USB 3.0 : caractéristiques, périphériques et connectiques

Le par Jean-Christophe B.  |  0 commentaire(s)
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L'USB 3.0, ou SuperSpeed USB, est on l'aura deviné le successeur des normes USB 1.x et 2.0. Dans ce dossier, nous essayons de synthétiser ses caractéristiques afin de vous présenter tout ce qu'il faut savoir sur cette nouvelle norme, déjà disponible depuis janvier 2010. Le SuperSpeed USB est annoncé avec des vitesses de transferts, 6 à 10 fois plus rapide que l'USB 2.0, il est rétrocompatible avec les anciennes normes, synchronise plus vite les périphériques lors de la connexion, et, point important, gère bien mieux la consommation d'énergie (mise en veille, mise en route, désactivation si nécessaire). Les systèmes d'exploitation sont-ils prêt à l'accueillir ? Quels sont les périphériques déjà commercialisés ? Autant de questions pour lesquelles nous apporterons des réponses !

Introduction

Citius, altius, fortius… la devise de l'USB 3.0 ?
USB-3-0-CableL'USB 3.0 alias "SuperSpeed" fait timidement son apparition depuis ce début d'année 2010. Cette nouvelle norme de l'Universal Serial Bus dispose principalement d'une vitesse de transfert en nette amélioration, puisque l'on parle en théorie de 5 Gbit/s (4,8 Gbit/s soit 600 Mo/s). Pour mémoire, l'USB 1.x pouvait communiquer en  mode lent (Low Speed) à 1,5 Mbit/s et entre 12 Mbit/s et 1,5 Mo/s en mode rapide (Full Speed). L'USB 2.0 (High Speed) atteint quant à lui 480 Mbit/s (soit 60 Mo/s). D'après l'USB-IF, consortium des acteurs qui soutiennent cette norme, l'USB 3.0 est donc annoncé dix fois plus rapide que son prédécesseur l'USB 2.0 !

 

Quid de la compatibilité ?
Comme bien souvent, une nouvelle norme s'inscrit toujours dans le prolongement de celles déjà existantes. En d'autres termes, l'USB 3.0 est rétro-compatible avec les normes précédentes. Il est donc tout à fait possible de connecter vos disques durs externes, scanners, imprimantes, clés USB, webcams… qu'ils soient anciens en USB 1.x (1.0 et 1.1) ou actuels en USB 2.0.

Quoi de neuf hormis la vitesse ?
USB_3.0_IconNous le verrons plus en détails tout au long de ce dossier de présentation. Mais on peut déjà dévoiler que l'USB 3.0 bénéficie de la technologie de synchronisation nommée "Sync-N-Go". Cette dernière diminue les temps d'attente pour l'utilisateur à la connexion et réorganise au mieux, les temps de transfert des données. Le SuperSpeed USB dispose également d'une meilleure gestion de la consommation en énergie pour les périphériques. Ceci s'applique pour les différents états de fonctionnement (périphérique en veille, activé avec une puissance variable selon les besoins ou totalement suspendu).

 

SuperSpeed_USBLogo_prMise au point sur la connectique et les périphériques disponibles !
Les câbles et la connectique vont-ils changer ? Quels sont les matériels déjà disponibles à la vente ? Mon système d'exploitation Windows, MAC et ma distribution GNU/Linux sont-ils parés ? Le cas échéant comment mettre à jour ma configuration logicielle et matérielle ? Voici des problèmes concrets qui préoccupent l'utilisateur final ! Depuis janvier 2010, les périphériques arrivent au compte-goutte mais ils ont le mérite d'exister. Nous ferons donc le point sur les produits commercialisés (disques durs externes, cartes contrôleurs, cartes mères, concentrateurs, stations d'accueil, clés USB, câbles…).



