Die Welt der Technologie schreitet in atemberaubendem Tempo voran. Immer leistungsfähigere Prozessoren, riesige Speicherkapazitäten und extrem schnelle Datenverbindungen ermöglichen kreativen Köpfen und professionellen Anwendern ungeahnte Möglichkeiten. Insbesondere Thunderbolt hat sich als vielseitige und hochperformante Schnittstelle etabliert, die über einen einzigen Port DisplayPort, USB, Stromversorgung und vor allem PCI Express (PCIe) Bandbreite bündelt. Die Verlockung, ein ultraschnelles 10-Gigabit-Ethernet-Netzwerk (10GbE) über Thunderbolt an Ihr Notebook oder Ihren kompakten Desktop-PC anzuschließen, ist groß. Doch für viele Nutzer, die versuchen, *zwei* dieser flinken Netzwerkadapter gleichzeitig zu betreiben, endet diese Vision in Frustration: Nur einer funktioniert, der zweite bleibt stumm oder läuft mit Fehlern.
Ist das ein Software-Fehler, ein Treiberproblem, ein Defekt? Oder steckt dahinter eine fundamentale, systembedingte Limitierung? In diesem Artikel tauchen wir tief in die Materie ein, um zu verstehen, warum Ihr Thunderbolt-Anschluss zwar einen 10GbE-Adapter problemlos erkennt, aber bei dem Versuch, einen zweiten zu nutzen, an seine Grenzen stößt.
### Die Verheißung von Thunderbolt: Geschwindigkeit und Vielseitigkeit
Bevor wir uns dem Kern des Problems widmen, rekapitulieren wir kurz, was Thunderbolt so besonders macht. Thunderbolt (in den Versionen 3 und 4) nutzt den USB-C-Stecker und bietet eine theoretische maximale Datenrate von 40 Gigabit pro Sekunde (Gbit/s). Diese Bandbreite wird dynamisch für verschiedene Zwecke aufgeteilt:
* **PCIe (PCI Express):** Die Grundlage für externe Grafikkarten, schnelle SSDs und eben auch Netzwerkadapter.
* **DisplayPort:** Für den Anschluss von externen Monitoren, oft bis zu zwei 4K-Displays.
* **USB:** Kompatibilität mit dem weit verbreiteten USB-Standard.
* **Stromversorgung (Power Delivery):** Zum Laden von Laptops und anderen Geräten.
Gerade die Integration von PCIe ist es, die Thunderbolt für anspruchsvolle Anwendungen so attraktiv macht. Es ermöglicht den direkten Zugriff auf leistungsstarke Hardware, als wäre sie intern im Computer verbaut. Ein 10GbE-Adapter, der an Thunderbolt angeschlossen wird, kommuniziert über diesen PCIe-Tunnel mit dem System. Ein einzelner 10GbE-Adapter kann so tatsächlich die versprochenen ~1,25 Gigabyte pro Sekunde (GB/s) liefern und Ihren Workflow massiv beschleunigen.
### Das Herzstück: PCIe-Lanes und die gemeinsame Nutzung
Hier beginnt die eigentliche Erklärung des Phänomens. Das Fundament der Datenübertragung innerhalb eines Computersystems ist der PCI Express (PCIe) Bus. PCIe ist keine serielle Schnittstelle wie USB oder SATA, sondern ein serielles Punkt-zu-Punkt-Kommunikationsprotokoll, das aus mehreren „Lanes” (Datenpfaden) besteht. Jede Lane kann Daten in beide Richtungen gleichzeitig übertragen. Die Bandbreite einer Lane hängt von der PCIe-Generation ab:
* **PCIe Gen 3 x1:** Bietet ca. 0,985 GB/s (oder ~8 Gbit/s) pro Lane.
* **PCIe Gen 4 x1:** Bietet ca. 1,97 GB/s (oder ~16 Gbit/s) pro Lane.
Die meisten modernen 10GbE-Adapter (z.B. basierend auf Chipsätzen wie dem Aquantia AQC107) benötigen intern mindestens PCIe Gen 3 x4 Lanes, um ihre volle Leistung von 10 Gbit/s bidirektional zu entfalten. Einige können auch mit x2 Lanes arbeiten, erreichen dann aber oft nicht die volle theoretische Bandbreite unter Volllast oder bei Vollduplex-Betrieb.
