Ports USB, bande passante de ses différentes versions

Ports USB, bande passante de ses différentes versions

Le port USB existe depuis la fin des années 1990 et est devenu le port standard pour les périphériques PC, remplaçant les ports historiques pour les périphériques PC. Au fil du temps, différentes versions du port USB sont apparues avec une bande passante de plus en plus améliorée, ce qui lui a permis de survivre à ce jour.

Le bus série universel est un protocole pour la communication de périphériques à un ordinateur via un port ou une interface qui sert à les communiquer. Le port USB est ce qui permet à nos appareils photo numériques, imprimantes, scanners, téléphones portables, disques durs, etc. Son développement a commencé en 1994 par l'USB Implementers Forum et est techniquement une évolution du port SIO sur les ordinateurs Atari. Par curiosité, plusieurs des ingénieurs qui ont travaillé sur l'USB avaient travaillé à la création du port SIO à la fin des années 70 pour l'Atari 8 bits.

Les origines et la première génération d'USB

Ports USB

Les premiers ports USB sont devenus disponibles fin 1995, mais très peu de périphériques les ont utilisés. La version 1.0 de la norme avait une bande passante de 12 mégabits par seconde, ce qui était bien plus que ce dont certains périphériques courants tels que le clavier et la souris qui fonctionnaient à l'époque sur les ports de type PS/2 à 99% avaient besoin. d'ordinateurs.

Cela a conduit à la création de la norme USB 1.1, qui n'était pas plus rapide que 1.0, mais avait un mode basse consommation qui lui permet de fonctionner à 1.5 Mbits par seconde. Même avec la bande passante réduite, il s'agissait d'un saut significatif par rapport aux ports périphériques classiques du PC. Comme le port parallèle, qui ne transmettait que 800 Kbits par seconde et les ports série qui allaient de 115 à 450 Kbits par seconde.

Mais ce qui a rendu l'USB populaire, c'est le grand nombre d'interfaces disponibles et les incompatibilités qu'elles généraient dans le contrôleur d'E/S des PC. L'USB est donc né dans le but de résoudre ce problème. Avec des entreprises comme Intel, Microsoft, Compaq, LSI, Apple et Hewlett-Packard parmi ses principaux partisans, il fut bientôt inclus dans la plupart des ordinateurs en tant que port standard.

Hi-Speed ​​USB, le plus grand saut de bande passante

Logo USB haute vitesse

La version 2.0 de la norme représentait un saut qualitatif par rapport à la version 1.0 de la norme. Maintien de la rétrocompatibilité avec USB 1.1. La deuxième version de la norme a augmenté la bande passante de 12 mégabits par seconde à 480 mégabits par seconde. Étant le saut le plus spectaculaire jamais réalisé dans l'histoire de la norme USB, puisque nous parlons d'un saut de 40 fois en termes de bande passante.

L'augmentation de la bande passante a permis d'accueillir deux nouveaux types de périphériques qui, en raison des limitations de vitesse de l'USB 1.1, ont subi un goulot d'étranglement qui a affecté leurs performances. Le premier d'entre eux était des disques durs externes et le second, des caméras vidéo. Ce n'est pas en vain jusqu'alors qu'il était courant d'utiliser des interfaces Gigabit Ethernet ou IEEE-1394 pour ce type de périphérique, connu familièrement sous le nom de port FireWire.

USB haute vitesse

La vitesse de l'USB 2.0 permet de déplacer le port FireWire dans les PC, qui n'était pas utilisé sauf dans le Macintosh d'Apple où il était standard. Sur PC, en revanche, il n'était pas habituel de voir ce port et petit à petit, les disques durs et les appareils photo ont commencé à adopter le port USB 2.0 avec FireWire, lorsque même les Mac ont commencé à utiliser la deuxième version de l'USB, le IEEE-1394 a disparu.

Une autre nouveauté offerte par la norme USB 2.0 était la possibilité d'alimenter des périphériques à partir du port USB lui-même. Grâce au fait que le port est passé de 100 mA de courant de première génération d'USB à 500 mA d'USB 2.0

USB Super Speed ​​et l'arrivée du Type C

Ports USB

Une décennie après le lancement du port USB, la version 3.0 de la norme ou mieux connue sous le nom d'USB SuperSpeed ​​a été introduite. Avec une augmentation de sa bande passante qui est passée de 480 Mbits par seconde à 4.8 Gbit/s et étant entièrement rétrocompatible avec la version 2.0 de la norme. Quant à sa capacité à alimenter des périphériques, elle est plus importante puisqu'elle est passée de 500 mA à 900 mA.

