Apprenez à démêler USB et Thunderbolt

Apprenez à démêler USB et Thunderbolt

L’une des phrases les moins passionnantes au monde est : « Parlons des normes techniques ! » Mais je promets de ne pas plonger dans les schémas de câblage, les schémas de broches et les 1 000 pages de descriptions de protocoles. Au lieu de cela, je souhaite vous aider à comprendre rapidement comment USB et Thunderbolt fonctionnent individuellement et ensemble, afin que vous puissiez comprendre comment les utiliser au mieux et résoudre les incompatibilités lorsqu’elles surviennent.

La voie à suivre dépend des dernières normes : Thunderbolt 4 et USB4. Bien qu’ils ne soient pas entièrement compatibles les uns avec les autres, ils le sont presque. Mieux encore, les deux normes sont efficacement fusionnées sur un seul type de câble, et vous pouvez acheter et utiliser Thunderbolt 3 ou 4 presque universel ainsi que USB 3.1, 3.2 et USB4 sur USB-C.

Ce qui suit est un extrait édité du livre de Glenn Fleishman « Controlling Unconnected », un guide de connexion et de dépannage USB, Thunderbolt, DisplayPort, HDMI, Ethernet et vidéo, disponible sur Take Control Books.

USB: La Norme Universelle, Passé et Futur

L’USB était autrefois un grand espoir pour l’avenir : Universel ! Sérialisez ! bus! Les trois mots pointent dans la bonne direction. L’USB remplacera de nombreux connecteurs et bus série (et même certains ports parallèles), unifiant plusieurs utilisations en un seul contrôleur avec un ensemble limité de prises et de prises conçues pour différentes utilisations. Tous les périphériques USB peuvent être branchés sur n’importe quel port USB avec le câble approprié.

Une belle idée, mais ruinée par la prolifération des types de prises USB. Il existe actuellement neuf types de connecteurs USB.Mais ce n’est pas le seul problème : bien que vous soyez probablement le plus familier avec les prises et les prises rectangulaires USB Type-A, les câbles USB Pas de prises de type A aux deux extrémitésque ce soit en taille réelle, mini ou micro.

Dans le diagramme de la vaste entrée USB de Wikipedia, comme indiqué ci-dessous, huit connecteurs USB fonctionnent sur le dessus et les côtés. Les points suivants méritent d’être notés :

• Type-A ne peut pas se connecter à Type-A : enregistrer en tant que « Propriétaire, dangereux » (carré rouge pâle) Parce que c’est tellement dangereux et mauvais.
• L’abondance de carrés rouges qui disent « non » aide également à raconter une histoire sur un manque d’options comme ou même comme n’aimant pas.
• En haut, vous pouvez voir que le type A était le plus compatible, se connectant à tous les types B (quatre d’entre eux), puis à USB-C.

Cependant, la dernière colonne révèle la vérité et l’évolution : l’USB-C peut se connecter à la plupart des formats et, surtout, à lui-même. (Mini-A et Micro-A sont si rares que l’USB-C qui ne fonctionne pas avec eux n’est pas vraiment le chaînon manquant.) Je reviendrai sur l’USB-C plus tard.

Évolution standard de l’USB

USB-IF

À mesure que les types de connecteurs USB prolifèrent, les normes technologiques sous-jacentes se multiplient également. Cette évolution a conduit à de nouveaux formats de connexion. L’USB de 1.0 à 3.0, de 1,5 Mbps/12 Mbps à 5 Gbps, repose généralement sur le même connecteur rectangulaire de type A. USB 1.1 (1998) est largement utilisé, en particulier pour les claviers, souris et autres périphériques d’entrée. L’USB 2.0 (2000) fournit 480 Mbps, un débit adapté aux disques durs externes, avec FireWire 400 et 800 (au choix d’Apple). Mais l’USB gagne.

Son association de normalisation, l’USB Implementers Forum (USB-IF), a lancé l’USB 3.0 en 2008, faisant monter en flèche les débits de données à 5 Gbps. Vendu sous le nom de SuperSpeed, il augmente également le flux de puissance de 150 milliampères (mA) à 900 mA, permettant le chargement d’appareils mobiles et de périphériques alimentés par bus.

Ce n’est qu’en 2014 que le connecteur USB-C a fait ses débuts en tant qu’USB 3.1. Les connecteurs de type A sont limités à 5 Gbps, mais ce que l’on appelle l’USB 3.1 Gen 2 peut atteindre 10 Gbps avec des ordinateurs et des périphériques équipés du matériel approprié. En 2017, l’USB 3.2 a repris le dessus. Le connecteur 3.2 Type-A peut fournir 5 ou 10 Gbit/s ; le connecteur USB-C, 10 ou 20 Gbit/s. L’USB-IF a également renommé sa norme en SuperSpeed ​​​​USB 5 Gbps, 10 Gbps et 20 Gbps.