Les caractéristiques clés

Un peu de technique mais pas trop…
Les spécifications de l'USB 3.0 ont été finalisées le 17 novembre 2008 par l'USB-IF. Parmi les principaux promoteurs du Super Speed on retrouve des grands noms comme ceux d'Intel, Asus, Gigabyte, Hewlett-Packard, LSI, NEC, Microsoft, ST-Ericsson, Texas Instruments. La principale caractéristique de cette nouvelle norme, qui n'est pas une simple mise à jour, est d'offrir des débits plus élevés de l'ordre de 4,8 Gbit/s (soit 600 Mo/s). En pratique on approcherait plus les 3,2 Gbit/s (400 Mo/s) pour des câbles d'une longueur approximative à 3 mètres. L'USB 3.0 apportera un plus évident pour les transmissions de données tous domaines confondus stockage de données sur disque dur externe, échanges de flux vidéos HD (caméscope, enregistrement TVHD), transmission de photos plus adaptées aux appareils photo numériques dernières générations (18 MP et plus), communication idéale avec les scanneurs numériques…).

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Le full-duplex en lieu et place du half-duplex
La bande passante a donc largement été améliorée avec un "pipeline" en mode full-duplex (communication  dans les deux sens simultanément) anciennement en half-duplex pour l'USB 2.0 (connexions gérées par l'hôte dans les deux sens mais un sens à la fois). Cela se traduit dans le câble, par un total de deux fils de connexions (alimentation (power) et masse (ground)), deux autres pour les données autres que Super-Speed (High Speed USB 2.0) et quatre autres connexions dédiés au Super Speed USB 3.0 ! A titre de comparaison, nous avons pour l'USB 2.0 (4 fils au total (power, ground et deux câbles pour les données).

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La gestion de l'alimentation plus optimisée
Nous disposons, avec l'USB 3.0 de fonctionnalités intéressantes liées à la gestion de l'alimentation ou "Power management" en nette amélioration (idle, sleep, suspend, link, device, function…). Pour les périphériques en veille ou non reliés, 50 % de puissance est réservée (de 100 à 150 mA) et 80% de puissance en plus est disponible pour ceux en fonctionnement (de 500 mA à 900 mA). Ce qui signifie que les périphériques les plus gourmands en ressources peuvent être directement alimentés par le bus et que les autres qui disposent de batteries (baladeur audio, GPS autonome, PDA, téléphone mobile) se chargeront bien plus vite sitôt raccordés au port USB. Les périphériques en inactivité sont également mieux gérés (mise en veille directe ou progressive, moins de puissance pour les ports non utilisés…).

USB 3.0 vs USB 2.0

Liaison

Full-duplex Half-duplex

Flux de données

Simultané et bi-directionnel Unidirectionnel

Nombre de fils

4 x SuperSpeed
2 x non-SuperSpeed compatibilité USB 2.0
2 x Low, full et High Speed

Typé d'échange de données

Asynchrone (entre 3,2 Gbit/s (400 Mo/s) et 4,8 Gbit/s (600 Mo/s) Synchrone  480 Mbit/s (soit 60 Mo/s)

Echange de paquets

Voie spécifique Envoi non ciblé vers tous les périphériques

Gestion de l'alimentation

Ports multiples avec divers états (actif, mise en veille, suspendu) Port simple avec deux états (connecté ou déconnecté)

Puissance du bus

50 % de plus que l'USB 2.0
80 % de puissance supplémentaire pour les périphériques configurés



Connectique et prise en charge par les OS

Le standard-A est maintenu pour la compatibilité
Concernant la connectique elle est diverse et variée et voici ce qu'il faut retenir pour ces "cordons bleus". Les câbles traditionnels existants déjà pour l'USB Highspeed conservent l'embout physique de type USB Standard-A, ceci afin de pouvoir relier vos périphériques anciens USB 1.x et 2.0. C'est comme nous l'avons évoqué plus haut, le nombre de fils internes qui augmentent (de 4 à 8). Pour profiter du SuperSpeed, en plus des ports physiques sur votre matériel, il vous faudra un nouveau câble USB Standard A vers A ou A vers B

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Du nouveau pour les Standard-B et Mini-B
Pour bénéficier de la pleine vitesse en USB 3.0, les nouveaux périphériques (scanner, imprimantes…) disposeront de nouveaux connecteurs USB Standard-B. Ils sont plus étirés dans le sens de la hauteur. Les USB Mini B (appareil photo numérique, GPS…) sont également d'un nouveau type. Ils disposent d'un double connecteur comme l'indique la photo ci-dessous.

