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Thunderbolt-Anschlüsse bei M1-Macs: Höhere Bandbreite für Einzel-Ports als bei Intel-Macs

Als Apple die M1-Macs veröffentlichte, wurden zusätzlich zu den größtenteils begeisterten Reviews auch ein paar kritische Stimmen laut. „Warum haben die neuen ARM-Macs nur zwei Thunderbolt-Anschlüsse?“, so eine oft geäußerte Frage in Foren und sozialen Netzwerken. Insbesondere beim Mac mini und MacBook Pro werden die zwei zusätzlichen Ports der Intel-Varianten vermisst. Doch beim genaueren Blick auf den technischen Aufbau der neuen Macs zeigt sich: Es gibt einen wichtigen Unterschied zu Intel-Macs, von dem die Leistungsfähigkeit der Thunderbolt-Anschlüsse bei ARM-Macs profitiert.


Bei Intel-Macs teilen sich zwei Thunderbolt-Ports einen Controller
Am Beispiel des 2019er MacBook Pro (Intel) samt vier Thunderbolt-Anschlüssen lässt sich eine Gemeinsamkeit mit dem neuen ARM-MacBook von Apple erkennen: Zwar bietet das Intel-Gerät die doppelte Anzahl an Thunderbolt-Ports, beide Maschinen verfügen jedoch über gleich viele Thunderbolt-Controller. Während bei den ARM-Macs jeder Thunderbolt-Anschluss einen eigenen Controller besitzt, teilen sich bei Intel-Macs jeweils zwei Gehäuse-Ports einen Controller. Demzufolge ist bei den Intel-Geräten die Bandbreite beider Anschlüsse eines Controllers jeweils auf den Single-Bus-Wert von maximal 2.800 MB/sec limitiert.

Falls also beispielsweise an den beiden Anschlüssen eines Controllers zwei externe Festplatten angeschlossen sind, müssen sie sich die Bandbreite teilen – was zu entsprechenden Leistungseinbußen führt. Bei Apples neuen ARM-Geräten hingegen können beide Thunderbolt-Anschlüsse getrennt voneinander auf die volle Leistung zugreifen.

Mehr Thunderbolt-Anschlüsse per externem Hub
Trotz des eigenen Controllers für jeden Thunderbolt-Anschluss dürften die nur zwei verbauten Ports diverse Käufer von M1-Macs stören. Die Lösung heißt in dem Fall: Thunderbolt Hub. OWC beispielsweise bietet geeignete Modelle an. Ähnlich wie bei USB-Hubs lassen sich so weitere Ports an einem Thunderbolt-Anschluss nachrüsten.

Die Hub-Funktionalität ist eigentlich ein Feature von Thunderbolt 4 – Apple hat es aber bereits in die M1-Macs integriert, damit Nutzer ihre Anschlüsse um zusätzliche Ports erweitern und so mehr externe Geräte anschließen können. Alle am Hub angeschlossenen Devices teilen sich jedoch die verfügbare Bandbreite, was zu einem verringerten Datendurchsatz führt (verglichen mit dem Betrieb von externen Thunderbolt-Geräten direkt an beiden Gehäuseanschlüssen des M1-Macs).

Kommentare

MikeMuc04.12.20 17:27
Und da ist sie wieder die Apple typische Adapteritis. Steht sich hat die Frage, warum Apple das nun (erstmal) nur so gelöst hat. Konnten sie (noch) nicht anders oder wollten sie nicht. Werden wir wohl erst bei den nächsten Macs mit M1 sehen.
+2
UWS04.12.20 17:37
MikeMuc
Konnten sie (noch) nicht anders oder wollten sie nicht.
Tja gute Frage man weiß es nicht...mglw. liegt es an der Konstruktion mit den beiden Retimern. Der Controller sitzt ja nun offensichtlich im SoC, der Mac Mini M1 hat zwei Retimer, also (verkürzt ausgedrückt) Signalverstärker, die das Signal vom Controller an die Buchsen schieben respektive da abholen. Vermutlich reicht der Platz nicht für vier Retimer und dann vier Buchsen.

Der Unterschied zu vorher ist letztlich:
- alter Mac Mini zwei Controller = vier Buchsen im Preis inbegriffen
- neuer Mac Mini zwei Controller = zwei Buchsen im Preis inbegriffen (d.h man muss rund 180 EUR mehr investieren, falls man insgesamt vier Buchsen braucht).