USB4 a des étiquettes séparées 20 Gbps et 40 Gbps (à gauche, sur l’emballage ; à droite, sur l’appareil).

USB-IF

C’est là que je vous demande de saisir la chaussette et de supprimer l’espace entre l’USB et le numérique. USB4 (voir, pas de place) n’autorise que les connecteurs USB-C et est une implémentation de…Coup de foudre 3! USB4 peut fonctionner à 20 Gbps ou 40 Gbps ; sous cette dernière forme, il est commercialisé et étiqueté comme SuperSpeed ​​USB 40 Gbps.

Ainsi, l’évolution de l’USB n’est pas tant, mais vers un type de prise/prise unique USB-C qui peut être utilisé n’importe où – enfin vraiment universel !

L’avènement de l’USB-C

Enfin, un seul type de connexion aux deux extrémités du câble, réversible à 180°, inséré en fiche dans la prise jack sur son extrémité longue, a un facteur de compacité, et peut supporter jusqu’à 100 W (plus tard, jusqu’à 240 W). Le flux d’énergie peut être dans les deux sens : un ordinateur portable ou un ordinateur de bureau peut charger un appareil mobile ou une banque d’alimentation, et vice versa.

Avec l’adoption par Intel de l’USB-C à partir de Thunderbolt 3 et la convergence presque complète de l’USB sur la norme Thunderbolt, tout est parfait, n’est-ce pas ?

Et bien non. Premièrement, les gens investissent beaucoup d’argent dans des appareils dotés de connecteurs USB de type A. Les premiers ordinateurs dotés de prises USB-C avaient tendance à être frugaux et les stations d’accueil dotées de nombreux ports USB Type-A étaient rares. De 2015 à au moins 2019, les gens se sont plaints sans cesse – et en grande partie à raison – qu’ils devaient acheter et transporter avec eux des charges de câbles, d’adaptateurs et de mini-stations d’accueil.En 2020, cela semble s’être stabilisé : les périphériques passent à l’USB-C ou incluent des câbles ou des adaptateurs, des stations d’accueil moins chères sont largement disponibles, les fabricants d’ordinateurs, en particulier Apple- Décidé d’inclure plus de types de crics différents pour réduire les tracas.

Deuxièmement, lors de la transition délicate entre Thunderbolt 3, USB 3.1, USB 3.2, Thunderbolt 4 et USB4, vous pouvez finir par acheter un câble USB-C qui ne connecte pas correctement deux appareils avec des ports USB-C pour les connecter aux données. débits aussi élevés que possible (par exemple, jusqu’à 10 Gbps au lieu de 40 Gbps), ou simplement passer 15 W ou 60 W de puissance au lieu de 100 W. Le problème n’a toujours pas disparu, mais il a été réduit et sera encore amélioré dans un proche avenir.

Troisièmement, avec l’USB passant de 3.1 à 3.2 à 4, et augmentant les options d’alimentation et de transport de câbles fournies par les ports, beaucoup de marquage est devenu plus que baroque.

Cela peut sembler ridicule, mais chacune de ces étiquettes de prise USB représente une combinaison différente de fonctions. (Source : Intel)

Intel

Thunderbolt ne remplacera pas l’USB, mais sa fusion avec l’USB aide à dégager de l’herbe, comme je l’expliquerai ensuite.

Norme de tonnerre

Intel a lancé Thunderbolt appelé Light Speed ​​​​en 2010, et Apple- était un fervent utilisateur des processeurs Intel à l’époque – et a contribué à définir la direction de son adoption sur tous les ordinateurs. La version originale de Thunderbolt a fourni un incroyable 10 Gbps de données dans les deux sens simultanément, si incroyable qu’il a dépassé la plupart des stockages et autres matériels à l’époque.

Reconnaissant la pénurie de ports sur les ordinateurs à l’époque, Thunderbolt a pris en charge la connexion en guirlande dès le départ, un concept similaire à l’ancienne norme SCSI, et pourrait combiner une série de lecteurs optiques, de disques durs ou de baies de lecteurs hautes performances en un seul boîtier (RAID). Jusqu’à six appareils Thunderbolt peuvent être connectés en guirlande.

Le Thunderbolt d’origine autorisait également DisplayPort sur la même connexion et pouvait fournir au moins 10 W de puissance.

