USB4 vs. Thunderbolt：傳輸速度比一比，誰更快、小資也能負擔

就傳輸介面過往的技術發展普及經驗來看，產品選擇豐富性和價格具有關鍵影響性，USB4 或許能順利成為 Thunderbolt 4 / 3 經濟替代方案。

去年的 USB4 初體驗，我們搭配 ASMedia 所提供裝置端工程樣板，進行 USB4 儲存應用傳輸速度試驗。隨著採用 ASMedia 設計解決方案的實體產品陸續開賣，我們利用市售版產品再次進行速度比拚，也順道簡單聊聊這段期間的變化，至於核心技術等部分就同樣不細說了。

截至目前為止，可支援 USB4 或 Thunderbolt 4 / 3 的電腦並不少，只不過都以行動平台為主。Intel 於 2020 年推出第 11 代 Core 行動處理器，開始原生內建 Thunderbolt 4 控制器，此外還有為數不少的 Apple 筆電產品也相容，而 AMD 是從 Ryzen 6000 系列行動處理器開始有限度開放 USB4 功能。

2022 年我們介紹 Lenovo ThinkPad Z16 Gen 1 筆電，所採用 Ryzen 6000 系列行動處理器，其韌體層已經開啟 USB4 功能，在 Windows 11 控制台能看到相關資訊。

Intel 自第 11 代 Core 行動處理器開始原生內建 Thunderbolt 4，同時也強調與 USB4 的互換相容性，因此逐漸有 Thunderbolt 4 等於 USB4 這類話術出現。

就在幾天之後，AMD 與 Intel 將相繼推出新一代桌上型平台，會分別內建整合 USB4 與 Thunderbolt 4 介面，打破特定平台產品才支援的局面。由於 USB4 結合了 Thunderbolt 3 關鍵技術，因而 USB4、Thunderbolt 4 / 3 具備相容性，隨著內建支援主控端的電腦數量再增加，應用普及之路都將邁向下一個里程碑。

更精準來說，AMD Ryzen 8000G（代號 Phoenix 1 / 2）系列桌上處理器也有內建 USB4，GIGABYTE AORUS B650E ELITE X AX ICE 是極少數針對它調整線路設計布局，得以使用處理器內建 USB4 的新品之一。

USB4 和 Thunderbolt 4 / 3 各有優點，Intel 向來強調 Thunderbolt 4 所支援、具備功能性更佳，是和 USB4 競爭的優勢。只不過 Intel 並未推出外接儲存 / 顯示卡適用的新控制器，導致零售市場只能買到 Thunderbolt 3 世代製品，那通常是使用第 2 代 Thunderbolt 3 控制器其中之一的 JHL7440。

Intel 角度的 Thunderbolt 4 / 3 與 USB4 比較表，表列功能性是以最低要求規格作為基準，實際支援規格仍以個案晶片設計為準，總之 Thunderbolt 4 / 3 與 USB4 三者是具有高度互換相容性。

Thunderbolt 4 控制器版本稍多，USB 3.2 向下相容性最高為 USB 3.2 Gen 2×2（20Gbps）或 USB 3.2 Gen 2（10Gbps），自 Core Ultra 系列行動處理器才算普遍完整支援。

反觀 USB4 在 USB-IF 推動之下，設計解決方案跑在前頭的 ASMedia，主控端與裝置端晶片都已經量產出貨，在零售通路市場也能購買到相關實體產品。其中特別是主控端，陸續通過了 USB-IF 與 Intel Thunderbolt 雙重認證，至於裝置端 ASMedia 的工程測試板亦有通過 Intel Thunderbolt 認證。

USB4 架構示意圖，圖例中 USB4 Protocol 核心技術是源自 Thunderbolt 3，而 Thunderbolt 4 其實只算是 Thunderbolt 3 微改款，除了提升功能性更針對 USB4 相容性兩三事進行強化。

