News Asus ThunderboltEX 4: Thunderbolt-4-Karte nutzt PCIe-3.0-x4 für 8K-Display

[sadofia]

für amd mainboards siehe https://geizhals.de/?cat=mbam4&xf=17969_Thunderbolt-Header

die karte hier braucht wohl den 13-pin header, der nur auf asus-mainboards vorhanden ist.
gigabyte und asrock nutzen 5-pin, das ist wohl miteinander kompatibel.
es gibt auch noch 10-pin auf intel mainboards...
ich finde es bescheuert, dass dies benötigt wird und vor allem kein allgemeiner standard ist.

die beiden mini-displayports sind natürlich eingänge und man schließt diese an seine grafikkarte (integriert oder dediziert) an. die bildsignale gehen nicht durch den pcie-anschluss. alternativ man steckt eine externe grafikkarte ein, die das bildsignal selbst berechnet.

ich hab vor knapp 6 jahren einen pc mit 6700k, 980ti und asus z170 deluxe gebaut.
eine tb3-karte (mit 5-pin) hab ich dann für ca 25euro dazugekauft.
später einen dünnen, leichten laptop mit 8550u und tb3, dazu ein tb3 gehäuse (akitio node pro).
als dann die aio-pumpe der grafikkarte kurz nach garantieablauf gestorben ist, hab ich eine 1060 übergangsweise extern an tb3 angeschlossen, bis ich einen ersatzluftkühler besorgt hatte.

eine direkte verbindung zwischen pc und laptop habe ich nicht getestet, er hat auch keine ladefunktion über tb3 und der pc hätte auch nur 15w geliefert. der pc ist mittlerweile durch einen mit 3950x, 2080ti und asrock x570 creator mit integriertem tb3 ersetzt worden.

ist echt schade dass tb3 immer noch so teuer ist und dass kein hersteller es bei amd-laptops verbaut (mainboards gibt es aber). das asus flow x13 hätte da vorreiter sein können, aber da haben sie proprietären mist verwendet.
das ganze wird hoffentlich bald mit usb4 alles besser.

 

[senf.dazu]

Jaja .. man kann sicher auch einen 8k Monitor mit einem HD Signal betreiben, selbst mit 30 Hz. Der Monitor wird's schon richten (skalieren). Das geht so sicher auch über TB.

Ein zeitgemäßes 8k@60 braucht ohne Kompression und mit etwas HDR rechnerisch mindestens 60 GBit/s.

Ein DP1.4a definiert eine maximale Bitrate von 25.92 GBit/s (simplex). Erst bei DP2.0 wird's da mehr (77G) geben.

Auch wenn zwei Displayport Streams von TB4 transportiert werden können, bleibt ein einzelner TB4 wie TB3 bei einer maximalen Gesamtbitrate von 40GBit/s (duplex).

Wenn von Displayport 1.4 und 8k die Rede ist dann geht's wohl ausschließlich um per DSC (kräftig) komprimierte Formate oder 30 Hz Bildrate. Für Monitore wohl eher Werbegag ?

Im Augenblick sind Displayport und TB4 praktisch nicht mal für unkomprimiertes 6k geeignet (Apple 6k: 37G). Zumindest nicht mit irgendeinem genormten Übertragungsformat.

Auch wenn's Apple mit USB-C Ports und 2m Kabel irgendwie hinkriegt. Aber ganz passend wird beim Apple 6k Display auch nicht von irgendeinem konkreten USB-C(Displayport alternate mode) oder TB3(2x embedded DP1.4a stream) Übertragungsformat geredet - ist halt Apple proprietär. Im besten Falle ist's vielleicht was was später auch bei USB5 oder DP2.0 mal implementiert sein wird ..

 

[JBG]

Im Vergleich zur überarbeiteten Titan Ridge Thunderbolt 3-Revision ist eigentlich nur die Unterstützung von 20 Gbit/s USB-C-Geräten neu, oder?

Alles andere wie DP 1.4 gibt es dort auch schon und laut Wikipedia soll auch die Thunderbolt-Hub-Funktionalität bei einem TB4-Dock bei Computern mit Titan Ridge-Hostcontroller funktionieren. VT-d/DMA-Schutz gibt es auch schon bei Titan Ridge.

