Thunderbolt 4 và USB4 chia sẻ cùng một thông số kỹ thuật lớp vật lý, cả hai đều đề cập đến TBT4, và về lý thuyết có khả năng tương thích tốc độ như nhau. Tuy nhiên, chúng khác nhau về các giao thức được sử dụng. USB4 sử dụng giao thức đường hầm, trong khi Thunderbolt 4 sử dụng các giao thức DP và PCIe. Trong sử dụng thực tế, sự khác biệt về chức năng giữa chúng hầu như không nhận thấy được và phần mềm kiểm tra giống nhau có thể được sử dụng cho Thunderbolt 4, Thunderbolt 3 và USB4.
Thunderbolt 4, phiên bản mới nhất của giao diện Thunderbolt, phát triển từ Thunderbolt 3 và vẫn sử dụng đầu nối USB Type-C. Intel chính thức công bố Thunderbolt 4 vào đầu năm 2020 và bắt đầu bán ra trên các máy tính xách tay thế hệ thứ 11 dựa trên Core vào mùa thu năm đó. So với Thunderbolt 3, Thunderbolt 4 tăng yêu cầu băng thông liên kết PCIe tối thiểu từ 16 Gbps lên 32 Gbps và bổ sung hỗ trợ cho hai màn hình 4K (60 Hz) sử dụng giao thức DisplayPort 1.4. Các cải tiến khác bao gồm khả năng đánh thức PC khỏi chế độ ngủ, hỗ trợ các phụ kiện có tối đa bốn cổng Thunderbolt và hỗ trợ bảo vệ DMA Intel VT-d cho máy ảo.
Thunderbolt 4 hỗ trợ băng thông hai chiều lên đến 40 Gbps, làm cho nó trở thành một giao diện lý tưởng cho truyền dữ liệu từ PC sang PC, các giải pháp lưu trữ SSD tối ưu và các dock GPU ngoài như Razer Core X. Ít nhất một giao diện Thunderbolt 4 trên máy tính xách tay có thể sạc thiết bị và khả năng tương thích phổ quát của nó mở rộng để hỗ trợ tất cả các tiêu chuẩn USB hiện tại và trước đó, bao gồm cả USB 4. Các thiết bị ngoại vi USB 4 có thể được cắm trực tiếp vào cổng Thunderbolt 4 và hoạt động ở tốc độ tối đa. Thunderbolt 4 cũng có thể chứa các thiết bị ngoại vi USB cũ hơn sử dụng đầu nối USB Type-C hoặc Type-A (thông qua bộ chuyển đổi hoặc đế cắm). Giải pháp đế cắm đặc biệt phù hợp với các máy tính xách tay có cổng ngoài hạn chế. Ngoài ra, Thunderbolt 4 có thể cung cấp tới 98 watt điện năng sạc cho máy tính xách tay.
Tuy nhiên, Thunderbolt 4 có một số hạn chế cố hữu. Mặc dù tốc độ truyền lý thuyết của nó là 40 Gbps, một phần băng thông được dành riêng cho đầu ra video để đảm bảo khả năng tương thích tốt hơn với DisplayPort (DP), chỉ còn lại 32 Gbps cho truyền dữ liệu, tương đương khoảng với tiêu chuẩn PCIe 3.0 x4. Do đó, tốc độ tối đa lý thuyết của Thunderbolt 4 chỉ là 3200 MB/S và có một số tổn thất hiệu suất nhất định khi sử dụng đế cắm card đồ họa ngoài, với tổn thất lớn hơn đối với các card đồ họa cao cấp hơn. Khi các giao diện Thunderbolt 4 được ghép nối với các thiết bị lưu trữ không hỗ trợ giao thức Thunderbolt, tốc độ truyền tối đa chỉ ở mức USB 3.2 Gen2, chỉ 10 Gbps, hoặc dưới 1000 MB/s.
USB4, viết tắt của Universal Serial Bus Generation 4, lần đầu tiên được giới thiệu vào năm 1996 với việc phát hành thông số kỹ thuật USB 1.0, hỗ trợ tốc độ truyền tốc độ thấp 1,5 Mbps và tốc độ đầy đủ 12 Mbps. Sau đó, các phiên bản với tốc độ được hỗ trợ là 480 Mbps, 5 Gbps, 10 Gbps, 20 Gbps, v.v. đã được phát hành liên tiếp. Vào tháng 9 năm 2019, thế hệ mới nhất của thông số kỹ thuật USB4 đã được phát hành, hỗ trợ 20 Gbps và 40 Gbps.
USB4.0 trực tiếp áp dụng tiêu chuẩn giao thức "Thunderbolt" Thunderbolt3 do Intel và Apple giới thiệu trên các máy tính xách tay cao cấp vào năm 2015, dựa trên giao diện USB Type-C. Tốc độ truyền dữ liệu hỗ trợ hai tốc độ: 10 Gbps/lane và 20 Gbps/lane, và tùy chọn hỗ trợ tốc độ TBT3 tương thích 10,3125 Gbps/lane và 20,625 Gbps/lane. Đồng thời, nó hỗ trợ các tiêu chuẩn tín hiệu như DisplayPort, PCIE và các tiêu chuẩn khác thông qua chế độ thay thế (ALT mode). Để tránh nhầm lẫn, Intel đã thống nhất cách đặt tên cho giao diện Thunderbolt sẽ được triển khai trên các máy tính xách tay cao cấp trong tương lai là Thunderbolt4.
