USB Type-C 関連の規格メモ Type-C/C-to-Legacy Adapter/USB PD/DP Alt Mode/USB4/Thundebolt 4/Thunderbolt 3

# Type-C 周辺ややこしすぎる
- 端子に対して機能が多すぎる
    - どれが Required で、どれが Optional なのかも分かりづらい
    - ついでにどの機能に対して、どのケーブルが必要なのか分かりづらい
- 規格を読んでみたので、そのメモ
    - 割りと面白かった 
    - **読み間違いや勘違いが含まれる可能性アリ**
- 参考資料
    - USB 2.0: Universal Serial Bus Specification Revision 2.0 (Apr, 27, 2000)
    - USB 3.0: Universal Serial Bus 3.0 Specification Revision 1.0 (Nov. 12, 2008)
    - USB 3.1: Universal Serial Bus 3.1 Specification Revision 1.0 (Jul. 26, 2013)
    - USB 3.2: Universal Serial Bus 3.2 Specification Revision 1.1 (Jun. 2022) 
    - USB4: Universal Serial Bus 4 (USB4TM) Specification
    - Power Delivery 1.4: Universal Serial Bus Power Delivery Specification 3.1 (Apr. 2022)
    - Thunderbolt 3: Thunderbolt 3 Overview Brief (FINAL)
    - Thunderbolt 3: Thunderbolt 3 Technology Brief (FINAL)
    - Thunderbolt 4: Intel Thunderbolt 4 Announcement Press Deck (Jul. 8, 2020)



# Type-C
- Legends
    - `──`: undefined
    - `◯`: Required
    - `△`: Optional

## Receptacle & Plug
- 正方向では同じ番号のピン同士が接続される
    - Power: `GND` x4, `VBUS` x4, `CC` x1
    - USB 2.0: `D-/D+`
    - USB 3.x single-lane: `TX-/TX+`, `RX-/RX+`
    - USB 3.x dual-lane: `TX1-/TX1+`,  `RX1-/RX1+`, `TX2-/TX2+`,  `RX2-/RX2+`
    - Auxiliary: `VCONN`, `SBU`

- Receptacle
    ![receptable.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/278058/6c894ad4-a057-0635-0a4b-9c177b6b4a1a.png)
- Plug
    ![cable.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/278058/33c9fbbe-e87d-9926-152b-fa724d977548.png)
    - `CC` が片方しか無いのは、接続方向を識別するため
    - データ通信が USB 2.0 のみなら、TX/RX 等は未接続で良い

### Source, Sink, DFP, UFP
- DFP: Downstream Facing Port
- UFP: Upstream Facing Port

```
 +----------+                           +--------+
 |          |                           |        |
 |  Source  |[DFP] =============== [UFP]|  Sink  |
 |          |                           |        |
 +----------+                           +--------+
```




## USB Type-C Host
| USB Version | Max. Data Rate [Gbps] <br> (per lane) | Max. Data Rate [Gbps] <br> (per cable) | Data Lane | VBUS [mA] <br> (unconfigured) | VBUS [mA] <br> (non-PD max) | USB Power Delivery |
|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|
| USB 2.0                                     | 0.480   | 0.480 | D+/D-                                        | 100 | 500   | △ | △ <br> ◯ (5A cable) |   |   |
| USB 3.0 <br> USB 3.1 Gen1 <br> USB 3.2 Gen1 | 5       | 5     | TX+/TX-/RX+/RX-                              | 150 | 900   | △ | ◯ |   |   |
| USB 3.1 Gen2 <br> USB 3.2 Gen2              | 10      | 10    | TX+/TX-/RX+/RX-                              | 150 | 900   | △ | ◯ |   |   |
| USB 3.2 Gen1x2                              | 5       | 10    | TX1+/TX1-/RX1+/RX1- <br> TX2+/TX2-/RX2+/RX2- | 250 | 1,500 | △ | ◯ |   |   |
| USB 3.2 Gen2x2                              | 10      | 20    | TX1+/TX1-/RX1+/RX1- <br> TX2+/TX2-/RX2+/RX2- | 250 | 1,500 | △ | ◯ |
| USB4 Gen2x2                                 | 10      | 20    | TX1+/TX1-/RX1+/RX1- <br> TX2+/TX2-/RX2+/RX2- | 250 <br> 1,500 <br> 3,000 | ── | ◯ | ◯ |
| USB4 Gen3x2                                 | 20      | 40    | TX1+/TX1-/RX1+/RX1- <br> TX2+/TX2-/RX2+/RX2- | 250 <br> 1,500 <br> 3,000 | ── | ◯ | ◯ |
- `x2` は TX/RX のペアを二つ用いるので、Standard-A/Standard-B/Micro-B では動作しない
- Mini-B はそもそも TX/RX のペアを持たないので USB 2.0 でしか動作しない