Another major improvement is that TB4 now supports Thunderbolt Alternate Mode USB hubs ("Multi-port Accessory Architecture"), and not just daisy chaining.[3][4] Those HUBs are backwards compatible with Thunderbolt 3 devices and can be backwards compatible with Thunderbolt 3 hosts (Titan Ridge only, with Alpine Ridge the additional HUB downstream ports get downgraded to USB3).[76][77]

Aus dem Bauch heraus glaube ich, dass TB4 ursprünglich (logischerweise) für PCIe 4.0 x4 vorgesehen war und diese Funktionalität nachträglich gestrichen wurde.

Allerdings ist es gut, dass man als Kunde durch die Modellbezeichnung "4" die wahrscheinlich neueste Silizium-Revision bekommt, da die Bugs/Errata, die es da bei TB3 gab, teilweise ziemlich heftig waren.

 

[Hayda Ministral]

Also 4x PCIe 3.0 macht nach meiner Rechnung 32 Gbit. Wenn ich dann noch Display anschließe, wird es noch weniger.

Wo würdest Du in Deinem Gedankenspiel das Display anschließen?

 

[Lord Horu$]

Frage: Wozu braucht diese TB3 Karte einen Anschluss an USB2?

Is echt so, guckt ins Handbuch, Seite 7, Punkt 5!
Für Passthrough? Ergibt sich mir nicht wirklich...

 

[senf.dazu]

Aus dem Bauch heraus glaube ich, dass TB4 ursprünglich (logischerweise) für PCIe 4.0 x4 vorgesehen war und diese Funktionalität nachträglich gestrichen wurde.

TB4 nutzt im USB-C Kabel 4 Doppeladern, zwei down, zwei up. Jede Doppelader mit ner Datenrate von 20GBit/s. Also 40G up und 40G down.

PCIe3.0 transportiert je Doppelader 8 GBit/s
PCIe4.0 16 GBit/s

Insofern könnte man sagen das TBx bereits das gegen PCIe3.0 und PCIe4.0 umfassendere Transportverfahren ist - im Grundsatz kann man mit TBx Pins an der CPU also PCIe3.0, PCIe4.0, DP1.4 und USB3 bzw. 4 übertragen. Und die PCIe Pins an der CPU einfach gegen TBx Pins tauschen könnte weil man damit Universelleres hat. Darüber hinaus ist PCIe ein Transportprotokoll für die Verwendung in erster Linie auf dem Mainboard und Steckkarten, während TBx auch für die Anbindung externer Geräte per Kabel gedacht ist.

Zwischen dem Transport von PCIe3 und PCIe4 im TBx Rahmenprotokoll macht TBx wohl keinen Unterschied, PCIe Daten sind PCIe Daten.

Für TB4 existiert aber die Intel Vorgabe das die CPU PCIe Daten mit 32 GBit/s liefern/entgegennehmen können muß. Was dann für den TB4 Controller erfordert das er mindestens mit entweder PCIe3.0x4 oder PCIe4.0x2 an die CPU angebunden wird. Bei TB3 war die Vorgabe wohl noch 16 GBit/s, ob's bei USB4 ne Vorgabe gibt weiß ich nicht. Da es bei USB4 aber USB Modi mit 20,10 und 5 GBit/s gibt ist wohl anzunehmen das diese Datenraten nur sinnvoll bereitgestellt werden können wenn die PCIe Anbindung des Controllers reicht.

 

[mkossmann]

Verbaut auf der Karte dürfte der JHL8540 sein. Der ist nur leicht aufgebohrt gegenüber dem Vorgänger JHL7540. Der für TB4 Peripherie vorgesehene JHL 8440 wurde deutlich stärker verändert. Nun 4 TB4 Ports aber nur noch PCIe-3.0 x1 und einmal USB-3.2 Gen2. Damit für eGPU-Gehäuse ungeeignet.

Mal schauen wann die Konkurrent nachzieht mit TB4 AICs.Und wann die ersten Motherboards mit aufgelötetem JHL8540 erscheinen.

 

[Ray519]

Frage: Wozu braucht diese TB3 Karte einen Anschluss an USB2?

Ja, für Passthrough. Das ist der moderne Weg, auch bei nativen USB 3 Ports auf dem Mainboard oder USB-Hubs. Wenn du ein 2.0 Gerät anschließt taucht das intern an einem 2.0 Anschluss des Mainboards auf und nicht an einem 3.0 Port. (Sind getrennte Leitungen, sowohl bei A als auch bei C Steckern, also recht einfach zu trennen).

Ich nehme an, damit Kompatibilitätsprobleme von Früher, wie das manche Firmware-Updates oder Geräte nur an 2.0 Ports stabil liefen oder zB eine Tastatur während dem Booten nur an 2.0 Ports erkannt wurde einfach gelöst werden.

