的。

谈到雷电 4 时，英特尔制定了更为严格的标准。它必须具备 15 瓦的电源传输能力；4 条 PCIe 线路；40Gbps 的数据线；两个 4K 显示器支持功能，且必须满足 “认证” 的要求。如果达不到这些规格，就必须将接口描述为 “USB4” 。

一个例子就是 M1 和 M2 版的 MacBook 基础型号规格，苹果将接口描述为 “雷电/USB 4”，包括雷电 3，因为它们只能支持一个外部显示器。然而，苹果能够将 Pro 和 Max 型号描述为 “雷电 4”，因为更高配置的型号能够支持所有规格，包括多个显示器。

USB 4 和雷电 4 之间有哪些区别？

简单来说，差别并不多。雷电 4 和 USB 4（英特尔更喜欢这样表述，省去了空格）紧密相关，所有雷电 4 设备都支持 USB 4 。实际上，可以肯定地说，雷电 4 实质上就是带有所有附加功能的 USB 4 。或者，你可以将 USB 4 视为雷电 4 的轻量版。

• 如果一台电脑只能支持一个外接显示器，就将该端口标记为 USB 4 。
• 如果电脑只能提供 20Gbps 的传输速度，那就将该端口称为 USB 4 。
• 如果电脑只能提供两条 PCIe 通道，那就将该端口称为 USB 4 。

一台电脑必须满足所有 TB4 标准要求，才能将接口标识为 Thunderbolt 4 。这就是苹果将他们的接口标识为 Thunderbolt/USB 4 的原因；有些设备不符合 Thunderbolt 4 的要求，因此无法获得 TB4 的认证。

由于所有支持 Thunderbolt 的产品都必须获得认证，所以它们往往价格更高。而支持 USB 4 的产品无需认证，即便它们提供相同的带宽，价格也可能更低。未获得认证还可能意味着质量不够稳定。

从雷电4到雷电5

雷电 5 带来了显著的改进……

• 与雷电 4 相比，其双向数据传输的带宽从 40Gbps 增加到了 80Gbps 。
• 雷电 5 支持四个 PCIe 通道（x4），并以 PCIe 4.0 的速度运行，这使得 PCIe 的传输带宽比雷电 4 增加了一倍。实际上，这能为您提供高达 64Gbps 的 PCIe 带宽。
• 在显示连接方面，其速度可达 120Gbps，因为显示数据主要单向流动。因此，这种 “带宽提升” 可以在这一方向上创造出更高的带宽。
• 雷电 5 支持 DisplayPort 2.1，可提供高达 10K 分辨率（10240x4320 像素，60Hz），而 DisplayPort 1.4 提供的是 8K 分辨率。
• 雷电 5 可支持多达三个外部显示器，不过我们了解到苹果仅通过 M4 Max SoC 支持这一功能。
• 雷电 5 可为连接到 Mac 的设备提供高达 240W 的电力。对于苹果的 16 英寸 MacBook Pro 而言，其通过 MagSafe 3 接口和 Thunderbolt 5 接口支持 140W 的充电功率。而雷电4 接口则仅限于提供 100W 的充电功率。这意味着配备雷电5 的 MacBook 可以通过其 MagSafe 3 或雷电 5 接口进行快速充电。
• 雷电5 支持更长的无源数据线，尽管数据传输速率已翻倍。而雷电 4 的最长无源数据线长度为 0.8 至 1 米。相比之下，雷电 5 的无源数据线最长可达 1.2 米。

为什么雷电接口对于专业音频行业如此重要？

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雷电 5 将雷电 3 和雷电 4 的优势集于一身。

• 与雷电 4 一样，它最多可支持三个下行方向的雷电接口。
• 与雷电 3 一样，它提供了完整的四条 PCIe 通道，并且还具备 PCIe 4.0 的速度优势，从而实现了更高的性能。

搭载 M4 Pro、M4 Max 和 M3 Ultra 芯片的苹果 Mac 电脑，包括最新款的 Mac mini、MacBook Pro 和 Mac Studio，以及一些专业电脑，都配备了多个支持独立 80 Gbps 雷电总线的雷电 5 接口。这些接口通过每个接口提供高达 6000 MB/s 的 PCIe 带宽。

对于使用基于 PCIe 的硬件（如高速存储设备和像 Avid HDX 这样的卡）的用户来说，这是个好消息。有了雷电 5 ，您可以利用所有四个 PCI Express 通道，但请注意，这会占用雷电 5 中 80 Gbps 可用带宽的 64 Gbps，从而为该雷电端口上的其他所有设备留下 20 的带宽。

从这里得出的关键要点是：确保您的主机电脑有多个雷电5端口，每个端口都有自己的雷电连接通道，以便每个端口都能提供完整的 80 Gbps 带宽。然后确保任何雷电 PCIe 机箱连接到其自身的雷电端口，并且其他外设（如显示器和存储设备）连接到它们各自的雷电端口。

如果我没有雷电5怎么办？

这取决于您是需要将多个雷电接口外设连接到一个雷电端口，还是需要通过雷电的带宽来连接一个用于 Pro Tools HDX 卡或通过 PCIe 连接的高速 NVMe 存储设备的雷电 PCIe 机箱。

• 如果您需要将多个雷电接口外设连接到一个雷电端口，那么可以考虑选择雷电 5 版本。
• 如果您需要通过雷电的带宽连接一个雷电 PCIe机箱，那么请选择雷电 3 版本，因为它能够提供对所有四个 PCIe 通道的访问。

文章来自 production-expert 网站：
https://www.production-expert.com/production-expert-1/not-all-thunderbolt-connections-are-the-same-we-explain