USB 3.0 : Définition, évolutions et usages [Dossier Complet]

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USB 3.0 - Kiatoo

Dans les années 1990, l’USB est venu se substituer aux différents ports externes qui arborent alors nos ordinateurs. C’est ainsi qu’il a progressivement remplacé le port série RS-232, le port parallèle, ou encore le port PS/2, etc.
Bien qu’à cette date, elle offre une avancée importante en termes de performance, la norme USB n’est réellement connue du grand public qu’en 2000, à travers la clé USB comme média amovible – même si certains claviers et souris étaient déjà reliés à l’ordinateur au moyen de ce connecteur -.
Mais si la plupart des utilisateurs associent le terme USB à cette petite clé que l’on emporte partout avec nous, la norme ne se cantonne pas à cela.

En effet, en quelques années, l’USB s’est imposée comme l’interface du multimédia et de l’informatique, avec une utilité diversifiée, et a rapidement progressé pour atteindre aujourd’hui sa troisième version majeure : l’USB 3.0 dont sont dotés la plupart de nos appareils. Cette dernière version a elle-même évolué à l’image des nouvelles technologies, laissant place parfois à un flou sémantique que nous allons éclaircir dans ce dossier.

Zoom sur la norme USB 3.0, son évolution et ses principaux usages.

 

L’USB 3.0, c’est quoi ?

L’USB 3.0 est la troisième et dernière version majeure en date de la technologie USB. Cette dénomination “ USB 3.0 ” fait davantage référence à une version majeure de la technologie USB qu’à la génération de cette troisième version de la norme qui a évolué à mesure des améliorations qui lui ont été apportées. En effet, lorsque l’on parle de la technologie USB 3.0, cela englobe aussi bien l’USB 3.1 Gen 1 que la dernière version sur le marché qu’est l’USB 3.1 Gen 2. Sachant qu’une nouvelle édition USB 3.2 a été publiée, mais qu’elle n’est pas encore disponible au grand public. Nous détaillerons ce point dans la deuxième partie de ce dossier consacrée à l’évolution de la norme 3.0, mais avant cela, il est nécessaire de comprendre ce qu’est l’USB.

Mais l’USB, qu’est-ce que c’est ?

L’USB (Universal Serial Bus) constitue une norme relative à la transmission de données entre un hôte (ordinateur, tablette, etc.) et des périphériques informatiques. En termes techniques, on parle de “ bus informatique à transmission série ”.
Inventée en 1996 pour supplanter les différents ports existants estimés trop lents et trop spécifiques, il a fallu attendre quelques années pour que la norme suscite un réel intérêt auprès des utilisateurs, notamment au travers de l’usage de la clé USB.
clé usb - Kiatoo

Performance de l’USB

Le bus USB offre alors un débit de transfert beaucoup plus rapide, à savoir 1,5 Mbit/s pour la version 1.0, et une compatibilité avec tout appareil disposant d’un port USB.
Ce sont d’ailleurs ces atouts qui ont largement contribué au succès de la clé USB qui n’exige pas de périphérique spécifique, alors même que les mémoires de masse qui l’ont précédée se lisent au moyen d’un lecteur dédié. En effet, qui se souvient des disquettes, ces fameux floppy disks que l’on prenait plaisir à classer et à insérer dans les Pc en salle de technologie ?
Au-delà de sa performance, l’USB a l’avantage de fonctionner à chaud, c’est-à-dire qu’il n’oblige pas à éteindre et à rallumer son ordinateur pour brancher ou débrancher un périphérique.
Il bénéficie par ailleurs de la technologie PnP, pour Plug and Play (“ brancher et jouer ”), et permet au périphérique USB d’être identifié automatiquement lors du branchement, facilitant ainsi son utilisation.

 

Les différentes versions majeures de l’USB

La technologie USB a évolué au cours de ces trois dernières décennies et compte aujourd’hui trois versions majeures.