Der Knackpunkt ist nun, wie viel PCIe-Bandbreite ein Thunderbolt-Controller vom Host-System (Ihrem Computer) zugewiesen bekommt. Bei den allermeisten Implementierungen von Thunderbolt 3 und 4 stellen die Host-CPU oder der Chipsatz vier PCIe Gen 3 Lanes (x4) für den gesamten Thunderbolt-Controller bereit. Das bedeutet, der gesamte Thunderbolt-Port, einschließlich aller Geräte, die daran angeschlossen werden, muss sich diese eine Gruppe von vier PCIe Gen 3 Lanes teilen.
Rechnen wir nach:
* PCIe Gen 3 x4 Lanes bieten eine maximale theoretische Bandbreite von ca. 3,94 GB/s (oder ~31,5 Gbit/s).
* Ein einzelner 10GbE-Adapter benötigt effektiv ~1,25 GB/s (10 Gbit/s) an Datendurchsatz.
* Diese 31,5 Gbit/s müssen aber nicht nur für die Nutzdaten des Ethernet-Adapters, sondern auch für PCIe-Overhead, Thunderbolt-Protokoll-Overhead und eventuell andere verbundene Geräte (wie einen Monitor oder eine externe SSD) ausreichen.
### Der Flaschenhals: Warum EIN Adapter funktioniert, aber ZWEI scheitern
Das Problem liegt nicht primär an der *Gesamtbandbreite* des Thunderbolt-Kabels (40 Gbit/s), sondern an der begrenzten Anzahl der PCIe-Lanes, die dem Thunderbolt-Controller zur Verfügung stehen.
Wenn Sie einen 10GbE-Adapter anschließen, beansprucht dieser idealerweise vier PCIe Gen 3 Lanes für sich. Da der Thunderbolt-Controller vom Host-System aber *nur* vier PCIe Gen 3 Lanes zugewiesen bekommt, sind diese quasi „verbraucht”. Es gibt keine weiteren dedizierten PCIe-Lanes mehr, die für einen *zweiten* 10GbE-Adapter zur Verfügung stünden.
Stellen Sie es sich wie eine Autobahn vor: Die Thunderbolt-Autobahn hat 40 Gbit/s theoretische Kapazität. Aber die Autobahnzufahrt vom Computer (die PCIe-Verbindung) hat nur vier Fahrspuren (PCIe x4). Wenn Ihr erster 10GbE-Adapter alle vier Fahrspuren für sich beansprucht, kann der zweite 10GbE-Adapter gar nicht erst auf die Autobahn auffahren, da keine Spuren mehr frei sind.
Was passiert, wenn Sie dennoch versuchen, einen zweiten 10GbE-Adapter anzuschließen?
1. **Nicht erkannt:** Häufig wird der zweite Adapter gar nicht erst vom System erkannt, da die notwendigen PCIe-Ressourcen nicht zugewiesen werden können.
2. **Fehlerhafte Funktion:** Wenn er doch erkannt wird (manchmal versuchen Controller, PCIe-Lanes dynamisch aufzuteilen, oder der zweite Adapter begnügt sich mit weniger Lanes), funktioniert er oft nicht stabil, zeigt Verbindungsabbrüche oder erreicht nur einen Bruchteil der erwarteten Geschwindigkeit. Die Bandbreite ist dann so stark eingeschränkt, dass er praktisch unbrauchbar wird.
3. **Priorisierung:** Manche Thunderbolt-Controller oder System-Firmware priorisieren Geräte. Das erste angeschlossene Gerät erhält die volle Bandbreite, während nachfolgende Geräte leer ausgehen.
Diese Limitierung ist keine Fehlfunktion im herkömmlichen Sinne, sondern eine inhärente Designentscheidung, die getroffen wurde, um eine breite Kompatibilität und eine kosteneffiziente Implementierung von Thunderbolt in Endgeräten zu ermöglichen. Die 40 Gbit/s des Thunderbolt-Protokolls werden über verschiedene Layer verteilt, und der PCIe-Layer ist oft der Engpass, wenn es um dedizierte Lanes geht.
