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Come funzionano Thunderbolt 3, Thunderbolt 4 e USB 4, per collegare il mondo digitale

Sono presenti in tutti i MacBook Pro e iMac recenti, in tanti portatili top di gamma e dal 30 di Ottobre anche sui  Mac Book Air 2018 e 2020 con M1 e sui Mac mini 2018 e Mac Mini 2020 M1. Ma cosa hanno di particolare Thunderbolt 3 e 4 e perchè permettoo di eliminare tante porte in dispositivi sempre più sottili mantenendo una velocità di comunicazione senza pari? Cosa la lega Thunderbolt 3 e 4 ad USB 4?

Thunderbolt 3

Le caratteristiche

La tecnologia Thunderbolt 3 è stata introdotta commercialmente nel “lontano” settembre 2015. Tra le sue peculiarità: il supporto alla larghezza di banda di 40 Gbit/s bidirezionali (per intenderci 3 ore di girato in 4K con GoPro, possono essere trasferiti in meno di un minuto), i consumi ridotti rispetto ai precedenti standard e l’uso di connettori USB Type-C (gli spinotti Thunderbolt 3 possono essere inseriti in entrambi i versi)

Thunderbolt

Thunderbolt 3 supporta collegamenti peer-to-peer 10 Gb Ethernet (protocollo IP), collegamenti in cascata (fino a sei dispositivi). Sono supportate schede video esterne (si possono integare in box, dock o accessori simili) consentendo di creare portatili più sottili da portare sul campo e da associare a una scheda video ad hoc con un singolo cavo Thunderbolt quando serve potenza.

Apple evidenzia che con un un solo connettore è possibile ricaricare i propri dispositivi, trasferire dati e trasmettere video, con velocità fino a 40 Gbps e il doppio della larghezza di banda rispetto a Thunderbolt 2. Entrambi i modelli di MacBook Pro con Touch Bar, da 13″ e da 15″, hanno quattro porte, due su ciascun lato. I dispositivi esistenti possono essere collegati tramite un cavo o un adattatore.

Thunderbolt 3

Thunderbolt 3 era fino al 2020 la connessione più potente e rapida per lavorare con dock, monitor e dispositivi. La velocità di trasferimento dati, come già detto, arriva fino a 40 Gbps: il doppio rispetto a quanto consentito dallo standard Thunderbolt 2, e otto volte di più rispetto all’USB 3. È anche connettere in cascata fino a sei periferiche tramite un’unica porta, senza bisogno di ricorrere ad hub o switch (basta sfruttare la porta riportata sul dispositivo). È ad esempio possibile collegare un disco rigido esterno, e poi collegare un monitor direttamente al disco. Facile, pratico e i dati viaggiano sempre a tutta velocità.

Rispetto alla Thunderbolt 2, la tecnologia Thunderbolt 3 garantisce il doppio della larghezza di banda per i monitor, permettendo di collegare due schermi 4K o uno schermo 5K. I due controller Thunderbolt dei MacBook Pro 15” e quelli di iMac, consentono di usare due schermi 5K: setup perfetto per chi lavora su foto e video ad alta risoluzione. Tutti i monitor con DisplayPort e Mini DisplayPort possono essere collegati direttamente alla porta Thunderbolt 3, mentre per quelli HDMI e VGA è necessario un adattatore.
Di fatto Thunderbolt 3 contiene al suo interno: HDMI 2.0, Thunderbolt 2, DisplayPort 1.2 e USB 3.1.

Sonnet Echo 11

Grazie alla tecnologia Thunderbolt 3, l’alimentazione può passare attraverso la la presa Type-C in entrambe le direzioni grazie alla presenza di Power Delivery; quindi la stessa porta può essere usata come uscita per ricaricare un dispositivo esterno o, al contrario, come ingresso per l’alimentazione. Si hanno in più fino a 100 watt di potenza: basta un solo cavo per collegare un dock o un monitor al MacBook Pro, e allo stesso tempo per ricaricare il computer.