L’USB 1.0

La norme USB a vu le jour en 1996 dans sa première version USB 1.0 offrant un débit de 1,5 Mbit/s. Mais celle-ci n’a jamais été vraiment effective.
En fait, la version que l’on connaît comme étant l’USB 1 est l’USB 1.1, sortie en 1998. Elle apporte des corrections à la précédente et dévoile deux vitesses de communication : un mode lent (Low Speed) à 1,5 Mbit/s pour des périphériques impliquant un transfert de données moindre (le clavier par exemple) et un mode pleine vitesse (Full Speed) à 12 Mbit/s pour des périphériques plus gourmands en débit (l’imprimante par exemple).

L’USB 2.0

Face à l’avancée technologique et les besoins grandissants en débit de transfert, une  deuxième version de la norme, USB 2.0, est sortie en avril 2000. Elle est encore aujourd’hui omniprésente dans le secteur informatique.
Avec un débit théorique de 480 Mbit/s, dit “ Haute vitesse “ (High Speed), l’USB Hi-Speed (USB 2.0) est notamment compatible avec des périphériques encore plus rapides que sont les graveurs et les disques durs, et que la norme USB 1.0 ne supporte pas.

Symbole USB 2.0

Une version sans-fil de l’USB connue sous le nom de Wireless USB, visant à remplacer l’USB, est publiée en 2005. Elle offre des débits théoriques de 400 Mbit/s à une distance de 3 m pour tomber à 112 Mbit/s à une distance de 10 m en pratique. Les arguments du “ sans-fil ” et les performances annoncées n’étant pas toujours effectives, le projet a été abandonné au profit de l’USB 3.0.

Par ailleurs, en 2007, une nouvelle version de l’USB 2.0 offre une nouvelle fonctionnalité : l’USB On-The-Go ou l’USB OTG.
Cette nouvelle extension de la norme USB 2.0 assure une meilleure flexibilité entre les périphériques dotés de l’USB puisqu’il ne fonctionne plus selon un principe de maître-esclave, et permet alors à n’importe quel appareil de gérer le transfert des données de façon autonome, sans passer obligatoirement par un ordinateur.
Dès lors, l’USB OTG est devenu un standard que l’on retrouve également dans la dernière version USB 3.0.

Dossier complet USB 3.0 - Kiatoo
USB 2.0

L’USB 3.0

Avec l’évolution des nouvelles technologies, le transfert de données entre périphériques nécessite toujours plus de bande passante, à l’image des vidéos haute définition par exemple. C’est ainsi qu’en novembre 2008, une nouvelle version de l’USB alors appelée USB 3.0, connue sous le nom de SuperSpeed USB, améliore encore la vitesse de transfert. Avec un débit allant jusqu’à 5 Gbit/s, elle est capable de transférer des données 10 fois plus vite que son homologue l’USB 2.0.

Lors de sa sortie, cette troisième version de la technologie USB étant nouvelle, elle est nommée “ USB 3.0 ”. Mais par la suite, la norme ayant connu des améliorations,  elle a été renommée “ USB 3.1 Gen 1 ” par le consortium USB Implementers Forum, pour laisser place à une nouvelle génération plus performante : USB 3.1 Gen 2.

Différents connecteurs USB - Kiatoo
Les différents connecteurs USB

 

L’évolution de la technologie USB 3.0

La version USB 3.0, dernière version de la norme à ce jour, a progressivement évolué en une dizaine d’années pour offrir des nouvelles performances en termes de débits de transfert, mais pas que…
A noter qu’au fil de l’évolution de cette ultime version, une certaine confusion s’est installée autour de la dénomination des différentes progressions de l’USB 3.0, puisque de nombreux produits sont associés à la technologie de l’USB 3.0, parfois appelée “ USB 3.1 ”, sans que l’on sache à quelle génération, ni à quelle vitesse de transfert cela fait référence.

Nous allons tâcher de vous éclairer sur ces points.