### Die Rolle des Thunderbolt-Controllers und der Verkettung (Daisy-Chaining)
Ein Thunderbolt-Controller (z.B. von Intel) ist für die Verwaltung der am Port angeschlossenen Geräte zuständig. Er ist quasi der Gatekeeper für die PCIe-Lanes. Auch wenn Sie mehrere Thunderbolt-Geräte in einer Kette (Daisy-Chain) miteinander verbinden, teilen sich alle diese Geräte die *ursprünglichen* vier PCIe Gen 3 Lanes, die vom Host-System bereitgestellt werden. Das Problem der begrenzten Lanes bleibt also bestehen, unabhängig davon, ob Sie die Adapter direkt an den Computer oder an einen Hub/eine Dockingstation anschließen.
### Thunderbolt 4 vs. Thunderbolt 3: Gibt es einen Unterschied?
Viele hofften, dass Thunderbolt 4 die Situation verbessern würde. Leider ändert sich an der grundlegenden Zuweisung der PCIe-Lanes vom Host-System wenig:
* **Thunderbolt 3:** Garantiert 16 Gbit/s für Datenverkehr, liefert aber in der Praxis meist die volle PCIe Gen 3 x4 Bandbreite (~32 Gbit/s raw).
* **Thunderbolt 4:** Garantiert *mindestens* 32 Gbit/s für Datenverkehr, was im Wesentlichen immer noch einer PCIe Gen 3 x4 Verbindung entspricht.
Der Hauptvorteil von Thunderbolt 4 liegt in der strengeren Spezifikation für Docks (z.B. zwei externe 4K-Displays oder ein 8K-Display als Minimum) und der verbesserten Sicherheit (VT-d-basierter DMA-Schutz). Für das Problem der zwei 10GbE-Adapter über *einen* Thunderbolt-Port bringt Thunderbolt 4 leider keine direkte Lösung, da die Anzahl der zugewiesenen PCIe-Lanes von der Host-Seite (also Ihrem Computer) immer noch bei x4 PCIe Gen 3 bleibt.
### Mögliche Lösungen und Workarounds
Was können Sie tun, wenn Sie mehr als einen 10GbE-Anschluss benötigen oder die volle Bandbreite nutzen wollen?
1. **Ein einzelner 10GbE-Adapter:** Die einfachste Lösung ist, sich mit einem einzelnen 10GbE-Adapter zu begnügen, da dieser in der Regel problemlos funktioniert und bereits eine enorme Steigerung der Netzwerkgeschwindigkeit darstellt.
2. **Dedizierte PCIe-Steckplätze:** Wenn Sie einen Desktop-PC oder einen Workstation-Tower besitzen, ist die beste Lösung, physische 10GbE-Karten direkt in die internen PCIe-Slots des Motherboards einzubauen. Hier stehen in der Regel ausreichend Lanes zur Verfügung.
3. **Thunderbolt eGPU-Gehäuse oder spezielle PCIe-Erweiterungen:** Einige professionelle Thunderbolt-Erweiterungsgehäuse (oft für Grafikkarten gedacht) bieten interne PCIe x16-Slots und können theoretisch mehrere PCIe-Karten aufnehmen. Allerdings müssen Sie prüfen, ob das jeweilige Gehäuse und Ihr Computer über den Thunderbolt-Port tatsächlich *mehr als* die standardmäßigen x4 PCIe Gen 3 Lanes bereitstellen. Das ist bei vielen Laptops nicht der Fall, einige High-End-Desktops mit dedizierten Thunderbolt-Controllern können hier aber eine Ausnahme bilden. Informieren Sie sich genau über die PCIe-Lane-Zuweisung des spezifischen Thunderbolt-Ports.
4. **Zwei separate Thunderbolt-Controller:** Sehr selten, aber es gibt Laptops oder Desktop-Mainboards, die über *zwei voneinander unabhängige Thunderbolt-Controller* verfügen, die jeweils von separaten PCIe-Root-Komplexen stammen. In diesem Szenario könnten Sie theoretisch einen 10GbE-Adapter an jeden Controller anschließen und so zwei separate 10GbE-Verbindungen realisieren. Dies ist jedoch die Ausnahme und erfordert eine genaue Recherche der Hardware-Spezifikationen.
