Depuis sa création en 1996, le port USB a contribué à une standardisation importante dans le monde informatique. L’introduction de l’USB-C a soudainement déclenché un chaos total, entraînant confusion et frustrations. La nouvelle génération va-t-elle enfin mettre de l’ordre dans tout cela ?
En 2019, USB 4 a reçu une liste de spécifications claire du USB Promoter Group. Cette nouvelle spécification s’appuyait sur l’architecture USB 3.2 et USB 2.0, et est basée sur le protocole Thunderbolt d’Intel. USB 4 double la bande passante et permet d’utiliser simultanément plusieurs protocoles de données et d’affichage. Nous rassemblons pour vous les questions essentielles concernant USB 4 et pourquoi ce nouveau protocole est crucial.
Quels types d’USB existe-t-il aujourd’hui ?
La spécification USB a vu le jour en 1996. Intel, Microsoft et IBM ont uni leurs forces pour mettre fin à l’arbitraire des câbles et connecteurs pour le branchement des périphériques externes. C’était l’objectif principal d’USB 1.0 et USB 1.1 : la vitesse de transfert était limitée à 1,5 Mo/s. USB 2.0 l’a augmentée à 480 Mo/s et depuis l’introduction d’USB 3.0 en 2008, nous parlons en gigabits par seconde.
Les anciens périphériques avec un connecteur USB-A classique prennent en charge USB 1.0 (bloc blanc à l’intérieur), USB 2.0 (bloc noir à l’intérieur), ou USB 3.0 et USB 3.1 (bloc bleu à l’intérieur). Un connecteur bleu garantit une vitesse de transfert maximale de 5 Gb/s (USB 3.0) ou 10 Gb/s (USB 3.1). Les deux connecteurs sont identiques visuellement, donc on n’est jamais certain de la spécification applicable. Heureusement, tout ce qui concerne l’USB est rétrocompatible, donc un port USB 3.1 sur votre PC fonctionne parfaitement avec des périphériques utilisant USB 1.0.
Lors de l’introduction des normes USB-C, l’USB Promoter Group espérait en finir avec la dénomination USB 3.0. La vitesse de transfert maximale de 5 Gb/s a été rebaptisée USB 3.1 Gen 1. Tandis que USB 3.1 Gen 2 indiquait une vitesse de transfert maximale de 10 Gb/s.
Confusion des noms
Cette tentative a échoué car trop de produits utilisaient déjà la dénomination USB 3.0. Par conséquent, les appellations USB 3.0 et USB 3.1 Gen 1 sont aujourd’hui toutes deux correctes pour désigner en principe la même chose. USB 3.1 Gen 2 est la seule désignation correcte pour une vitesse de transfert maximale de 10 Gb/s.
Avec USB 3.2, l’USB Promoter Group a tenté à nouveau d’adapter les dénominations. USB 3.0, USB 3.1 Gen 1 ont donc reçu le petit frère USB 3.2 Gen 1. USB 3.2 Gen 2 est devenu l’homonyme d’USB 3.1 Gen 2. USB 3.2 Gen 2×2 n’était pas encore connu sous la norme USB 3.1. Le terme indique une vitesse de transfert maximale de 20 Gb/s et utilise toujours un connecteur Type-C. Ce n’est pas parce qu’un connecteur USB-C garantit toujours 20 Gb/s, donc vous ne pouvez toujours pas déduire du connecteur la vitesse de transfert maximale attendue. Ce tableau clarifie la différence entre les spécifications USB 3.
| Vitesse de transfert maximale | Dénomination USB 3.1 | Dénomination USB 3.2 |
| 5 Gb/s | USB 3.1 Gen 1 | USB 3.2 Gen 1 |
| 10 Gb/s | USB 3.1 Gen 2 | USB 3.2 Gen 2 |
| 20 Gb/s | N’existe pas | USB 3.2 Gen 2×2 |
Pour finir, nous avons aussi Thunderbolt 3, qui est uniquement compatible avec USB-C. Ces connecteurs sont clairement identifiables grâce à l’éclair qui figure à côté du port et sur le connecteur.
Qu’est-ce que la spécification USB 4 a renouvelé ?
USB 4 a une vitesse de transfert maximale de 40 Gb/s, est compatible Thunderbolt 3 et peut toujours gérer des écrans externes. Un seul câble peut piloter plusieurs appareils. Pensez par exemple aux scénarios où votre écran externe sert de station d’accueil. Une fois de plus, la norme est rétrocompatible, comme toutes les versions précédentes.