### USB Bus Power
- 電圧は 5V 固定
- **ポートが configure されるまで、供給電流は unit load 以下に抑えなければならない**
    - 上表の **VBUS (unconfigured)**
- USB 3.1 の給電能力が 1,000 mA と解説してるサイトがあったけどよく分からない

### Type-C Current
- Type-C Sink は、従来の USB Bus Power よりも多くの電流をデフォルトで引き出すことができる
    - 電圧は 5V
- Source-side CC の Pull-up Resistor で判断して要求する
    - Type-C to Legacy Cable/Adapter では、Type-C Sink が Default USB Power 以上を引き出せないように 56 kΩ で Pull-Up されている必要がある
    - この時、IR Drop のため **56 kΩ ± 5 %** を使わなければならない

| Source Capability | CC Pull-up |
|:-:|:-:|
| Default USB Power <br/> 900 mA (single-lane), 1,500 mA (dual-lane)  | 56 kΩ ± 20 % |
| 1.5 A | 22 kΩ ± 5 % |
| 3.0 A | 10 kΩ ± 5 % |

## USB Type-C to Type-C Cable
| USB Version | Max Data Rate [Gbps] | Max. Cable Length [m] | Max. Current [A] | USB Power Delivery | eMarker |
|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|
| USB 2.0                     | 0.480  | 4   | 3 | SPR     | △ |
| USB 2.0                     | 0.480  | 4   | 5 | SPR/EPR | ◯ |
| USB 3.2 Gen1 <br> USB4 Gen2 | 10     | 2   | 3 | SPR     | ◯ |
| USB 3.2 Gen1 <br> USB4 Gen2 | 10     | 2   | 5 | SPR/EPR | ◯ |
| USB 3.2 Gen2 <br> USB4 Gen2 | 20     | 1   | 3 | SPR     | ◯ |
| USB 3.2 Gen2 <br> USB4 Gen2 | 20     | 1   | 5 | SPR/EPR | ◯ |
| USB4 Gen3                   | 40     | 0.8 | 3 | SPR     | ◯ |
| USB4 Gen3                   | 40     | 0.8 | 5 | SPR/EPR | ◯ |


## USB Type-C to Legacy Cable
| USB Revision | Source Plug | Sink Plug | Max. Data Rate [Gbps] | Max. Current [A] | Max. Length [m] | Rp/Rd on CC |
|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|
| USB 2.0      | USB 2.0 Standard-A   | USB 2.0 Type-C       | 0.480 | 3   | 4 | 56 kΩ ± 5 % |
| USB 3.1 Gen2 | USB 3.1 Standard-A   | Full-Featured Type-C | 10    | 3   | 1 | 56 kΩ ± 5 % |
| USB 2.0      | USB 2.0 Type-C       | USB 2.0 Standard-B   | 0.480 | 3   | 4 | 5.1 kΩ ± 20 % |
| USB 3.1 Gen2 | Full-Featured Type-C | USB 3.1 Standard-B   | 10    | 3   | 1 | 5.1 kΩ ± 20 % |
| USB 2.0      | USB 2.0 Type-C       | USB 2.0 Mini-B       | 0.480 | 0.5 | 4 | 5.1 kΩ ± 20 % |
| USB 2.0      | USB 2.0 Type-C       | USB 2.0 Micro-B      | 0.480 | 3   | 2 | 5.1 kΩ ± 20 % |
| USB 3.1 Gen2 | Full-Featured Type-C | USB 3.1 Micro-B      | 10    | 3   | 1 | 5.1 kΩ ± 20 % |