Thunderbolt 3, la super-porta per collegare il mondo digitale

Chi può trarre vantaggio da Thunderbolt 3

Chi utilizza i portatili o i dispositivi a spessore ridotto o con hard disk relativamente poco capiente può giovarsi dell’alta velocità di trasmissione quando è in fase di post-produzione audio e video collegando dischi velocissimi in grado di gestire flussi 4K e 8K video, gestire un monitor esterno e alimentare allo stesso tempo il portatile.
Per chi ha meno esigenze prestazionali e bisogno di praticità in mobilità esistono degli Hub USB-C con uscite video, ingressi per schede flash convertitori per USB-3 da mettere comodamente in borsa e da alimentare attraverso la presa Power Delivery di MacBook.

Oltre a questo è possibile collegare al computer (su Mac è necessario macOS High Sierra o superiore) una eGPU, come quella di BlackMagic Design pensata per i MacBook Pro 2018 che funziona anche su MacBook Air 2018 e Mac mini 2018 in pratica un box esterno con la capacità di inserire una o più schede grafica e, in alcuni casi, anche delle memorie di massa gestibili come se fossero schede interne grazie all’elevata banda passante tra l’unità centrale e la periferica.

La nuova eGPU di Blackmagic per i MacBook Pro

Vediamo qui sotto le possibilità di comunicazione tra i vari formati.

Hub, Convertitori e adattatori tra ThunderBolt 3, Thunderbolt 2 e USB-C

Come si distingue un cavo Thunderbolt 3 da un cavo USB-C 3.0 o 3.1

Pur utilizzando lo stesso connettore di Tipo-C i cavi sono assolutamente diversi ed anche i costi sono differenti. In ogni caso un cavo Thunderbolt 3 ha impresso il logo del lampo che da sempre contraddistingue il tipo collegamento ma è fondamentale non sbagliarsi soprattuto se state organizzando una trasferta di lavoro: potreste trovarvi a non poter utilizzare appieno una periferica o un accessorio.

Thunderbolt 3, la super-porta per collegare il mondo digitale

E’ inoltre importante sapere che alcuni cavi con connettore Tipo-C non sono abilitati per Power Delivery e quindi potrebbero non essere in grado di alimentare periferiche. Controllate quindi sempre la presenza del logo del lampo sul vostro cavo.

Gli accessori e gli HUB USB-C per chi ha Thunderbolt 3

Gli Hub USB-C sono ovviamente compatibili fisicamente con il formato Thunderbolt 3 anche se non ne sfruttano la piena velocità. Potrete quindi collegare un adattatore diretto USB-C compatibile USB 3.1 con un velocità di trasferimento massimo di 10 Gbps. Macitynet ha realizzato una guida ai migliori Hub USB-C disponibili sul mercato che trovate su questa pagina.
Per alimentare allo stesso tempo Hub e MacBook Pro sugli HUB o convertitori può essere presente una porta Power Delivery che offre una sorta di by-pass per il cavo di alimentazione originale ed è in grado di alimentare anche se in maniera limitata pure le periferiche collegate: difficile quindi gestire hard disk non alimentati che richiedono altissime prestazioni senza una alimentazione autonoma o aggiuntiva.
Nel caso si vogliano collegare hard disk più potenti è bene che l’Hub abbia una sua alimentazione separata.

Ovviamente se collegate una periferica Thunderbolt 3 attraverso un Hub USB-C 3.1 al vostro computer non avrete la velocità di 40 GBps ma di 10 GBps

Gli Hub e gli accessori Thunderbolt 3

Non ci sono problemi nell’utilizzare direttamente accessori Thunderbolt 3 sulle porte dei nuovi MacBook Pro, MacBook e iMac: occorre tenere presente che mentre nei modelli MacBook Pro 2016 solo due porte erano abilitate alla massima velocità, nei modelli 2018 le quattro porte sono su 2 bus indipendenti per ed ognuna puo gestire al meglio i flussi.

Thunderbolt 3 e Thunderbolt 2 e USB 3.1: incroci veloci

Ovviamente per chi passa da un modello di portatile all’altro e vuole mantenere la connettività sorgono spontanee delle domande.

E’ possibile utilizzare periferiche ThunderBolt 2 se avete un Mac con Thunderbolt 3? Ovviamente si, dovete avere un adattatore da Thunderbolt 3 a Thunderbolt 2 di Apple (vedi sotto) che funziona in maniera bi-direzionale: in questo caso le periferiche viaggeranno a 20 Gbps che è sempre una velocità doppia rispetto a USB 3.1. (10 GBps).
Tutte le notizie sulle periferiche Thunderbolt 2 le trovate in questa sezione di macitynet.

