Thunderbolt 5 vs Thunderbolt 4/3与USB4全面对比解析

苹果已将MacBook的连接标准从Thunderbolt 4升级至Thunderbolt 5。搭载M4 Pro、M4 Max或M3 Ultra芯片的Mac现配备至少三个Thunderbolt 5端口，而基础款M4芯片的Mac仍保留Thunderbolt 4。早期MacBook Air型号的端口标注为“Thunderbolt/USB4”，Pro和Max系列则标注为“Thunderbolt 4和USB4”。

这些差异意味着什么？Thunderbolt 5与Thunderbolt 3/4有何不同？USB4又是什么？

尽管USB和Thunderbolt均采用Type-C接口，但其速度（从5Gbps到120Gbps）和功能的多样性令人困惑。

从苹果用户的角度看，Thunderbolt 4相较Thunderbolt 3的创新有限，二者完全兼容。真正的变革始于Thunderbolt 5。

（苹果或将在未来一年全面推广Thunderbolt 5，但对Windows用户而言，Thunderbolt 5目前仅限高端机型，普及尚需数年。）

值得注意的是，苹果在M1/M2 MacBook的技术规格中并未明确标注Thunderbolt 4，而是使用“Thunderbolt/USB4”的表述，实际包含Thunderbolt 3功能。而M1 Pro/Max MacBook Pro则明确标注Thunderbolt 4，因其支持多屏输出——这是基础款M1/M2无法实现的。若无法连接双屏，则不符合Thunderbolt 4认证标准，但可通过软件破解实现。

Thunderbolt 5与Thunderbolt 4的核心差异

英特尔于2023年9月12日正式发布Thunderbolt 5，苹果自2024年起将其引入MacBook Pro、Mac Studio及部分Mac mini机型。

Thunderbolt 5实现了质的飞跃，而非Thunderbolt 4那样的渐进式升级：

• 带宽从40Gbps翻倍至80Gbps，显示连接可达120Gbps，较现有方案提升三倍。Bandwidth Boost技术可将部分双向带宽转换为单向120Gbps传输。

• 充电功率提升至240W。16英寸MacBook Pro通过MagSafe 3或Thunderbolt 5端口支持140W PD 3.1快充，而Thunderbolt 4限于100W PD 3.0。

• 支持DisplayPort 2.1，最高可驱动10K分辨率（10240×4320@60Hz），优于DP1.4的8K上限，并搭载改进的DSC 1.2a带宽管理技术。

• 单接口最多支持三台外接显示器（目前仅M4 Max芯片可实现）。

• 被动线缆长度延长至1.2米（Thunderbolt 4为0.8-1米）。

• 单个Thunderbolt总线仍支持6设备级联，但双端口配置可扩展至10设备，并能动态分配带宽优先级。

Thunderbolt 5向下兼容Thunderbolt 3/4和USB4设备，无需更换现有外设。

谁需要Thunderbolt 5？

尽管新技术令人向往，但Thunderbolt 5的优势主要面向需要极限性能的专业用户，如处理高速外置存储与超高分辨率显示器的影视工作者。普通Mac用户无需急于升级。

USB4与Thunderbolt 4的区别

USB4与Thunderbolt 4采用相同Type-C接口，且Thunderbolt 4设备均支持USB4。二者可互相兼容，但Thunderbolt 4是“全功能版USB4”。

差异包括：

• USB4带宽为20-40Gbps，Thunderbolt 4固定40Gbps。

• USB4仅支持单屏输出，Thunderbolt 4支持双4K屏。

• USB4设备无需强制认证，质量参差不齐；Thunderbolt 4通过认证确保高标准。

Thunderbolt集线技术

Thunderbolt 4为Mac用户带来软件级升级，需macOS 11及以上系统支持。其集线技术解决了传统级联的弊端——移除链中任一设备（非末端）会导致后续设备失效。新方案支持四端口独立分支，每分支可断开而不影响其他设备。

Thunderbolt 3与Thunderbolt 4的差异

Thunderbolt 4主要弥补了Windows PC的短板：

• 强制认证确保所有PC实现完整40Gbps带宽、多屏输出与供电支持（此前Windows厂商常阉割功能）。

• 支持通过外设唤醒电脑（Thunderbolt 3不稳定）。

• 引入Intel VT-d DMA保护提升数据安全。

• PCIe带宽翻倍至32Gbps（Thunderbolt 3部分机型仅16Gbps）。

• 线缆最长2米仍保持全速（Thunderbolt 3被动线需≤0.7米）。

Thunderbolt扩展坞

典型Thunderbolt 4/5扩展坞配备四个端口（1个上行+3个下行），部分型号会替换为HDMI/DP接口。例如Caldigit Thunderbolt 5 Element 5 Hub提供四个Thunderbolt 5、两个USB-C 10Gbps和三个USB-A 10Gbps端口。

Thunderbolt技术归属

自2010年起，苹果与英特尔共同开发Thunderbolt技术。苹果曾持有“Thunderbolt”商标，后转让给英特尔以换取技术自由使用权。该技术最初代号为“Light Peak”。