Ansonsten noch eine Anmerkungen zum Beitrag. Ich dachte zumächst auch "schick, ein TB-4 Feature"... Lt OWC läuft der Hub aber AUCH mit TB-3 Intel-Macs, Voraussetzung ist dabei Big Sur. Inweiweit es damit technische Einschränkungen geben könnte, geht aus den bisher bekannten Fakten nicht hervor.
+1
MarkBischoff04.12.20 18:43
Die Hub Funktion ist kein Feature des M1 Mac, laut OWC hat funktioniert das mit jedem Mac mit Thunderbolt 3, Voraussetzung ist einzig BigSur. Ich hatte diesbezüglich bei OWC nachgefragt.
+6
AJVienna04.12.20 19:51
Ich habe jetzt ein Thunderbolt Gehäuse mit Festplatten drin. Die sind laut System Info über Thunderbolt auf USB auf SATA angebunden. Die gleiche Festplatte schafft so 400-500MB/s während sie direkt per USB angeschlossen gerade mal 150MB/s verschlüsselt und 250-350MB/s unverschlüsselt geschafft hat. Hat noch jemand solche Erfahrungen gemacht?
0
FuXx05.12.20 04:13
Der Artikel ist so nicht korrekt. Denn der M1 Mac Mini ersetzt nicht die bisherigen Intel Mac Minis, daher auch die andere Farbe. Der Vergleich passt also nicht.

Das M1 Macbook Air ersetzt das Intel Macbook Air, das ebenfalls zwei Thunderbolt Anschlüsse hatte.

Das M1 Macbook Pro ersetzt das bisherige Macbook Pro Einstiegsmodell, das ebenfalls zwei Thunderbolt Anschlüsse hatte.

Wieso sehen das so viele nicht? Die anderen Modelle mit mehreren Thunderbolt Anschlüssen werden noch folgen.
+8
Sputnik123
Sputnik12305.12.20 09:06
kann sich jemand noch an die zeit erinnern als Apple noch geworben hat das man keine Hubs oder anderen kram braucht?
cum hoc ergo propter hoc
+5
firevsh2o
firevsh2o05.12.20 09:18
Sputnik123
kann sich jemand noch an die zeit erinnern als Apple noch geworben hat das man keine Hubs oder anderen kram braucht?

Ja, kann mich noch erinnern. Das war aber auch schon damals eine Werbung mit sehr, sehr geringem Wahrheitsgehalt.
+1
Kuziflu
Kuziflu05.12.20 09:58
Sputnik123
kann sich jemand noch an die zeit erinnern als Apple noch geworben hat das man keine Hubs oder anderen kram braucht?

Ich kann mich auch noch gut daran erinnern, dass Apple früher seinen Geräten nützliche Extras beigelegt hat.
Beim MacBook Pro war ein DVI-VGA-Adapter und eine Fernbedienung dabei. Beim iPhone ein Ladegerät und eine Klinkebuchse (zumindest als Lightning-Adapter).
Nicht dass ich die Sachen jeden Tag gebraucht hätte, aber wenn es zum ersten Mal so weit war, waren sie griffbereit.
+4
blackboxberlin05.12.20 10:19
Die Idee hinter Thunderbolt ist eigentlich, das es als eine „Gerätekette“ gedacht ist (besser bekannt als: „Daisy Chain“).

Wer sich noch an SCSI erinnern kann, so ähnlich ist auch bei Thunderbolt: unterschiedliche Geräte können hintereinander verbunden werden (Monitor, Festplatte...).

Übrigens: ein ähnliches Prinzip funktioniert auch mit dem DisplayPort und zwei Monitoren: Ich brauche für meinen Mac nur ein Kabel zum Monitor - der zweite Monitor wird einfach mit dem ersten Monitor verbunden.

Das einzige Problem: noch zu wenige Hersteller/Geräte unterstützen Thunderbolt bzw. sind die entsprechenden Geräte teurer!
+5
subjore05.12.20 11:21
FuXx
Der Artikel ist so nicht korrekt. Denn der M1 Mac Mini ersetzt nicht die bisherigen Intel Mac Minis, daher auch die andere Farbe. Der Vergleich passt also nicht.

Das M1 Macbook Air ersetzt das Intel Macbook Air, das ebenfalls zwei Thunderbolt Anschlüsse hatte.

Das M1 Macbook Pro ersetzt das bisherige Macbook Pro Einstiegsmodell, das ebenfalls zwei Thunderbolt Anschlüsse hatte.

Wieso sehen das so viele nicht? Die anderen Modelle mit mehreren Thunderbolt Anschlüssen werden noch folgen.

Der i3 Mac Mini wurde durch den neuen Mac Mini ersetzt.
+2
Nightlauncher05.12.20 11:39
Gescheite thunderbolt controller scheint es leider keine zu geben. Der von OWC unterstützt leider keine 100W Power. Elegant wäre es zudem, wenn man ihn im power delivery mode ohne externes NG betrieben könnte!
+1
awk07.12.20 10:27
Während bei den ARM-Macs jeder Thunderbolt-Anschluss einen eigenen Controller besitzt, teilen sich bei Intel-Macs jeweils zwei Gehäuse-Ports einen Controller. Demzufolge ist bei den Intel-Geräten die Bandbreite beider Anschlüsse eines Controllers jeweils auf den Single-Bus-Wert von maximal 2.800 MB/sec limitiert.