La version USB 3.0 (ou USB 3.1 Gen 1)

L’USB 3.1 Gen 1 alias SuperSpeed USB, est la première génération de la troisième version majeure de l’USB. Elle est introduite en 2008 pour connecter des dispositifs toujours plus gourmands en taux de transfert. Elle amorce un nouveau mode SuperSpeed grâce à l’autorisation de plusieurs flux de transfert de données, et offre alors un débit théorique de 4 Gbit/s.

USB 3.0 Super Speed
Symbole USB 3.0 ou USB 3.1 Gen 1 Super Speed

En effet, le SuperSpeed n’apporte pas de nouvelles spécificités techniques et fonctionne toujours selon la technologie du PnP, mais il multiplie ses performances par dix par rapport au standard USB 2.0.
Il est par ailleurs compatible avec les ports et les connecteurs USB 2.0 et USB 1.1.
Et il assure une meilleure gestion de l’alimentation avec une puissance électrique maximum de 4,5 W.

La nouvelle version USB 3.0 de la norme se reconnaît notamment à la couleur bleue de ses ports, de ses prises et fiches USB et aux initiales SS (pour SuperSpeed) imposée aux constructeurs afin que les utilisateurs puissent la différencier plus facilement des standards précédents.
Il faut attendre 2010 pour que les utilisateurs puissent bénéficier des avantages de l’USB 3.1 Gen 1.

La version USB 3.1 (ou USB 3.1 Gen 2)

La technologie USB 3.0 connaît d’autres améliorations avec l’introduction, en août 2014, de l’USB 3.1 Gen 2, alias SuperSpeed + USB 10 Gbit/s, initialement nommé USB 3.1.
Cette deuxième génération de l’USB 3.1 dispose d’un débit théorique deux fois supérieure à la précédente, à savoir 10 Gbit/s contre 5 Gbit/s pour l’USB 3.1 Gen 1.

USB 3.1 Gen 2 Super Speed 10 - Kiatoo
Symbole USB 3.1 Gen 2 Super Speed 10

Destiné à améliorer davantage la vitesse de transfert des données, l’USB 3.1 Gen 2 optimise également le taux de chargement et réduit ainsi le temps de charge. Il est par ailleurs rétrocompatible avec les normes précédentes que sont l’USB 2.0 et l’USB 3.1 Gen 1. Mais sa performance dépend de celle du système de l’hôte, même s’il peut améliorer sa performance.

Enfin, cette deuxième génération de l’USB 3.1 est compatible avec l’USB Power Delivery, mais ne le prend pas non plus forcément en charge.
Avec un taux de transfert de 1.2 Go/s, elle est intégrée dans de nombreux laptops, cartes mères, ou encore disques durs externes.

L’USB-C, compatible avec l’USB 2.0, l’USB 3.1 et l’USB 3.2

La norme USB 3.1 Gen 2 se veut simplifiée si bien qu’un nouveau connecteur USB Type-C est introduit au moment de sa sortie. Sa particularité est qu’il est réversible. Il peut se brancher dans n’importe quel sens, facilitant ainsi son utilisation. Ce connecteur de Type-C, tout aussi robuste que les ports USB traditionnels, s’est largement démocratisé ces dernières années, notamment dans la téléphonie et le multimédia, pour répondre à nos attentes de produits toujours plus portables, petits et fins.

USB Type-C - Kiatoo
USB Type-C

Toutefois, il ne faut pas confondre l’USB 3.1 Gen 2 et l’USB-C. Car si elles ont été lancées pratiquement au même moment, ce sont deux normes totalement distinctes.
En effet, la première offre de meilleurs taux de transfert comparés aux anciennes normes, tandis que la seconde est destinée à améliorer le confort de l’utilisateur par sa réversibilité.
La première se distingue par sa performance, alors que la seconde ne caractérise qu’un nouveau format d’USB.
Un USB-C peut prendre en charge l’USB 2.0, l’USB 3.1 Gen 1, l’USB 3.1 Gen 2 et l’USB 3.2.

