Ursprünglich wurde der Thunderbolt-Standard von Apple und Intel vor allem für die schnelle Übertragung von Videodaten konzipiert. Dementsprechend nutzten Thunderbolt und Thunderbolt 2 noch einen MiniDisplay-Port. Allerdings konnte der Thunderbolt-Port dem USB-Anschluss schon in der Anfangszeit wenigstens theoretisch auch in anderen Bereichen kräftige Konkurrenz machen: Schließlich waren die schnellen zur Videoübertragung benötigten Datenraten auch für viele andere Anwendungsgebiete nutzbar.
Dieser Plan hat sich in den folgenden Jahren als nicht besonders erfolgreich herausgestellt: Zwar wurden von vielen Herstellern auch Thunderbolt-Produkte entwickelt, diese waren den mit dem verschiedenen USB-Standards kompatiblen Produkten aber zahlenmäßig weit unterlegen. Lediglich bei Spezialanwendungen und Videoverbindungen, bei denen die Datenraten wie jene von Thunderbolt 2 von damals etwa 20 GBit/s oder die relativ hohen elektrischen Leistungen benötigt wurden, konnte der Standard seine Trümpfe ausspielen. Bei den meisten übrigen Geräten entschieden sich die Anwender im Business- und Privatbereich jenseits der Apple-Welt hingegen immer häufiger für den bequemen und häufig verfügbaren USB-Standard.
Daher hat man bei Apple und Intel für Thunderbolt 3 einen anderen Weg gewählt: Der Anschluss ist mit modernen USB-C-Geräten kompatibel, erlaubt allerdings immer noch eine deutlich schnellere Datenübertragung, wenn native thunderbolt-3-fähige Geräte angeschlossen werden.
Was die Thunderbolt-3-Schnittstelle bietet
Zusätzlich sollte mit Thunderbolt 3 eine verdrehungssichere, möglichst einheitliche Schnittstelle für die Verwendung von verschiedensten Geräten, darunter auch solche mit extrem hohen Datenraten, geschaffen werden. Die von Thunderbolt 3 unterstütze maximale Datenübertragungsrate liegt daher deutlich höher als die des USB-C-Standards (10 GBit/s). In der Spezifikation sind bis zu 40 GBit/s vorgesehen.
So können also sowohl sehr schnelle externe Datenträger als auch extrem hochauflösende Videokameras eine Thunderbolt-3-Schnittstelle benutzen. Im ersteren Fall wird die Geschwindigkeit vor allem in Richtung des Datenträgers benötigt, während im zweiten Fall die Daten vor allem von der Kamera zum Rechner fließen. Auch eine sehr schnelle Kopplung von zwei Rechnern miteinander ist nicht nur theoretisch über eine solche Datenverbindung denkbar. Derartige Netzwerkanwendungen werden beispielsweise über die IPoTB (Internet Protocol over Thunderbolt Bridge) ermöglicht. Somit wird auch der kommenden Computerhardware durch die Flexibilität und die hohen Datenübertragungsraten hier eine Menge Spielraum für immer datenintensivere Anwendungen geboten. Als zusätzliches Feature ist auch der Anschluss von sogenannten eGPUs, also externen Grafikkarten für mobile Anwendungen, über den Thunderbolt-3-Port möglich.
Ähnlich wie die nach seinen beiden Vorgängerstandards und dem vorherigen Konkurrent USB 3.0 gefertigten Anschlüssen kann auch der Thunderbolt-3-Port Geräte sowohl mit Daten als auch mit Energie versorgen. Diese einheitliche Lösung ermöglicht insbesondere unterwegs oftmals ein besonders unkompliziertes Anstöpseln von zusätzlicher Hardware. Während die unterstützte maximale Leistung eines USB-C-Ports mit 7,5 W (ohne USB PD) auch in der Praxis häufig recht bescheiden ausfällt, kann der Thunderbolt-3-Port bis zu 100 W bereitstellen. Dies dürfte für die meisten externen Geräte mehr als ausreichend sein. Ähnlich wie bei USB lautet auch bei Thunderbolt die Devise Plug & Play - also Einstöpseln und loslegen.