Thunderbolt 4 và USB4 chia sẻ cùng một thông số kỹ thuật lớp vật lý, cả hai đều đề cập đến TBT4, và về lý thuyết có khả năng tương thích tốc độ như nhau. Tuy nhiên, chúng khác nhau về các giao thức được sử dụng. USB4 sử dụng giao thức đường hầm, trong khi Thunderbolt 4 sử dụng các giao thức DP và PCIe. Trong sử dụng thực tế, sự khác biệt về chức năng giữa chúng hầu như không nhận thấy được và phần mềm kiểm tra giống nhau có thể được sử dụng cho Thunderbolt 4, Thunderbolt 3 và USB4.
Thunderbolt 4, phiên bản mới nhất của giao diện Thunderbolt, phát triển từ Thunderbolt 3 và vẫn sử dụng đầu nối USB Type-C. Intel chính thức công bố Thunderbolt 4 vào đầu năm 2020 và bắt đầu bán ra trên các máy tính xách tay thế hệ thứ 11 dựa trên Core vào mùa thu năm đó. So với Thunderbolt 3, Thunderbolt 4 tăng yêu cầu băng thông liên kết PCIe tối thiểu từ 16 Gbps lên 32 Gbps và bổ sung hỗ trợ cho hai màn hình 4K (60 Hz) sử dụng giao thức DisplayPort 1.4. Các cải tiến khác bao gồm khả năng đánh thức PC khỏi chế độ ngủ, hỗ trợ các phụ kiện có tối đa bốn cổng Thunderbolt và hỗ trợ bảo vệ DMA Intel VT-d cho máy ảo.
Thunderbolt 4 hỗ trợ băng thông hai chiều lên đến 40 Gbps, làm cho nó trở thành một giao diện lý tưởng cho truyền dữ liệu từ PC sang PC, các giải pháp lưu trữ SSD tối ưu và các dock GPU ngoài như Razer Core X. Ít nhất một giao diện Thunderbolt 4 trên máy tính xách tay có thể sạc thiết bị và khả năng tương thích phổ quát của nó mở rộng để hỗ trợ tất cả các tiêu chuẩn USB hiện tại và trước đó, bao gồm cả USB 4. Các thiết bị ngoại vi USB 4 có thể được cắm trực tiếp vào cổng Thunderbolt 4 và hoạt động ở tốc độ tối đa. Thunderbolt 4 cũng có thể chứa các thiết bị ngoại vi USB cũ hơn sử dụng đầu nối USB Type-C hoặc Type-A (thông qua bộ chuyển đổi hoặc đế cắm). Giải pháp đế cắm đặc biệt phù hợp với các máy tính xách tay có cổng ngoài hạn chế. Ngoài ra, Thunderbolt 4 có thể cung cấp tới 98 watt điện năng sạc cho máy tính xách tay.
Tuy nhiên, Thunderbolt 4 có một số hạn chế cố hữu. Mặc dù tốc độ truyền lý thuyết của nó là 40 Gbps, một phần băng thông được dành riêng cho đầu ra video để đảm bảo khả năng tương thích tốt hơn với DisplayPort (DP), chỉ còn lại 32 Gbps cho truyền dữ liệu, tương đương khoảng với tiêu chuẩn PCIe 3.0 x4. Do đó, tốc độ tối đa lý thuyết của Thunderbolt 4 chỉ là 3200 MB/S và có một số tổn thất hiệu suất nhất định khi sử dụng đế cắm card đồ họa ngoài, với tổn thất lớn hơn đối với các card đồ họa cao cấp hơn. Khi các giao diện Thunderbolt 4 được ghép nối với các thiết bị lưu trữ không hỗ trợ giao thức Thunderbolt, tốc độ truyền tối đa chỉ ở mức USB 3.2 Gen2, chỉ 10 Gbps, hoặc dưới 1000 MB/s.
USB4, viết tắt của Universal Serial Bus Generation 4, lần đầu tiên được giới thiệu vào năm 1996 với việc phát hành thông số kỹ thuật USB 1.0, hỗ trợ tốc độ truyền tốc độ thấp 1,5 Mbps và tốc độ đầy đủ 12 Mbps. Sau đó, các phiên bản với tốc độ được hỗ trợ là 480 Mbps, 5 Gbps, 10 Gbps, 20 Gbps, v.v. đã được phát hành liên tiếp. Vào tháng 9 năm 2019, thế hệ mới nhất của thông số kỹ thuật USB4 đã được phát hành, hỗ trợ 20 Gbps và 40 Gbps.
USB4.0 trực tiếp áp dụng tiêu chuẩn giao thức "Thunderbolt" Thunderbolt3 do Intel và Apple giới thiệu trên các máy tính xách tay cao cấp vào năm 2015, dựa trên giao diện USB Type-C. Tốc độ truyền dữ liệu hỗ trợ hai tốc độ: 10 Gbps/lane và 20 Gbps/lane, và tùy chọn hỗ trợ tốc độ TBT3 tương thích 10,3125 Gbps/lane và 20,625 Gbps/lane. Đồng thời, nó hỗ trợ các tiêu chuẩn tín hiệu như DisplayPort, PCIE và các tiêu chuẩn khác thông qua chế độ thay thế (ALT mode). Để tránh nhầm lẫn, Intel đã thống nhất cách đặt tên cho giao diện Thunderbolt sẽ được triển khai trên các máy tính xách tay cao cấp trong tương lai là Thunderbolt4.