5. **Netzwerk-Attached Storage (NAS) mit mehreren 10GbE-Ports:** Wenn Ihr Ziel darin besteht, von mehreren Geräten auf ein zentrales NAS mit hoher Geschwindigkeit zuzugreifen, können Sie den 10GbE-Port Ihres Computers für die Verbindung zum NAS nutzen und andere Geräte ebenfalls mit 10GbE an das NAS anschließen.
6. **Link Aggregation (LAG) / NIC Teaming (Software-basiert):** Dies ist eine beliebte Lösung, um die Gesamtbandbreite zu erhöhen oder Redundanz zu schaffen, indem mehrere physische Netzwerkverbindungen zu einer logischen Verbindung gebündelt werden. **Wichtiger Hinweis:** LAG löst *nicht* das Problem der begrenzten PCIe-Lanes am Thunderbolt-Port. Wenn der Thunderbolt-Port nur einen 10GbE-Adapter zuverlässig mit den nötigen Lanes versorgen kann, wird LAG mit einem zweiten Adapter über denselben Thunderbolt-Port ebenfalls scheitern. LAG kommt erst dann ins Spiel, wenn Sie *zwei physisch getrennte und voll funktionsfähige* 10GbE-Verbindungen haben (z.B. über zwei separate Thunderbolt-Controller oder interne PCIe-Karten), um diese dann softwareseitig zu bündeln.
7. **Zukünftige Thunderbolt-Generationen:** Der Blick in die Zukunft ist vielversprechend.
### Blick in die Zukunft: Thunderbolt 5 und darüber hinaus
Die nächste Generation, Thunderbolt 5 (basierend auf dem USB4 v2.0 Standard), wurde bereits angekündigt und verspricht eine enorme Steigerung der Bandbreite. Mit bidirektionalen 80 Gbit/s und einer asymmetrischen Option von bis zu 120 Gbit/s (in eine Richtung) wird sich die Situation grundlegend ändern. Entscheidend ist, dass Thunderbolt 5 voraussichtlich über deutlich mehr PCIe-Lanes verfügen wird – wahrscheinlich PCIe Gen 4 x4 oder sogar x8-Äquivalent. Dies würde es endlich ermöglichen, mehrere hochbandbreitige Geräte wie zwei oder sogar vier 10GbE-Adapter über einen einzigen Thunderbolt-Port zuverlässig zu betreiben, ohne an PCIe-Lane-Grenzen zu stoßen. Für professionelle Anwender, die auf extrem schnelle und vielseitige I/O angewiesen sind, ist das eine lang ersehnte Neuerung.
### Fazit
Die Beobachtung, dass Ihr Thunderbolt-Anschluss nur einen 10GbE-Adapter erkennt und den zweiten ignoriert, ist weder ein Fehler im Hardware-Sinne noch ein Software-Bug. Es ist eine direkte Folge der physikalischen Limitierungen der dem Thunderbolt-Controller zugewiesenen PCIe-Lanes. In den meisten modernen Systemen sind dies vier PCIe Gen 3 Lanes, die von einem einzelnen 10GbE-Adapter nahezu vollständig beansprucht werden. Die vielversprechende Gesamtbandbreite von 40 Gbit/s bei Thunderbolt 3 und 4 ist zwar beeindruckend, aber die Verteilung dieser Bandbreite auf die verschiedenen Protokolle und die zugrundeliegende PCIe-Architektur setzen hier die Grenzen.
Während für die aktuellen Generationen von Thunderbolt Workarounds oder der Einsatz interner PCIe-Lösungen notwendig sind, verspricht die kommende Thunderbolt 5 Generation mit ihrer massiv erhöhten Bandbreite und der erweiterten PCIe-Lane-Zuweisung eine echte Lösung für dieses Problem. Bis dahin ist es wichtig, die technischen Spezifikationen Ihres Systems und Ihrer Thunderbolt-Peripherie genau zu kennen, um Enttäuschungen zu vermeiden und Ihr High-Speed-Netzwerk optimal zu konfigurieren.