Ähnlich wie bei USB, wenn auch nicht ganz so umfassend geregelt, ist ebenfalls die Rückwärtskompatibilität von Thunderbolt - auch hier ist der Anschluss von schnellen Thunderbolt-3-Geräten an eine Thunderbolt- oder Thunderbolt-2-Schnittstelle (mit einem Adapter) grundsätzlich möglich. Allerdings müssen dann ebenfalls entsprechende Abstriche bei der Verbindungsgeschwindigkeit gemacht werden. Auch die Stromversorgung über den Port ist dann häufig nicht möglich. Ob eine solche Lösung praktikabel ist, zeigt sich meist erst in der Praxis. Werden die Geschwindigkeitseinbußen durch den älteren Standard zu groß, können in dieser Hinsicht anspruchsvollere Geräte oft nicht mehr sinnvoll betrieben werden. Allerdings bietet beispielsweise Thunderbolt 2 mit maximalen Übertragungsraten von 20 Gbit/s hier ebenfalls für viele Anwendungen ausreichende Kapazitäten. Ähnliche Rückwärts-Kompatibilität gibt es mit den passenden Adaptern auch für ältere Thunderbolt-Geräte.
Die ersten Thunderbolt 3 unterstützenden Geräte kamen 2016 auf den Markt. 2017 hat Intel sich dazu entschlossen, den Standard auch für andere Hersteller attraktiver zu machen. Dies soll wahrscheinlich insbesondere eine größere Wettbewerbsfähigkeit sichern. Ansonsten würden wohl viele Unternehmen, die die von Thunderbolt hohen Datenübertragungsraten für ihre Produkte nicht zwingend benötigen, eine Nutzung des Interfaces gar nicht erst in Erwägung ziehen. Dies liegt einfach daran, dass mit der neuesten USB-Version interessierten Unternehmen ein vergleichbarer, langjährig bewährter Standard zur Verfügung steht.
Welche Protokolle und Videostandards werden von Thunderbolt 3 unterstützt?
Die hohen Datenübertragungsraten erlauben neben anderen Videomodi etwa den Betrieb eines 4K-Displays mit einer Auflösung von 4096 x 2180 Bildpunkten bei 120 Hz. Alternativ können auch zwei solcher Displays nebeneinander mit einer Bildwiederholrate von 60 Hz betrieben werden. Auch weitere Auflösungen wie beispielsweise 2560 x 1600 Pixel bei 60 Hz werden unterstützt. Als mögliche Übertragungsprotokolle kommt bei dem Standard unter anderem DisplayPort 1.2a zum Einsatz. Auch die Übertragung der Daten von bis zu 4 PCI-Express-Lanes über ein entsprechendes passendes Thunderbolt-3-Kabel ist möglich. Diese werden dann bei vielen technischen Realisierungen häufig direkt mit entsprechenden Lanes auf dem Mainboard verbunden. Dies macht die Technik insbesondere auch für den externen Anschluss von Erweiterungskarten oder -modulen interessant.
Insgesamt lässt sich feststellen, dass sich bei der Nutzung von Thunderbolt 3 zur Datenübertragung außer den genannten hardware-unterstützten Standards auch viele zusätzliche Protokolle auf dem Software-Weg realisieren lassen. So ist beispielsweise bei ausreichender Rechenleistung das Dekodieren auch von ungewöhnlicheren hochauflösenden Videoformaten möglich. Insbesondere die Nutzung von Thunderbolt 3 als technischen Unterbau für ein schnelles IP-Netzwerk mit bis zu 10 GBit/s im Rahmen von IPBoT erlaubt hier eine ganze Fülle von Anwendungsmöglichkeiten.
Was ist der Unterschied zwischen Thunderbolt 3 und USB-C?
Die beiden Standards nutzen den gleichen physikalischen USB-C Stecker. Allerdings ist die Thunderbolt-Schnittstelle elektronisch aufwendiger. USB-C-Geräte lassen sich also problemlos auch an eine Thunderbolt-Schnittstelle anschließen, auch wenn dann deren hohe Datenrate natürlich nicht erreicht werden kann.
Leider ist umgekehrt der Betrieb von Thunderbolt-Geräten an einem USB-C-Anschluss nicht zwingend möglich. Das bloße Vorhandensein eines USB-C-Anschlusses reicht also für die Verwendung von nativen Thunderbolt-3-Geräten nicht aus, wenn dieser nicht auf die Nutzung des neuen Thunderbolt-Standards ausgelegt ist. Wer sich hier also alle Möglichkeiten offenhalten möchte, sollte sich im Zweifel beim Kauf eines neuen Gerätes lieber für die Thunderbolt-3-Schnittstelle entscheiden.
Fazit: Thunderbolt 3 bietet genügend schnelle Datenraten auch für anspruchsvollere Videoauflösungen. Allerdings wird der Standard durch die mehrfache Geschwindigkeit im direkten Vergleich mit dem Steckerzwilling USB-C ebenfalls für viele andere Anwendungen interessant. Ein Minuspunkt sind hingegen die häufig teureren aktiven Kabel für maximale Geschwindigkeiten bei der Übertragung.