Entweder dieser 2.0 Passthrough ist Optional oder er wurde mit Titan Ridge eingeführt, weil meine Alpine Ridge AIC Karte hat das nicht und dort tauchen dann auch USB 2.0 Geräte am xHCI (3.0) Hub der Karte auf. Heißt dann aber auch, das gar kein USB-Gerät am Thunderbolt-Port geht, solange die Karte noch nicht richtig eingerichtet / erkannt ist. Wenn USB 2.0 einfach durchgereicht wird, geht ja schon mal das nötigste, bis man den eigentlichen Thunderbolt-Controller ans laufen gebracht hat.

Bei meinem Notebook mit Titan Ridge kann man aber schon sehen dass 2.0 Geräte nicht am Titan-Ridge USB-Controller auftauchen, sondern am Mainboard 2.0 Controller.

Im Vergleich zur überarbeiteten Titan Ridge Thunderbolt 3-Revision ist eigentlich nur die Unterstützung von 20 Gbit/s USB-C-Geräten neu, oder?

Die Minimal-Anforderungen für eine Zertifizierung sind gestiegen und lassen jetzt schlicht die Sparmaßnahen die manche Hersteller (wie Lenovo bei der T-Serie) gemacht hatten nicht mehr zu (PCIe x2, nur 1 DP-Port) etc.
Und halt die USB4 Kompatibilität. Aber die Maple Ridge Controller können wohl kein USB 3.2 2x2 20GBit/s. USB4 20GBit/s ist ja quasi das Äquivalent von 20GBit/s Thunderbolt 3, was es ja schon immer gab und man beispielsweise mit passiven Kabeln bekommt.

Wobei USB4 physikalisch auf dem Kabel sogar leicht langsamer ist als TB3 (USB4 hat brutto 40GBit/s, TB3 netto 40Gbit/s). Ich habe allerdings noch nirgendwo bestätigt gefunden, dass dieser leichte Geschwindikgeitsverlust nicht irgendwo mit Protokoll-Verbesserungen wieder ausgeglichen wird, oder das TB4 identisches physikalisches Signaling mit USB4 verwendet...

 

[Palomino]

Warum sollte man ein Notebook per Thunderbolt mit einem Rechner verbinden?
Was hat denn das für einen Sinn?

Denke mal dem Schreiber ist auf die Schnelle kein anderes Gerät eingefallen das zum Laden so einen Strombedarf hat.

um unter anderem Notebooks mit bis zu 100 Watt laden zu können.

Ich würde es sinnvoll finden wenn man damit gleich den Monitor versorgen könnte und man sich den separaten Stromstecker sparen könnte.

 

[mkossmann]

Warum sollte man ein Notebook per Thunderbolt mit einem Rechner verbinden?
Was hat denn das für einen Sinn?

Schnelle Datenübertragung mit Thunderbolt Networking ?

 

[DFFVB]

@Hayda Ministral

An einem der vier Ports ;-) - das war allerdings als ich noch dachte, dass die DP Ports auch als Ausgänge fungieren, wie das im Artikel leicht missverständlich steht:

Beispielsweise können die beiden Mini-DisplayPort-Eingänge jeweils mit einem 4K-Display verbunden werden und diese parallel ansteuern.

Allerdings sieht es wohl danach aus, dass auch mit TB4 nur minimal 10 Gbit übertragen können werden müssen. Womit es dann tatsächlich ausreichend wäre mit den 32 Gbit, außer man knallt 2 Samsung X5 dran ;-)

 

[itm]

Lese ich das richtig das hier der Lockout Mechanismus (der eine Firmwarebeschränkung ist immer noch genutzt wird)?

Ich dachte TB4 ist Teil des USB-IF?

Und warum eine TB4 Karte keinen USB3.1 Gen1 oder USB 2.0 Controller mitbringen kann verstehe ich auch nicht... Zum einem ist da ja die Stromgeschichte zum anderen der USB Header als Feedup

 

[Ray519]

Was ist denn am Lockout-Mechanismus schlimm? Man kann ja einfach verstellen, ob er einfach alles abnickt oder nachfragt. Durch die IOMMU sollten Thunderbolt-PCIe Geräte ja nicht mehr an sensible Speicherbereiche kommen, also selbst wenn sie den nicht entfernen sollte es maximal lästig sein, aber nicht schädlich.