Wo stammt denn diese Info her? Diese Limitation ist nirgendwo dokumentiert. Sollte das so sein, ist das nicht in der Verantwortung von Intel sondern von Apple. Denn Apple hätte Thunderbolt nicht korrekt implementiert.
Ich verstehe auch gar nicht warum jetzt auf einmal ältere Geräte, die man vorher in den Himmel gehoben hat, langsame Gurken sein sollen.
Thunderbolt ist ein kompliziertes System aus Bus und Stern. Die maximale Transferrate liegt bei 40 Gbit/s - pro Bus. Das gilt für Apple Silicon wie für Intel Geräte. Bei zwei Anschlüssen müssen die beiden sich die Transferrate teilen. Daraus einen Vorteil der M1 Geräte und eine Rechtfertigung für deren einen Anschluss abzuleiten kann ich nicht verstehen. Denn auch die Intel Geräte können, wenn nur ein Gerät angeschlossen ist 40 Gbit/s liefern. Theoretisch zumindest. Denn angebunden sind sie vermutlich über PCIe 3. Aggregiert kann der Durchsatz nur erreicht werden, wenn DisplayPort parallel übertragen wird.
Die M1 Macs werden sich die Bandbreite genauso teilen müssen wenn ein Hub angeschlossen wird. Sowohl die M1 als auch die Intel Macs könnten so theoretisch maximal 80 Gbit/s über ihre Thunderbolt Ports ausgeben.
+3
UWS07.12.20 13:01
awk
Wo stammt denn diese Info her?
Aus dem oben verlinkten Blog-Beitrag von OWC...demnach hat der Mac Mini M1 zwar nur zwei TB-Buchsen aber offenbar immerhin zwei separate Controller dafür. Im Grunde ist das zum Vorgänger zwar ein Downsizing, da eben zwei Buchsen wegfallen. Allerdings könnte man das durch den neuen OWC Hub kompensieren, muss dafür aber zusätzlich Geld in die Hand nehmen.

Aber irgendwie habe ich das oben schon alles geschrieben...

Zwischen TB3 im Intel Mac und im Mac M1 gibt es ansonsten vermutlich keinen Unterschied. Ob der M1 intern PCIe3 oder 4 unterstützt, ist noch nicht ganz klar. Würde mich aber eher wundern, wenn es lediglich die 3er Version wäre...
0
awk07.12.20 13:33
UWS
awk
Wo stammt denn diese Info her?
Aus dem oben verlinkten Blog-Beitrag von OWC...
The total throughput of both ports together on a single bus is limited to 2,800 MB/sec.

Fein, und woher hat OWC diese Information? Weder Intel noch Apple erwähnen in ihren Dokumenten diese Limitation.
Ohne Angabe einer Quelle ist das nur eine Behauptung. Würde das wirklich stimmen, hätte Apple seine Kunden unrichtig informiert, Apple erwähnt immer nur 40 Gbit/s
OWC ist natürlich glücklich über die Beschränkung auf zwei Ports.
Die Beschränkung fördert das Geschäft der Zubehör Anbieter.
Zwei Ports sind ein Witz, einer geht ohne Dock oder Multi Port Adapter schon für die Stromversorgung weg. Ich finde das schon für Einsteigergeräte eine Zumutung. Aber als Apple Kunde macht man es halt mit.
+1
UWS07.12.20 14:58
awk
Fein, und woher hat OWC diese Information? Würde das wirklich stimmen, hätte Apple seine Kunden unrichtig informiert, Apple erwähnt immer nur 40 Gbit/s
Die 2.800 MB/sec sind das max. Real-World-Ergebnis für schnelle Einzel-Speichermedien, das andere der theoretisch mögliche Datenübertragungswert der Schnittstelle, also der Wert für die Marketingabteilung...
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awk07.12.20 15:35
UWS
Die 2.800 MB/sec sind das max. Real-World-Ergebnis für schnelle Einzel-Speichermedien, das andere der theoretisch mögliche Datenübertragungswert der Schnittstelle, also der Wert für die Marketingabteilung...

Diese Antwort hatte ich befürchtet. Die ist ohne Substanz. Was heute machbar ist, ist morgen schon vergessen. Die 2800 MB/sec gelten für NVME SSDs basierend auf dem PCIe3 Standard. PCIe 4 SSDs sind erheblich schneller.
Schließe ich zwei davon an ein MacBook Pro mit 4 Ports an, ist das die derzeitige Obergrenze für SSDs. Das heißt aber nicht, dass der Bus nicht mehr liefern kann. Das Ergebnis für die M1 Macs wäre dann dasselbe.
+1
UWS07.12.20 16:00
awk
Diese Antwort hatte ich befürchtet. Die ist ohne Substanz. PCIe 4 SSDs sind erheblich schneller.
Jetzt wird das Eis aber arg dünn in Sachen Substanz...was nützt denn eine wesentlich schnellere PCIe 4 SSD in einem externen Gehäuse, das per TB3 verbunden wird?
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