話說，AMD 截至目前為止提供的 USB4 功能，像幾天之後所要解禁 X860E、X870 桌上型晶片組，可以確定是藉由綁定 ASMedia 的 ASM4242 主控晶片來負責。在此之前的產品，我們並不認為 AMD 會分心去自主開發設計，可能是和晶片組合作夥伴 ASMedia 協調，取 ASM4242 的 IP 來進行整合（這段話僅供參考… …）。

ASMedia 的 ASM4242 主控晶片與 ASM2464PD / PDX 裝置端晶片，USB 向下相容所有 USB 3.2（20Gbps、10Gbps、5Gbps）規範，因此又稱為全功能解決方案，其整體規格高於 USB4 規範的最低要求。

即便 USB4 是 USB 3.2 與 Thunderbolt 3 的融合體，但 USB-IF 陣營向來相對比較開放（或說放任… …），參與的製造商與品牌數量眾多，讓產品價格親民這宗旨相對容易實現。USB4 看來也不會例外，ASMedia 設計解決方案相關產品（如擴充介面卡、固態硬碟外接盒等），目前價位都比 Thunderbolt 4 / 3 產品親民。

以 ASUS 自家特定主機板適用的擴充卡為例，USB4 PCIe Gen4 Card 開賣不到一年，價格比銷售多時的 ThunderboltEX 4 Card 便宜數百元。

以固態硬碟外接盒為例，起先要價動輒達 3,xxx～4,xxx 元，然而近來能看到喊出 1,500 元有找，呼應了「先買先享受、晚買享折扣」這句話。反觀 Thunderbolt 4 / 3，嚴謹的測試認證要求有其優點，但成本加諸在實體產品上往往導致價格高不可攀，真正通過測試認證的產品猶如「日本製壓縮機非常稀少」，我們就不舉例了。

真 USB4 固態硬碟外接盒，陸續開賣頂多一年左右的時間，價格直直落正好讓更多人也負擔的起。

USB4 vs. Thunderbolt 實測比一比

藉著介紹 ASUS USB4 PCIe Gen4 Card 與 OWC Express 1M2 外接盒這兩款新品的機會，我們索性再一次進行 USB4 速度體驗，差異在於都是使用市售版產品，更能夠反映真實世界的狀況。

我們一樣備齊 USB4 和 Thunderbolt 兩種介面，所需的擴充介面卡與儲存裝置，在固定的桌上型平台進行，將性能測試變數控制在最小範圍內。當然了，由於 Thunderbolt 4 沒有推出外接儲存應用解決方案，只好以 Thunderbolt 3 產品來代替。

ASUS 所推出 USB4 與 Thunderbolt 4 擴充介面卡，只適用於自家特定的主機板，並非通用設計型產品。

圖例 USB4 與 Thunderbolt 3 儲存應用裝置，都是支援 PCIe M.2 固態硬碟模組。

測試平台

處理器：Intel Core i7-14700K
主機板：ASUS ROG Maximus Z790 Apex
記憶體：Kingston FURY Beast DDR5-6000 RGB
系統碟：Kingston KC3000 PCIe 4.0 NVMe M.2 SSD 1TB
顯示卡：ASUS Dual GeForce RTX 4060 OC 8GB
電源供應器：ASUS ROG Thor II 1000W
散熱器：Noctua NH-D15S
顯示器：ASUS TUF Gaming VG28UQL1A
作業系統：Microsoft Windows 11 Pro 64bit 23H2
擴充介面卡：ASUS USB4 PCIe Gen4 Card（USB4，ASMedia ASM4242 控制器）、ASUS ThunderboltEX 4 Card（Thunderbolt 4，Intel JHL8540 控制器）
測試用裝置：Western Digital WD_BLACK SN850 1TB、Western Digital WD_BLACK SN750 1TB、OWC Express 1M2 外接盒（USB4，ASMedia ASM2464PD 裝置端晶片）、Seagate FireCuda Gaming Docking（Thunderbolt 3，Intel JHL7440 控制器）