Si vous achetez un appareil doté de l’USB Type-C, vous pourrez profiter d’un meilleur confort d’utilisation. Toutefois, vous ne bénéficierez pas forcément des taux de transfert de l’USB 3.1 Gen 2. Vous obtiendrez les taux de transfert de la version USB prise en charge par votre USB-C.
De même, si l’USB 3.1 Gen 2 est intégrée dans une machine, cela ne signifie pas pour autant qu’elle dispose obligatoirement du port USB de Type-C.
Ce sont des informations qui restent floues même dans les caractéristiques mentionnées lors de l’achat d’un nouvel appareil. Il ne faut donc pas hésiter à demander ces informations au vendeur.

A titre d’exemple, le Microsoft Surface Book 2 est vendu avec deux ports USB de Type-A et un port de Type-C, or tous sont des USB 3.1 Gen 1. Ici, le port Type-C n’est pas un USB 3.1 Gen 2, contrairement à ce que l’on pourrait croire.

La version USB 3.2

En septembre 2017, l’USB 3.2 vient succéder au standard USB 3.1 Gen 2 avec quatre modes de transfert, et atteint jusqu’à 20 Gbit/s.
Elle conserve les modes SuperSpeed à  5 Gbit/s de l’USB 3.1 Gen 1 et SuperSpeed+ à 10 Gbit/s de l’USB 3.1 Gen 2. Puis elle ajoute deux modes de données complémentaires SuperSpeed + en s’appuyant sur le fonctionnement du connecteur USB Type-C à deux canaux, doublant ainsi la bande passante à 10 Gbit/s pour le premier et à 20 Gbit/s pour le second.
L’USB 3.2 est rétrocompatible avec les standards USB précédents.
Toutefois, même si l’USB 3.2 double les performances de la norme, elle reste encore deux fois moins performante que son concurrent Thunderbolt 3.

Quoiqu’il en soit, pour le moment, nous ne pouvons bénéficier de la technologie de l’USB 3.2 puisque les produits grand public ne l’intègre toujours pas aujourd’hui.

A l’heure actuelle, la majorité de nos appareils électroniques sont dotés des standards USB 2.0 et USB 3.0.
Face au flou persistant quant à la dénomination des versions de cette norme de l’USB 3.0, nous vous invitons à vous renseigner sur la génération et la vitesse de transfert de l’USB 3.1 indiqué pour être certain de l’usage que vous pourrez en faire.

 

Les usages de l’USB 3.0

En une trentaine d’années d’existence, la norme USB n’a cessé d’évoluer au gré de l’avancée des nouvelles technologies et notamment en fonction de la croissance du taux de transfert exigé par nos nouveaux appareils. Ces nombreuses améliorations techniques ont permis au standard de se démocratiser et d’intégrer largement l’univers informatique, mais pas seulement.
Aujourd’hui, le bus USB étant omniprésent dans les produits électroniques grand public et la version USB 3.1 Gen 2 largement répandue, la gamme de périphériques compatibles avec la norme est très vaste et les usages s’en trouvent diversifiés.

Une utilité quotidienne

De manière générale, nous sommes nombreux à utiliser la technologie USB au quotidien sans même y prêter attention et ni même connaître ses caractéristiques.
Ainsi, les fonctions premières de l’USB consistent principalement à permettre à l’utilisateur d’interagir avec un ordinateur, à l’image de la souris et du clavier, ou encore de stocker des données au moyen de disques durs externes ou de clés USB, par exemple.

Disque dur Apple USB - Kiatoo
Disque dur externe Apple

La norme USB est assez performante pour une utilisation en multimédia et imagerie, notamment depuis sa version 2.0 dont la performance suffit aux imprimantes et aux scanners, entre autres.
L’USB  trouve également son utilité dans le domaine des réseaux et communications où il est adopté comme adaptateur pour le Wifi, le Bluetooth, ou encore l’Ethernet.