- Standard-A (Source) - Type-C (Sink) では、Type-C Plug の Source-side CC が **必ず 56 kΩ ± 5 % で Pull-Up されていなければならない**
    - Rp は Source の給電能力を示す。Sink は Rp に基づいて Source の給電能力を判断して要求する 
    - Standard-A の給電能力は最大で 900 mA (Rp = 56 kΩ ± 5 %)
    - **22 kΩ ± 20 %** や **10 kΩ ± 5 %** が用いられている場合、Sink が過剰な給電を要求する可能性がある


## USB Type-C to Legacy Adapter
| USB Revision | Source | Sink | Max. Data Rate [Gbps] | Max. Current [A] | Max. Length [m] | Rp/Rd on CC |
|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|
| USB 2.0      | USB 2.0 Micro-B **Receptacle** | USB 2.0 Type-C **Plug**           | 0.480 | 3   | 0.15 | 56 kΩ ± 5 % |
| USB 3.1 Gen1 | Full-Featured Type-C **Plug**  | USB 3.1 Standard-A **Receptacle** | 5     | 3   | 0.15 | 5.1 kΩ ± 20 % |
- Micro-B (Source) - Type-C (Sink) では、Type-C Plug の Source-side CC が **必ず 56 kΩ ± 5 % で Pull-Up されていなければならない**
- Type-C (Source) - Standard-A (Sink) では、**Sink-side に直接接続される機器向けに定義されている**
    - 例：USB フラッシュメモリ
    - 直接接続以外、例えばさらに USB ケーブルを繋げた場合の動作は保証されない

- Adapter の許容表
    - `◯`: **許容される**
    - `✕`: **許容されない**

| | | <br>Standard-A | <br>Standard-B | Receptacle <br> Mini-B | <br>Micro-B | <br>Type-C |
|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|
|      | Standard-A | - | - | - | - | ✕ |
|      | Standard-B | - | - | - | - | ✕ |
| Plug | Mini-B     | - | - | - | - | ✕ |
|      | Micro-B    | - | - | - | - | ✕ |
|      | Type-C     | ◯ | ✕ | ✕ | ◯ | - |
- **Type-C Receptacle を持つ Adapter は許容されない**
- 許容されないのは、Plug 側が Sink になる場合、Type-C Receptacle の Rp を設定できないから？

## USB Power Delivery
- `CC` wire を使って Negotiation を行う
    - Standard-A etc. を使う PD 2.0 は、PD 3.1 で Deprecated になっている
    - 5A を引き出すには 5A 対応のケーブルが必要
- USB PD では、
    - UFP は次の機能を **持たなければならない**
        - Sink Power である（電源を供給される）
        - SOP Packets で通信できる
    - UFP は次の機能を **持つかもしれない**
        - Source Power である（電源を供給できる）
        - USB 通信ができる
        - SOP* Pakckets で通信できる 
    - DFP は次の機能を **持たなければならない**
        - Source Power である（電源を供給できる）
        - SOP Packets で通信できる
    - DFP は次の機能を **持つかもしれない**
        - Sink Power である（電源を供給される）
        - USB 通信ができる
        - SOP* Pakckets で通信できる 
    - Source Device は、以下の内の一つ、もしくは複数である
        - AC などの外部電源
        - バッテリー
        - Bus-Powered Hub などの、電源供給ポート
    - Sink Device は、以下の内の一つ、もしくは複数である
        - バッテリー
        - 自身の動作のために電源供給を受ける
        - Bus-Powered Hub など、他のデバイスの動作のために電源供給を受ける
    - VCONN のソースは
        - DFP/UFP のいずれか、もしくは、Source/Sink のいずれか（Source として振る舞う方が VCONN ソースになる）
        - ケーブル動作のために電源を供給する
        - ケーブルとコミュニケーションできる唯一のポートである
- USB PD Negotiation
    1. Source-Only もしくは接続された DRP ポートが Source となる
        1. Source は VBUS に vSafe (5V) をかける
    1. Source は `SOP'` `SOP''` によってケーブルの能力を検出 **できる**
        1. Type-C ケーブルはデフォルトで 3A がサポートされるが、5A/ERP ケーブルの検出に使える
    1. Source は `Source_Capabilities` を送信する
        1. この時、`Voltage` を一つ選び、それに対する `Max Current` を通知する
        1. Source は `GoodCRC` or `Hard Reset` の受信により、PD 通信が可能であることを確認する
        1. Source は Sink からの `Request` を受信する
            1. Valid ならば、`Accept`, `PS_RDY` を返答する（要求された電流・電圧での PD 充電が可能である）
                1. この時点で、USB PD Explicit Contract が成立する
            1. `Capability Mismatch` なら、`Voltage` を変えて `Source_Capabilities` を送り直す