USB 3.0 contre USB 2.0

La nouvelle norme a entraîné des changements majeurs dans la lignée des différents types de ports USB, ce qui a entraîné la création de nouvelles interfaces USB. On peut dire que les ports USB 3.0 sont conçus pour que vous puissiez connecter un câble USB 2.0, mais pas l'inverse, puisque les interfaces 2.0 et 1.0 n'ont pas les broches nécessaires pour les périphériques compatibles USB 3.0. Pour faciliter les choses pour l'utilisateur novice, les ports USB 3.0 utilisent la couleur bleue.

Portátil avec cargador USB-C

En 2013 et cinq ans après l'introduction de l'USB 3.0, sa version améliorée est sortie sous la forme d'USB 3.1. Parmi ses nouveautés, le fait de doubler la bande passante et de passer de 900 mA à 1.5 ampères lors de l'alimentation des périphériques. A partir de l'USB 3.1, une nouvelle variante de l'USB a été créée, l'USB type C. Ce qui n'a pas étendu la bande passante, mais son ampérage, passant de 1.5 ampères à 3 ampères.

La troisième et dernière version de l'USB SuperSpeed ​​était la 3.2, introduite en 2017 et doublant à nouveau la bande passante à 20 Gigabits par seconde et avec la possibilité d'alimenter les périphériques avec 5 ampères. Grâce à l'augmentation de la vitesse de l'USB 3.1 et de l'USB 3.2, il a été possible d'utiliser le port USB pour la transmission vidéo via le protocole DisplayPort, permettant d'unifier les câbles vidéo, d'alimentation et de données dans un seul câble USB de type C.

L'avenir de l'USB passe par la quatrième génération

USB 4.0 prise de courant

La version 4.0 de la norme abandonnera complètement la forme classique de type A pour être une amélioration du type C et doublera à nouveau la bande passante jusqu'à 40 Gbits par seconde, en plus d'être entièrement compatible non seulement avec les normes USB 3.2 et 3.1 mais aussi avec Thunderbolt 3. Sans surprise, l'USB 4.0 est également la norme Thunderbolt 4.

Une autre amélioration est le fait que la nouvelle norme pourra transmettre des données et de la vidéo en même temps sans sacrifier les canaux de transmission et de réception de l'USB Type C basé sur les versions 3.1 et 3.2 de la norme. Cela permettra à la norme USB 4.0 d'atteindre la vitesse d'horloge la plus élevée possible en combinant vidéo et données.

De plus, sa puissance de charge sera améliorée par rapport à l'USB 3.0, il est prévu que dans quelques années nous dirons adieu aux différents types de connecteurs d'alimentation propriétaires que nous utilisons pour charger nos ordinateurs portables.

Résumé des générations et types USB et leur bande passante

Port USB Puertos

Pour finir, nous vous laissons un tableau récapitulatif sur les différentes bandes passantes du port USB et quelles variantes du port prennent en charge chaque génération.

Génération Bande passante Variantes
USB 1.1 12 Mbits/s (1.5 Mbits/s en basse consommation) Type A
USB 2.0 480 Mbits/s, USB 1.1 Type A, Type B, Mini-USB, Micro-USB, USB OTG.
USB 3.0 5 Gbits/s, USB 2.0, USB 1.1 Type A, Type B, Mini-USB, Micro-USB, USB OTG.
USB 3.1 10 Gbits/s, USB 3.1, USB 2.0, USB 1.1 Type A, Type B, Mini-USB, Micro-USB, USB OTG. Tapez C
USB 3.1 20 Gbits/s, USB 3.1, USB 3.0 USB 2.0, USB 1.1 Type A, Type B, Mini-USB, Micro-USB, USB OTG. Tapez C
USB 4.0 40 Gbits/s, USB 3.2. USB 3.1 Type C

Et rappelez-vous, le fait qu'un PC supporte une génération USB ne veut pas dire que les périphériques le font, s'ils sont USB 1.1 si vous les connectez à un port USB 2.0 du PC ils n'iront pas à la vitesse d'un 2.0.