E’ possibile utilizzare periferiche Thunderbolt 3 se avete un Mac con Thunderbolt 2? Ovviamente si, dovete avere un adattatore da Thunderbolt 3 a Thunderbolt 2 di Apple (vedi sotto) che funziona in maniera bi-direzionale: in questo caso sfrutterete al massimo la velocità delle vostre porte (20 GBps)  anche se le periferiche non saranno sfruttate al massimo della loro potenzialità (40 GBps).

E’ possibile utilizzare periferiche USB-C 3.1 o 3.0 se avete un Mac con Thunderbolt 2 o Thunderbolt 3? Ovviamente la risposta è si: sfrutterete la velocità massima di 10 GBps di USB 3.1 o di 5 GBps di USB 3.0.

L’adattatore Magico

Quello citato sopra è di fatto un adattatore “magico” perché permette la compatibilità tra due mondi ed è sicuramente un ottimo investimento per chi ha già periferiche o HUB Thunderbolt 2 o si prepara a passare da un modello di Mac meno recente ad uno più nuovo.

Apple vende diversi adattatori singoli per ogni tipologia di uscita (VGA, HDMI) ad USB-C, ma i costi sono elevati ed è molto più conveniente ricorrere ad hub Thunderbolt.

L’eccezione assoluta è Adattatore da Thunderbolt 3 (USB-C) a Thunderbolt 2 (bidirezionale), utile per chi ha dispositivi Thunderbolt 1 oppure 2 (come Hard Disk) che non abbiano anche una porta USB 3 o per chi ha un Mac thunderbolt 2 e vuole collegare periferiche Thunderbolt 3 attraverso un hub anche senza sfruttare la piena velocità. Il costo è di 59 Euro Iva compresa ma si tratta del grimaldello per scassinare qualsiasi porta (digitale).usb-c-adapter-08

Per tutti i dispositivi compatibili, notizie e recensioni su prodotti con Thunderbolt 3 vi rimandiamo a questa pagina di Macitynet.

Thunderbolt 4 e USB 4

A partire dal 2020 è stata introdotta una nuova versione di Thunderbolt, Thunderbolt 4 che va a ricongiungersi con USB 4. Quali sono le differenze con la versione precedente e quali sono i computer che la montano?

In pratica la nuova interfaccia che fisicamente è compatibile con USB-C e Thunderbolt 3 rappresenta la convergenza dei protocolli Thunderbolt e USB e fa crescere la compatibilità dei prodotti e accessori basati su connettori USB Type-C

USB 4, annunciato nel 2019 è retro-compatibile con USB 3.2, USB 2.0 e Thunderbolt 3 e quindi se acquistate un iPad Pro 2021, un Mac con M1 o un computer Intel con Tiger Lake (11ma generazione) potete utilizzarlo con un accessorio di precedente generazione anche se a velocità più bassa.

Come funziona Thunderbolt 3, la super-porta per collegare il mondo digitale

USB 4 permette trasferimento dati fino a 40Gbps, trasmissione del segnale video, fino a 100 watt di potenza con Power Delivery.


Thunderbolt 4 include praticamente USB 4 e permette:

  • Una sola porta universale (come su iPad Pro 2021)
  • Cavi universali da 40GB al secondo fino a 2 metri di lunghezza (non disponibili su Thunderbolt 3, d’ora in poi T3)
  • Accessori con a bordo fino a 4 porte Thunderbolt (non disponibili su T3)
  • Minime dotazioni video: 2 display da 4K (1 display da 4K su T3)
  • Minime richieste PC Data: PCIe 32 Gb/s (PCIe 16 Gb/s su T3
  • Carica PC su almeno una porta computer (non disponibile su T3)
  • “Wake to sleep” quando il computer è connesso ad un dock Thunderbolt (non disponibile su T3)
  • Protezione DMA basata su Intel VT-d (non disponibile su T3)
  • Coincidente con specifiche USB 4 (solo compatibile per T3)

Come funziona Thunderbolt 3, la super-porta per collegare il mondo digitale

I prodotti Apple compatibili con queste specifiche sono come abbiamo detto

  • MacBook Air M1 (2020)
  • MacBook Pro 13 M1 (2020)
  • Mac Mini M1 (2020)
  • iMac M1 (2021)
  • iPad Pro M1 (2021)

[aggiornato ad Aprile 2021]

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