性能數據彙整取重點來看，USB4 PCIe Gen4 Card 搭配 Express 1M2 這樣完整的 USB4 組合，於 CrystalDiskMark 測得最大存取速度為讀取 3,7xxMB/s、寫入 3,6xxMB/s，在 ATTO Disk Benchmark 視佇列深度而定，可達到讀取 3.27GB/s～3.44GB/s、寫入 2.92GB/s～3.01GB/s。

其他 3 種交叉組合有個共同變因，那就是 Thunderbolt 4 / 3 的 PCIe Tunneling 最高僅支援 PCIe 3.0 x4，而且 PCIe 頻寬規格上限為 32Gbps、約等 3,000MB/s（視控制器而定），所以 CrystalDiskMark 實測速度落在讀取 3,1xxMB/s、寫入 2,8xx～2,9xxMB/s 附近，與完全 USB4 方案相較落後 19.x％～24.x％。

另外就 ATTO Disk Benchmark 來看，完全 USB4 方案讀取達到 3.2xGB/s～3.44GB/s，反觀交叉組合最高不過 2.92GB/s，至少落後 16.x％～17.x％。至於寫入方面，完全 USB4 方案至少有 2.92GB/s 表現，交叉組合則是在 1.99GB/s～2.2GB/s，落後多達 35.x％～47.x％不等。

ASUS USB4 PCIe Gen4 Card - Benchmark (3)

ASUS USB4 PCIe Gen4 Card - Benchmark (4)

ASUS USB4 PCIe Gen4 Card - Benchmark (1)

ASUS USB4 PCIe Gen4 Card - Benchmark (2)

如果於外接儲存裝置有著特殊應用需求，那麼 4K 隨機吞吐量相對值得注意，此時差距不再那麼顯著。ATTO Disk Benchmark 顯示差異最多是讀取 3.x％、寫入 6.x％，隨著佇列深度增加會縮小到相近，至於 CrystalDiskMark 差異大多落在 1.x％，僅 Q1T1 條件下寫入是略多的 3.x％。

ASUS USB4 PCIe Gen4 Card - Benchmark (5)

ASUS USB4 PCIe Gen4 Card - Benchmark (6)

ASUS USB4 PCIe Gen4 Card - Benchmark (7)

ASUS USB4 PCIe Gen4 Card - Benchmark (8)

到這邊大家可能也好奇，如果 USB4 外接盒只使用 PCIe 3.0 x4 固態硬碟模組，那麼速度表現又會是如何呢？簡單以 CrystalDiskMark 實測截圖為例，我們試著搭配 Western Digital WD_BLACK SN750 1TB，最大存取速度來到讀取 3,36xMB/s、寫入 2,90xMB/s，也是比 Thunderbolt 4 / 3 方案來得好。

PCMark 10 與 3DMark 儲存測試結果，和前述 4K 隨機吞吐量相呼應，儘管完全 USB4 方案的得分與平均頻寬都最高，但實質差距算下來都落在 4.x％。就 3DMark 附加細項來看，遊戲載入平均搜尋時間僅 1 項差異來到 3.x％，而遊戲相關綜合應用部分，最大勝差是搬移遊戲達到 16.x％。

ASUS USB4 PCIe Gen4 Card - Benchmark (13)

ASUS USB4 PCIe Gen4 Card - Benchmark (10)

ASUS USB4 PCIe Gen4 Card - Benchmark (11)

ASUS USB4 PCIe Gen4 Card - Benchmark (12)

最後，我們利用工具軟體產生 100GB 單一大檔，透過 FastCopy 傳輸試驗來作為實際應用代表。完全 USB4 方案的平均速度達到讀取 3,624MB/s、寫入 3,228MB/s，反觀交叉試驗組單一最佳值是讀取 3,158MB/s、寫入 2,617MB/s，差距分別達到 14.x％、23.x％或以上。