Le transfert de vidéos

Outre ces principaux intérêts du bus USB, l’USB 3.0 révolutionne l’usage de la norme en termes de capacité de transfert et de vitesse de lecture et d’écriture, et permet notamment de transférer des vidéos HD et des images haute résolution rapidement.

Le connecteur de nombreux périphériques

Il est parfaitement adapté aux exigences des disques durs externes, des clés USB et des SSD externes de dernière génération.
Pour autant, la version actuelle reste davantage conçue pour le transfert et le chargement de données, contrairement à son concurrent Thunderbolt 3 d’Intel au format USB-C qui a des performances plus poussées et dont les capacités sont décuplées. Ce dernier permet en outre de gérer deux écrans 4K à 60 Hz ou un écran 5K multi-panneaux avec un seul câble (avec le DisplayPort 1.2).

De meilleures performances avec l’USB-C

L’USB 3.1 Gen 2 dont la sortie coïncide avec celle de l’USB-C, n’en est pas forcément doté. En effet, comme expliqué précédemment beaucoup d’entre nous font l’amalgame entre cette version de la norme USB et ce nouveau type de port qui intègre progressivement nos nouveaux appareils. Mais disposer d’un appareil doté de l’USB 3.1 Gen 2 au format Type-C permet de bénéficier des meilleures performances de la norme tout en s’assurant une plus large compatibilité avec les périphériques modernes et à venir.

Une rétrocompatible avec les versions antérieures

L’autre atout majeur de la norme USB 3.0 réside dans sa rétrocompatibilité si bien qu’il n’est pas nécessaire de jeter vos périphériques dotés des versions USB antérieures. En effet, l’USB 3.1 Gen 2 est parfaitement compatibles avec des périphériques disposant des ports USB 2.0, et USB 3.1 Gen 2.

Recharger et alimenter ses appareils avec l’USB PD

L’USB 3.1 Gen 2 peut prendre en charge la fonctionnalité du Power Delivery 2.0 (USB PD), mais pas forcément. Si tel est le cas, l’USB 3.1 Gen 2 permet de recharger et d’alimenter jusqu’à 100 W des appareils électroniques, smartphones et ordinateurs portables à l’aide d’un seul câble, et de façon bidirectionnelle.
Concrètement, vous pouvez non seulement recharger votre laptop au moyen de l’USB, mais en plus, deux appareils connectés ensemble via le standard peuvent se charger mutuellement.
Par ailleurs, si l’USB était d’abord cantonné au secteur informatique, on le retrouve aujourd’hui dans la plupart de nos appareils et gadgets comme connecteur d’alimentation électrique.

USB alimentation - Kiatoo

Un connecteur interne

De plus, l’utilité du bus USB se trouve principalement en externe, mais il peut être utilisé pour la connexion interne de certains périphériques dans des ordinateurs, tels que la carte mère par exemple.

 

Pour conclure, l’USB est loin de se limiter à l’usage de la clé USB, et son évolution nous permet de profiter d’un meilleur confort d’utilisation, et surtout de performances décuplées grâce à l’USB 3.1 Gen 2, facilitant ainsi notre usage des appareils mobiles, multimédia et informatiques au quotidien.
L’intégration de l’USB 3.2 dans nos appareils marquera une nouvelle étape dans l’histoire de l’USB, même si le Thunderbolt 3 a déjà ses adeptes.

Quoiqu’il en soit, nous sommes nombreux à apprécier les nombreux atouts de l’USB 3.0, et afin de profiter au mieux de ses performances et de ses fonctionnalités, n’oubliez pas d’être attentif et curieux quant aux dénominations de la norme qui vous sont proposées.
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Jessica
Rédactrice web depuis 6 ans, j'ai accédé aux coulisses des nouvelles technologies à l'ère du multimédia reconditionné. Geek en devenir, je me suis découvert un véritable intérêt pour l'univers high-tech et informatique au sujet duquel je prends un réel plaisir à écrire et échanger. Fan de la marque à la pomme, je rédige mes articles depuis un Asus.

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