### Source/Sink の責任
- **Source は、Cable Capability を超える出力をしてはいけない**
    - 3A 超の出力に対応する場合、`SOP'` によって Cable Capability を検出し、それを超えないようにしなければならない
- **Cable Detection によって、以下の要件を満たさなければならない**
    - Source は、**3A 超、もしくは 20V 超の `Source_Capabilities` を送信する前に、Cable Detection を行わなければならない**
    - Sink は、**`Source_Capabilities` によって提供された出力から選択しなければならない**
        - この時、Source は Cable Capability を既に実行していることを前提としてよい
        - つまり、`Source_Capabilities` によって提供される電圧・電流は Cable Capability を超えない
    - DRP Sink は、`Get_Source_Cap` に対して、Cable Capability を考慮せず、自身の持つ全ての Source Capability を返答しなければならない
- **「5A 給電が可能な Source が、`SOP'` に失敗した時」** の動作が仕様書のどこに書いてあるのか分かりませんでした
    - 3A/20V にフォールバックする？


### Fixed Voltage Charging Models
- Negotiation で電圧を固定し、許容される範囲で電流を調整する
    - `SPR (Standard Power Range)`: 20V/5A まで
    - `EPR (Extended Power Range)`: 48V/5A まで

| Power Range | Available Current [A] | Voltage [V] | PDP Range [W] | Notes |
|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|
| SRP/ERP | 3 | 5 <br> 9 <br> 15 <br> 20 | 15 - 60 | |
| SRP | 5 | 20 | 60 - 100 | 5A Cable is Required |
| ERP | 5 | 20 | 60 - 100 | ERP Cable is Required |
| ERP | 5 | 28 <br> 36 <br> 48 | 100 - 240 | ERP Cable is Required |


### PPS (Programmable Power Supply) Charging Models
- SPR Mode Only
- 電圧、電流を指定範囲で細かく調整しながら給電する

| Available Current [A] | Prog | Voltage Range [V] | Notes |
|:-:|:-:|:-:|:-:|
| 3 | 5V | 3.3 - 5.9 |  |
| 3 | 9V | 3.3 - 11 |  |
| 3 | 15V | 3.3 - 16 |  |
| 3 | 20V | 3.3 - 21 |  |
| 5 | 20V | 3.3 - 21 | 5A Cable is Required |


### AVS (Adjustable Voltage Supply) Charging Models
- EPR Mode Only
- `Available Current = round down (PDP/Max Voltage) to the nearest 50 mA` 

| PDP Range [W] | Voltage Range [V] |
|:-:|:-:|
| 100 - 140 | 15 - 28 |
| 140 - 180 | 15 - 36 |
| 180 - 240 | 15 - 48 |