SuperSpeed_USB_stdb   SuperSpeed_USB_minib

Support de l'USB 3.0 pour les principaux systèmes d'exploitation
Pour Windows Vista et Seven, les pilotes sont fonctionnels mais encore en cours de développement. Si votre carte mère dispose de ports internes et externes en USB 3.0, il convient de télécharger les SuperSpeed USB Software and Hardware Tools. Nous vous conseillons de télécharger la version 0.9.6.2 d'USB30CV en 32 bits ou en 64 bits selon votre OS. A l'heure actuelle, on ne sait rien concernant un éventuel support pour Windows XP. Depuis septembre 2009, le noyau Linux en version 2.6.31 supporte nativement les contrôleurs USB 3.0 xHCI (Extensible Host Controller Interface), donc pas de soucis pour les utilisateurs des distributions GNU/Linux actualisées (Ubuntu, Debian, Mandriva…). Du côté d'Apple, peu d'informations sont délivrées. Mais, il va de soi que tout comme l'USB 2.0, si le SuperSpeed est soutenu par les grands acteurs du marché, il sera de la partie le moment venu sur la gamme des MAC, au détriment du FireWire.

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Les premiers périphériques disponibles

Premières cartes mères
En attendant Intel et AMD qui introduiront leurs premiers chipsets USB 3.0 à partir de 2011, ce sont les autres acteurs du marché qui en profitent et prennent les devants. Le constructeur Gigabyte propose déjà à la vente pas moins de 24 cartes mères (18 Intel et 6 AMD) avec les chipsets X58, P55, H57, H55, P45, 790X, 770… Asus(Tek) étoffe lui aussi sa gamme avec les Asus P6X58 Premium, Asus P7P55D-E ou encore Asus M4A89GTD PRO. En règle générale on retrouve sur ces cartes mères entre 8 et 10 ports USB 2.0 et 2 ports USB 3.0.

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Cartes contrôleurs, concentrateurs
Si vous ne souhaitez pas changer votre carte mère, vous pouvez toujours ajouter dans un emplacement PCI-E x1 ou dans un port Express Card (notebook) une carte contrôleur. Encore une fois, on retrouve Gigabyte et sa GA-USB 3.0 mais aussi l'USBGEAR USB 3.0 PCI-Express Host Adapter, la PTU-302 avec des puces NEC, les cartes d'Active Media en PCI-e et Express Card, de Freecom, les Trust SuperSpeed 2 Port USB 3.0 PCI-Express Card et Trust SuperSpeed 2 Port USB 3.0 Notebook Express Card, StarTech Express Card. Certains concentrateurs (hubs) de Coolgear offrent 2 ou 4 ports USB 3.0.

Trust_PCI_Express   Trust_notebook_ExpressCard

Stockage Disques durs, clés USB
De nombreux disques durs externes sont en venre. Le Seagate BlackArmor PS 110 Portable USB 3.0 Hard Drive 3 fois plus rapide qu'un disque USB 2.0, le Western Digital My Book 3.0, LaCie 2big Quadra, Freecom Hard Drive XS 3.0. En outre, des solutions SSD apparaîtront prochainement du côté d'OCZ avec son SW6315 et d'Active Media avec le Predator X7. Enfin, des clés USB commencent à apparaitre avec Super Talent qui dispose déjà dans sa gamme de trois clés USB (Thumbdrives) SuperSpeed, la RAIDDrive USB 3.0, la SuperCrypt USB 3.0 et l'Express Drive USB 3.0 et PQI. Pour vos disques durs internes SATA, il existe même des Dock Station comme celui d'Unitek ou de Sharkoon Quickport qui accueillent vos disques 2,5 et 3,5 pouces.