USB4 hat ja USB-Tunneling (TB4 auch), dh für Docking (was ja die verbreiteste Nutzung zu sein scheint) braucht man dann gar kein PCIe mehr. Ich nehme an, dann muss man auch nicht mehr autorisieren, genauso wie man jetzt schon kein Thunderbolt-Networking autorisieren muss, da externe Geräte damit nicht an beliebigen Speicher kommen können.

Und USB3 Gen 1 Controller haben die definitiv. Die meisten Controller wurden ja wohl fest verbaut und nicht als Karten gesteckt, da wird es dann kaum noch eine Rolle spielen, wie viele Leitungen vom Thunderbolt-Controller zum Chipsatz gehen, die Leitungen zur Konfiguration braucht er ja sowieso...

 

[itm]

@Ray519
Ja nun wenn es einen Thunderbolt Header braucht laufen diese Karten nur mit Boards die Thunderbolt im Chipsatz mitbringen also bei AMD die X570 Boards von AsRock...

und ja es gibt Firmware Hacks die das bei Alpine und Titan Ridge aufheben konnten...

 

[Hayda Ministral]

Verrätst Du uns, welcher Chipsatz Deiner Meinung nach auf den X570 Boards von Asrock Thunderbolt mitbringt?

 

[mkossmann]

Ja nun wenn es einen Thunderbolt Header braucht laufen diese Karten nur mit Boards die Thunderbolt im Chipsatz mitbringen also bei AMD die X570 Boards von AsRock...

Du meintest wohl : Boards die einen Thunderbolt Header mitbringen. Über diesen Header läuft meines Wissens ein I2C-Bus mit dem Hotplug-Ereignisse an das Motherboard gemeldet werden. Wenn man auf das Hotpluging verzichten kann , kann man eine TB-Erweiterungskarte auch an einem Board ohne diesen Header betreiben.

 

[Hayda Ministral]

@mkossmann: -v bitte! Eine TB-Karte beispielsweise von Asus - wenn ich die in mein MSI-Board stecke läuft die (nach Treiberinstallation 08/15) out of the Box? Oder muss ich da noch "Hacks" ausführen?

Ich habe in meinem B550A Pro noch einmal PICex4 frei. Mein geplantes HDD-Enclosure per TB statt per USB anzuschließen wäre für mich eine Überlegung wert. Das müsste dann aber sowohl unter Windows als auch Linux funktionieren.

Hast Du das mit der Lauffähigkeit auf Boards ohne passenden IIC-Connector selber ausprobiert oder war das nur eine theoretische Überlegung?

 

[mkossmann]

@Hayda Ministral
Hier und hier gibt es Berichte, das es mit einem TR Board ohne TB-Header funktioniert hat. In der Beschreibung zum YT-Film

Thunderbolt 3 works just great! (Except hot plug, we couldn't get that working.. well kinda?)

Das Problem mit hot plug passt dann zu meinen Recherchen, für was der TB-Header benötigt wird.

Und nein, ich habe es nicht selbst probiert und mein letzter Satz war vielleicht etwas zu optimistisch formuliert.
Denn ob es auch mit anderen Kombinationen aus TB-Karte und Motherboard als den dort benutzten ebenfalls funktioniert ist keinesfalls klar.

 

[itm]

Verrätst Du uns, welcher Chipsatz Deiner Meinung nach auf den X570 Boards von Asrock Thunderbolt mitbringt?

Komisch das die AsRock Boards die einzigen AMD X570 Boards sind den den Thunderbolt™ AIC Connector (5-pin) mitbringen...

Siehe das Taichi, das Steel Legend, das Pro4...

Und dann noch das Aqua und das Creator die sogar Thunderbolt3 auf dem IO Bracket hat...

 

[Salierfähig]

Hier und hier gibt es Berichte, das es mit einem TR Board ohne TB-Header funktioniert hat

Danke für die Links. Lustig finde ich ja, dass im 2. Bericht das Vorhaben als "plug-and-pray" bezeichnet wurde. Generell scheint das auch zuzutreffen, selbst wenn man alle nötigen Stecker hat. Da gibt es mindestens dieses Video, wo der Mann sich über Bluescreens und anderen Problemen beschwert, nur um alles überhaupt zum Laufen zu bringen.
Vielleicht sind die zukünftigen Thunderbolt 4 Erweiterungskarten ja benutzerfreundlicher und weniger problembehaftet, aber es scheint wirklich "plug-and-pray" statt "plug-and-play" zu sein.
Deshalb traue ich mich an die ganze Thematik nicht ran und nehme wohl lieber ein Board, welches die Anschlüsse einfach nativ auf der Rückseite hat.