Intel a doublé le débit à 20 Gbps avec Thunderbolt 2 en 2013, et à nouveau en 205 avec Thunderbolt 3 jusqu’à 40 Gbps.

La première génération de Thunderbolt et Thunderbolt 2 reposait sur le même style de prise/prise que Mini DisplayPort.C’est pratique Apple Une connexion vidéo externe a été adoptée il y a quelques années pour faciliter la transition, du moins dans cette clientèle.

Avec Thunderbolt 3, Intel a adopté le facteur de forme USB-C de manière complètement standard. Thunderbolt 3 apporte plusieurs fonctionnalités et options à la norme de communication. Voici ce que vous pouvez attendre de n’importe quel port Thunderbolt 3 sur n’importe quel ordinateur ou appareil :

• 40 Gbit/s (prise uniquement) : Thunderbolt 2 peut aller jusqu’à 20 Gbps ; tous les ports Thunderbolt 3 doivent prendre en charge 40 Gbps. Cependant, selon le câble, vous ne pourrez peut-être atteindre que 20 Gbit/s ; voir Utilisation du câble pour connecter vos appareils pour la capacité Thunderbolt.
• Affichage 4K : Chaque contrôleur Thunderbolt 3 doit prendre en charge au moins un écran 60 Hz 4K utilisant DisplayPort 1.2. Cependant, les contrôleurs Thunderbolt 3 ultérieurs ont la possibilité d’intégrer DisplayPort 1.4 et de gérer jusqu’à deux écrans 4K à 60 Hz, un écran 4K à 120 Hz ou un écran 5K à 60 Hz. (L’option 5K nécessitait initialement un contrôleur unique pour l’ordinateur d’Apple.)
• Puissance minimale de 15 W : Thunderbolt et Thunderbolt 2 doivent fournir jusqu’à 10 W de puissance, tandis que Thunderbolt 3 démarre à 15 W et est plus adapté pour charger les smartphones et tablettes de nouvelle génération.
• Réseau pair à pair : Thunderbolt permet aux ordinateurs d’être connectés en guirlande et d’atteindre des vitesses allant jusqu’à 10 Gbit/s comme s’ils étaient connectés via Ethernet 10 Gbit/s. (Voir Utilisation de Thunderbolt Peer-to-Peer 10 Gbps.)
• Alimentation USB en option : Avec la prise en charge de l’alimentation USB, le port Thunderbolt 3 peut éventuellement fournir jusqu’à 100 W d’alimentation aux appareils compatibles, tels que les ordinateurs portables.
• Concentrateur en option : Thunderbolt 3 prend en charge jusqu’à quatre concentrateurs Thunderbolt. Cette fonctionnalité n’est généralement pas prise en charge tant que Thunderbolt 4 n’est pas disponible.

Thunderbolt 4 améliore les performances en augmentant les exigences minimales ou en forçant les fonctionnalités facultatives de Thunderbolt 3 dans Thunderbolt 4.

Les deux changements les plus importants qui peuvent vous affecter directement sont les améliorations du câble et de la compatibilité. Premièrement, les câbles Thunderbolt 4 jusqu’à 6,6 pieds (2 m) n’ont pas le circuit « actif » requis pour que Thunderbolt 3 atteigne 40 Gbps, quelle que soit la longueur du câble. Deuxièmement, la prise Thunderbolt 4 doit être entièrement rétrocompatible avec au moins 10 Gbps USB 3.1/3.2, mais peut prendre en charge jusqu’à 40 Gbps USB4.

s’avérer éliminer La principale compatibilité hôte/câble/périphérique qui tourmente Thunderbolt. Utilisation d’une prise Thunderbolt 4 et d’un câble Thunderbolt 4 :

• Tout câble reliant une prise Thunderbolt 4 à un port périphérique USB 3/USB4 via USB-C fonctionnera toujours et fournira toujours un débit de données d’au moins 10 Gbit/s.
• Selon les études de marché à ce jour, tout câble Thunderbolt 4 est également entièrement compatible avec USB4. Lorsque vous utilisez ce type de câble pour connecter deux prises Thunderbolt 4, USB 3.x ou USB4, vous atteindrez toujours le débit de données commun maximum.

Ce changement à lui seul peut grandement contribuer à atténuer la frustration liée à l’encombrement des câbles, à la confusion des normes et aux faibles débits de données ou aux incompatibilités. Mais il y a plus ! Voici ce que vous pouvez attendre d’autre de Thunderbolt 4 :

• Toujours 40 Gbit/s : Thunderbolt 4 n’accepte aucun compromis. Toutes les prises et tous les câbles doivent prendre en charge 40 Gbit/s.
• Deux moniteurs 4K :…