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Ordinateurs portables
Les premiers notebooks dotés de ports USB 3.0 tardent à arriver. Cependant, Asus a annoncé les N82JV-VX020V (14 pouces), N61JA-JX008V (16 pouces) et le magnifique NX90 tout en aluminium conçu en collaboration avec Bang & Olufsen (18,4 pouces). Hewlett-Packard gagne également du terrain avec son EliteBook 8740w doté de deux connecteurs USB 3.0 ou la gamme des HP Envy 15s. On doit également se tourner du côté vers Lenovo avec le ThinkPad W701 et son second écran coulissant et du Dell Precision M6500.

HP-EliteBook-8740w   Lenovo-W701

Autres périphériques USB 3.0
On ne peut pas passer sous silence Buffalo qui tend à démocratiser l'USB 3.0. En plus de sa DriveStation (disque dur externe), de son hub BSH4A03U3, ce constructeur innove avec un graveur Blu-ray, le BR-X1216U3. PointGrey commercialise quant à lui depuis peu la première caméra vidéo SuperSpeed (1920x1080 60 IPS). Enfin, il existe déjà de nombreux câbles USB A to A ou A to B sur les sites de commerces en ligne.

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Conclusion

Disponible chez certains mais pas encore chez Intel et AMD !
usb3atobL'USB 3.0 tarde réellement à se vulgariser sur les cartes mères et les périphériques. L'actualité nous explique le pourquoi du comment au travers du retard de deux très grands acteurs Intel et AMD qui estiment que la vitesse du HighSpeed (USB 2.0) convient encore dans la majorité des cas. Le SuperSpeed s'adresse encore à un marché minoritaire pour les caméscopes ou appareils photo numériques haute définition. Il faudra donc apparemment patienter fin 2010 et courant 2010 pour assister à une véritable transition de l'USB 2.0 à l'USB 3.0. Certains constructeurs renommés comme Gigabyte, Asus, Hewlett-Packard, Dell anticipent en proposant déjà dans leur PC de bureau ou portables haut de gamme, entre un et deux ports USB 3.0 à 5 Gbit/s.

Les systèmes d'exploitation et le SuperSpeed ?usb_3.0concl
Le support de l'USB 3.0 est en cours de développement pour les systèmes d'exploitation Windows Vista et Seven en 32 et 64 bits et déjà possible via l'ajout des SuperSpeed USB Software and Hardware Tools. Concernant Windows XP, rien n'est précisé mais avec l'ajout de cartes contrôleurs, déjà disponibles sur le marché et de leurs pilotes (Gigabyte, Trust, Asus, NEC, ASRock, Buffalo…) tout cela devrait être du domaine du possible. Les distributions GNU/Linux au noyau 2.6.31 supportent nativement les contrôleurs USB 3.0 xHCI. Chez Apple, on attend encore le coup de feu !

USB 3.0 tant de vitesse pour quels périphériques ?
La bande passante théorique de l'USB 3.0 à 4,8 Gbit/s (600 Mo/s) que l'on peut raisonnablement ramené selon divers tests outre-Atlantique en pratique, à 3,2 Gbit/s (400 Mo/s) autorise toutes sortes d'applications. Bien entendu, on pense aux transferts de fichiers en général et de médias en Haute Définition en particulier (caméscopes et appareils photos réflex numérique), aux disques durs externes pour les sauvegardes et le stockage ainsi qu'aux graveurs Blu-ray, comme en proposent Buffalo. Les imprimantes lasers pour les forts tirages et les scanneurs pour des numérisations en très haute résolution bénéficieront également de cette vitesse avec le port Standard-B amélioré.

BuffaloHDUSB-3   USB3bis



+ Les plus
  • Théoriquement 10x plus rapide que son prédécesseur !
  • Rétro-compatible avec l'USB 2.0
  • Universel et multiplateforme comme l'USB 2.0 ?
  • Périphériques disponibles (Asus, Gigabyte, Dell, HP, Freecom, WD, Trust…)
  • Idéal pour les transferts de fichiers volumineux (backups, vidéos HD, photos hautes résolutions...)
- Les moins
  • Une vulgarisation encore lente (Intel et AMD)

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