### Power Rules
- 抜粋
    - Chapter 10.2 Source Power Rules
    - Chapter 10.3 Sink Power Rules
- Source は、
    - Fixed Voltage に対する最大電流は、`PDP [W]/Voltage [V]` を、10mA 単位で切り上げるか切り捨てるかでなければならない
    - **Optional SPR Voltage をサポートしてもよい** が、20 V を超えてはならない
        - **EPR で実装してはならない**
    - PDP に対して、下表の出力はサポートしなければならない
- Sink は、
    - 想定以上の PDP を持つ Source では動作しなければならない
    - `0.5 W ≦ Source PDP < PDP` の Source に対しては、動作するか Capability Mismatch で返答しなければならない
    - **Optimal PDP に最適化された Sink は、同等以上の規格出力を持つ Source でも同様に動作しなければならない**


| PDP [W] | Current 5V [A] | Current 9V [A] | Current 15V [A] | Current 20V [A] |
|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|
| 0.5 < PDP ≦ 15 | PDP/5 | - | - | - |
| 15 < PDP ≦ 27  | 3 | PDP/9 | - | - |
| 27 < PDP ≦ 45  | 3 | 3 | PDP/15 | - |
| 45 < PDP ≦ 60  | 3 | 3 | 3 | PDP/20 |
| 60 < PDP ≦ 100 | 3 | 3 | 3 | PDP/20 |


## DP Alternate Mode
- Power Delivery Protocol の `Structured VDM (Vendor-Defined Messages)` を用いて handshake を行う
    - よって、`CC` が必要
    - 加えて、データ送受信用の `Full-Featured Type-C` ケーブルが必要
- Display Port
    - `MainLane[0-4]+/-` の最大4レーンの Differential Pairs を用いてデータを送受信する
    - 解像度/周波数を制限することで、**2レーンでの動作も可能**
- DisplayPort Alternate Mode
    - USB 3.2 は最大で `TX1+/TX1-/RX1+/RX1-`、`TX2+/TX2-/RX2+/RX2-`、2-lane x2 の Differential Pairs を持つ
    - 片方の Differential Pair を **専有して**、2-lane DisplayPort の信号を流す
        - `SBU1/2` = `AUX+/AUX-`、`CC`＝`HPD/IRQ`
        - DP 1.2: 2x 1080p, or, 1x 4K 30Hz
        - DP 1.4: 1x 4K 60Hz
        - 余った Differential Pair は、single-lane USB 3.2 として利用可能
    - 4-lane DP も利用可能だが、この場合 USB 3.2 は利用できない
    - USB 2.0、Power Delivery は常に併用可能 





# USB4
- プロトコル自体ではなく、Protocol Tunneling
    - 複数のプロトコルを Mux して送受信するための規格

## Thunderbolt 3 Compatibility
- USB4 host/device は Thunderbolt 3 をサポート**するかもしれない**
- USB4 Hub は Thunderbolt 3 を全ての DFP でサポート**しなければならない**
- USB4 Dock は Thunderbolt 3 を全ての DFP と UFP でサポート**しなければならない**
- Thunderbolt 3 をサポートするならば、ネゴシエーションで Thunderbolt Alt Mode となる


## Power
- USB 2.0/3.2 のような VBUS Budget は未定義
    - USB4 になる前は、USB 3.2 Power Budget が適用される
- Configured Port では、USB Power Delivery に基づく

- Source
    - ポートあたりで最低 7.5 W を供給できなければならない
- Sink
    - USB PD Contract 成立前は、Source が提供する Advertisement 以上の電流を引き出してはならない
        - Default USB Power: 250 mA
        - Type-C Current: 1.5 A or 3.0 A
    - 最大で 7.5 W しか供給されなくても、最小限の動作はしなければならない
    - USB PD Contract が成立する前に USB4 Data Bus の操作をしてはならない
    - USB4 になった後は、USB PD に応答して従わなければならない


