通用串行总线标准的演进
通用串行总线（USB）标准的发展史可追溯到 1996 年。它最初以 USB 1.0 版本亮相，随后被 2.0 版本取代，并进一步演变成令人眼花缭乱的 3.0、3.1 和 3.2 规范。值得庆幸的是，最新的开放式 USB 规范——它借鉴了雷电 3（Thunderbolt 3）的技术基础——采用了相对简洁的命名：USB4。
USB4 的理论带宽上限可达 40Gbps（实际表现取决于制造商的实现），并具备支持 DisplayPort、PCIe 隧道传输以及设备间直接通信的能力。
通常，基本的 USB4 主机实现方案仅支持 20Gbps 的带宽，且对连接设备的供电功率仅为 7.5W。相比之下，高端的雷电 4 接口可提供高达 15W 的配件供电。USB4 是一项免版税的技术，由 USB 开发者论坛（USB-IF）负责管理，因此它在中端和大众价位的设备中拥有更高的普及率。
虽然 USB4 2.0 规范已将最高带宽推升至惊人的 80Gbps，但截至 2025 年，这一最新版本仍处于市场推广阶段，尚未实现大规模普及。
USB4 的几项核心设计理念包括：
统一接口： 仅使用 USB-C 接口（且仅限于此）来集成显示输出、数据传输和充电/供电功能。
广泛兼容： 实现与现有 USB 乃至雷雳（Thunderbolt）产品的普遍兼容性。
标准体验： 通过定义端口功能，为用户提供可预测且一致的使用体验。
灵活配置： 允许主机系统根据具体需求，灵活调整带宽分配、电源管理及其他性能参数。
相似外表下的内在差异：雷电与 USB4 的对比
尽管 USB4 脱胎于雷电技术，两者之间仍存在诸多显著区别。雷电技术是 Intel 与 Apple 在 2011 年联合开发的高速连接标准，此后经历了持续的技术革新。2020 年推出的 雷电 4（Thunderbolt 4）在数据传输速率、视频输出能力和供电标准方面，均超越了其前身雷电 3。随后，Intel 又在 2023 年末发布了 雷电 5（Thunderbolt 5），进一步提升了带宽和整体性能。当前，雷电 4 已得到广泛应用，而雷电 5 正逐步进驻高端硬件市场。
雷电 4 的关键特性
雷电 4 完全兼容 USB4 和 PCIe 第三代标准。所有经过官方认证的线缆都能稳定地提供 40Gbps 的全速带宽。该标准强制要求实施 DMA 防护 功能（基于 Intel VT-d 技术），以有效抵御内存窥探等网络攻击。在供电方面，雷电 4 支持最高 100W 的 USB 供电，足以给笔记本电脑充电，同时确保配件至少获得 15W 的供电。借助对 DisplayPort 1.4 的支持，雷电 4 能够轻松连接两台 4K 分辨率的显示器。
旗舰级的雷电 5
雷电 5 在继承前代所有优点的基础上，实现了质的飞跃：其速度达到惊人的 80Gbps，供电能力提升至 140W-240W，并支持更快的 PCIe 第四代标准。通过整合 DisplayPort 2.1 技术，雷电 5 仅需一根线缆即可驱动最多三台 4K 显示器，性能远超雷电 4。与前代一样，雷电 5 沿用 USB-C 接口，并保持了与雷电 3、雷电 4 和 USB4 的向下兼容性。截至 2025 年中旬，雷电 5 主要出现在采用 Intel Meteor Lake 或更新平台的部分顶级笔记本电脑和台式机上。
接口标准对比一览表
为了更清晰地对比这些标准，我们整理了以下关键参数：
| 特性 |
雷电 4 (Thunderbolt 4) |
USB4 |
| 接口类型 |
USB-C |
USB-C |
| 支持的最低带宽 |
40Gbps |
20Gbps |
| 支持的最高带宽 |
40Gbps |
40Gbps |
| 最低显示输出要求 |
双 4K 显示器 |
单显示器 |
| DisplayPort 隧道 |
DisplayPort 1.4a |
DisplayPort 1.4a |
| DisplayPort Alt 模式 |
DisplayPort 2.0 |
DisplayPort 2.0 |
| 最小数据传输速度 |
PCIe - 32Gpbs；USB 3.2 - 10Gpbs |
USB 3.2 - 10Gpbs |
| PCIe 支持 |
PCIe Gen3x4 |
可选
|
| 唤醒功能 |
支持 |
可选
|
| 最小供电功率 |
15W |
7.5W |
| 最大供电功率 |
240W |
240W |
| DMA 保护 (Intel VT-d) |
是（强制） |
否 |
| USB4 规格合规性 |
合规 |
合规 |
USB4 作为一项开放标准，获得了几乎所有主流制造商和当代操作系统的广泛支持，因此在兼容性上无需担忧。许多新发布的笔记本电脑都配备了 USB4 接口，但需要注意的是，并非所有 USB4 接口都能发挥其全部性能，也并非所有都能保证与雷电接口的全面兼容。
如何做出选择？
选择哪种接口标准，最终取决于您的实际系统需求。
如果您计划连接两台甚至三台高分辨率外接显示器，那么雷电 4 和雷电 5 所提供的稳定且强制的 DisplayPort 支持将是更优的选择。
相反，如果您很少使用大量外设，特别是那些需要高吞吐量的外部存储设备，那么 USB4 相对较低的最低数据传输速率和供电能力可能不会对您的使用造成明显影响。
您的选择应当基于对自身工作流程和设备连接需求的侧重。