## Host
- **Required:**
    - USB 2.0
    - USB 3.2
    - USB4 Gen2x2 (20 Gbps)
    - DisplayPort Tunneling (1.4a)
        - at least one DP IN Adapter
    - DisplayPort Alt Mode (ALL DFP)
    - 最初に接続された DisplayPort
- **Optional:**
    - USB4 Gen3x2 (40 Gbps)
    - PCIe Controller
    - 2台目以降に接続された DisplayPort

## Hub
- **Required:**
    - USB 2.0
    - USB 3.2
    - USB4 Gen2x2 (20 Gbps)
    - PCIe Switch
    - DisplayPort Tunneling
        - at least one DP OUT Adapter
    - DisplayPort Alt Mode (ALL DFP)
    - 最初に接続された DisplayPort
- **Optional:**
    - USB4 Gen3x2 (40 Gbps)
    - 2台目以降に接続された DisplayPort

## Device
- **Required:**
    - USB4 Gen2x2 (20 Gbps)
- **Optional:**
    - USB 2.0
    - USB 3.2
    - USB4 Gen3x2 (40 Gbps)
    - PCIe
    - DisplayPort Source or Sink




# Thunderbolt 3
- プロトコル自体ではなく、Protocol Tunneling
    - 複数のプロトコルを Mux して送受信するための規格

## Power
- 100W USB PD 充電対応
- Bus-Devices には最低でも 15W 供給可能

## 物理レイヤ
- コネクタ・ケーブルは USB Type-C
- 物理レイヤは、以下の三種類のいずれかとして動作する
    1. `USB 3.1` (up to 10 Gbps)
    1. `DisplayPort 1.2a` (up to 4x5.4 Gbps, 4K/60Hz)
        1. Optional DP 1.4
    1. `Thunderbolt` (20 Gbps or 40 Gbps)

## USB Only Mode
- 単純に `USB 3.1 Gen2` として動作する
    - 上限 10 Gbps

## DisplayPort Only Mode
- `USB Type-C DisplayPort Alternate Mode` に同じ
- 全ての TX/RX を使って `4-lane DisplayPort 1.2a` として動作する
    - 4x5.4 Gbps
    - 上限 1x 4K/60Hz/30bpp

## DislpayPort and USB Multi-Function Mode
- `USB Type-C DisplayPort Alternate Mode` に同じ
- TX1/RX1 のみを DisplayPort Alternate Mode に割り当てて、残りを USB 3.1 Gen2 として使う
    - DisplayPort 上限：QHD/60Hz/30bpp
    - USB 3.1 Gen2 上限：10 Gbps

## Thunderbolt Mode
- Differential Pairs を使って、Dual-Simplex で通信する
    - ケーブル・デバイスの能力に依存して `20 Gbps` or `40 Gbps`
    - DisplayPort 1.2a を 2 系統、PCIe Gen3 を 1 系統含む
    - Thunderbolt Mode が使われている限り、最大で 6 デバイスをデイジーチェーン接続できる
- DisplayPort/PCIe は、以下のルールでルーティングする
    - Downstream, Upstream は、それぞれ `20 Gbps` or `40 Gbps` の帯域幅を持つ
    1. **DisplayPort を優先する**
        1. 4K/60Hz/30bpp は 17 Gbps なので、Downstream を使い切ることは無い
    1. **DisplayPort のルーティング後、残った帯域で PCIe の通信を行う**
    1. ただし、DisplayPort は主に Downstream なので、Upstream は PCIe でほぼ専有することができる


| Max. Link Rate [Gbps] <br> (per Pair) | Max. Link Rate [Gbps] <br> (per Cable) | Display Port 1.2a | PCIe Gen3 | DisplayPort + PCIe Gen3 [Gbps] |
|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|
| 10 | 20 | 4-lanes (4x5.4 Gbps) | x2 (2x8 Gbps) | 37.6 |
| 20 | 40 | 4-lanes (4x5.4 Gbps) <br> 4-lanes (4x5.4 Gbps) | x4 (4x8 Gbps) | 75.2 |
 

## Thunderbolt Networking Mode
- Thunderbolt Mode でデバイスを接続し、`IP Networking over Thunderbolt 3` の通信を構築できる
    - デイジーチェーン可
    - Thunderbolt 3 は 10 GbE の帯域幅を十分に満たす


## Cable
| Cable Type | Thunderbolt Link Rate [Gbps] | Max. Length [m] | USB Compatibility | USB PD |
|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|
| Passive (Copper) | 40 | 0.8 | USB 3.1 Gen2 | Available |
| Passive (Copper) | 20 | 2.0 | USB 3.1 Gen2 | Available |
| Active (Copper)  | 40 | 2.0 | USB 2.0      | Available |
| Active (Optical) | 40 | 50  | USB 2.0      | NO available |




# Thunderbolt 4
- 通信速度は Thunderbolt 3 の 40 Gbps と同じものしかない
    - DisplayPort: 2x 4K/60Hz/30bpp or 8K/60Hz/30bpp
    - PCIe Gen3x4 = 32 Gbps
- 100W 以下の電源供給を要求する Notebook は、少なくとも一つの PD Supported な Port を持たなければならない
- Thunderbolt 4 機器は、最大で 4x Thunderbolt 4 ポートを持てる
    - 1-UFP から、3xDFP を引き出せる
    - Not DaisyChain 
- Universal Cable
    - 0.8m 以下なら、Thunderbolt 4 のフルスペックを引き出せる Passive Cable
    - 2m の Active Cable は、Thunderbolt 4 でもあり、通常の Type-C Cable として利用できる





# [Host] USB4 / Thunderbolt 4 / Thunderbolt 3
- Legends
    - `──`: Undefined
    - `◯`: Required
    - `△`: Optional 

|  |  USB4 | Thunderbolt 4 | Thunderbolt 3 |
|:-:|:-:|:-:|:-:|
| 20 Gbps                     | ◯ <br> USB4 Gen2x2 | ── <br> *ALL Thunderbolt 4 cables <br> are compatible with 40 Gbps* | ◯ <br> *Table 1.* |
| 40 Gbps                     | △ <br> USB4 Gen3x2 | ◯ | ◯ <br> *Table 1.* |
| USB 3.2 Gen1   <br> 5 Gbps  | ◯ | ◯ | ◯ |
| USB 3.2 Gen2   <br> 10 Gbps | ◯ | ◯ | ◯ |
| USB 3.2 Gen2x2 <br> 20 Gbps | △ | ── | ── |
| DisplayPort Tunneling       | DP 1.4a <br> ≧ 1 display(s) ANY resolution | DP 1.4a <br> ≧ 2 display(s) 4K/60Hz/30bpp <br> OR <br> ≧ 1 display(s) 8K/60Hz/30bpp | DP 1.2a <br> ≧ 1 display(s)  4K/60Hz/30bpp |
| PCIe Source Tunneling       | △ | PCIe Gen3(?)x4 <br> 32 Gbps | PCIe Gen3x2 <br> 16 Gbps |
| DisplayPort Alt Mode        | 2.0 | 2.0 | 1.2a |
| Power Delivery (Charge/Bus) | 100 W | 100 W | 100 W |
| Min. Bus Power              | 7.5 W |  15 W |  15 W |
| Max. Cable Length           | 0.8m | 0.8m (Passive) <br> 2.0m (Active) | 2.0m (Passive) <br> 50m (Active) <br> *Table 1.* |

- *Table 1. Thunderbolt 3 Cables*
    - Cable によっては 20 Gbps で動作するため、Tunneling の最低要件が Thunderbolt 4 の半分になっている？

| Active/Passive | Copper/Optical | Link Rate [Gbps] | Max. Length [m] | USB Version Compatibility | USB PD |
|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|
| Passive | Copper  | 40 | 0.8 | USB 3.1 Gen2 | Yes |
| Passive | Copper  | 20 | 2.0 | USB 3.1 Gen2 | Yes |
| *Active*  | Copper  | 40 | 2.0 | USB 2.0      | Yes |
| *Active*  | *Optical* | 40 | 50  | USB 2.0      | N/A |