USB 4 a une vitesse de transfert maximale de 40 Gb/s, est compatible Thunderbolt 3 et peut toujours gérer des écrans externes.
Intel était le créateur de Thunderbolt 3, ce qui lui permettait de percevoir des frais de licence des fabricants d’ordinateurs portables qui intégraient un port Thunderbolt 3. En conséquence, on trouvait principalement cette technologie sur les PC haut de gamme. Intel a fait don de sa norme Thunderbolt 3 à l’USB Promoter Group. Le fabricant a ainsi renoncé à la propriété de la norme et les frais de licence ont été supprimés.
Par conséquent, USB 4 peut également prendre en charge Thunderbolt 3, mais ce n’est pas une exigence selon la spécification. Le choix revient donc aux fabricants de matériel de prendre en charge ou non Thunderbolt 3. MSI, Razer et d’autres fabricants d’ordinateurs portables ont décidé de le faire.
USB 4 est-il uniquement disponible via USB-C ?
Oui, USB 4 n’est disponible que via USB-C. Le connecteur USB-A n’est pas mis à niveau vers USB 4. Aujourd’hui, si vous utilisez un connecteur USB-A, vous savez que la vitesse maximale est de 10 Gb/s dans le meilleur des cas.
USB A ne fait pas la transition vers USB 4.
Faut-il alors jeter tous les anciens appareils ? Non, il existe des adaptateurs (appelés ‘dongles’) qui convertissent l’USB-C en USB-A. Ces adaptateurs sont heureusement bon marché, car la norme USB reconnaît automatiquement le port USB-A sans nécessiter de puce supplémentaire.
À l’avenir, cela pourrait changer. L’USB-C gagne du terrain ces dernières années et est désormais intégré de série dans les ordinateurs portables. Si cela ne tenait qu’à la Commission européenne, l’USB-A serait complètement supprimé d’ici quelques années. En septembre 2021, la Commission a fait une proposition pour rendre l’USB-C obligatoire sur les appareils électroniques. Les ordinateurs portables et les périphériques sont également concernés par cette proposition.
La proposition de loi a maintenant été officiellement approuvée par le Parlement européen et entrera en vigueur à partir de l’automne 2024. Les fabricants d’ordinateurs portables ont jusqu’en 2026 pour adapter leurs produits.
Pourquoi y a-t-il maintenant un problème entre USB et Thunderbolt ?
Thunderbolt est une norme PCI Express développée par Intel en collaboration avec Apple. Depuis Thunderbolt 3 (40 Gb/s), la norme est devenue compatible avec les connecteurs USB-C et les systèmes Windows. Comme elle utilise le même connecteur que la norme USB, cela pose des problèmes. Les systèmes avec un port Thunderbolt 3 (reconnaissable à l’éclair) sont automatiquement compatibles USB-3.2. L’inverse n’est pas vrai, et c’est là que le bât blesse.
Les périphériques spécifiques compatibles Thunderbolt 3, comme le stockage externe rapide ou un écran haute résolution, ne fonctionnent pas ou de manière limitée sur un port USB-C sans éclair à côté. Le problème est plus important avec le stockage rapide, car les périphériques Thunderbolt 3 sans mode USB 3.2 alternatif via USB-C ne fonctionnent tout simplement pas.
Avec les moniteurs, nous avons un problème supplémentaire : DisplayPort. Cette norme est intégrée dans Thunderbolt 3, mais pas dans USB-C. Vous devez chercher un logo DisplayPort spécifique à côté du connecteur USB-C pour être sûr que le moniteur Thunderbolt 3 fonctionnera. On parle parfois aussi de ‘Alt Mode’ pour le matériel Thunderbolt 3. Dès que cette mention apparaît, vous pouvez être sûr que les ports USB-C USB 3.2 classiques fonctionneront aussi.
On parle parfois aussi de ‘Alt Mode’ pour le matériel Thunderbolt. Dès que cette mention apparaît, vous pouvez être sûr que les ports USB-C classiques fonctionneront aussi.
Thunderbolt obtient un successeur
Malgré le don d’Intel, la concurrence avec USB se poursuit. En 2020, Intel a lancé Thunderbolt 4 sur le marché. Cela ne s’est pas accompagné de vitesses de transfert maximales plus élevées, qui restent donc à 40 Gb/s. La nouvelle norme a cependant apporté des améliorations techniques.
Ainsi, tous les systèmes Thunderbolt 4 doivent prendre en charge la connexion simultanée d’au moins deux systèmes 4K ou d’un écran 8K. De plus, ils doivent garantir une vitesse de transfert PCIe de 32 Gbps. Ces deux exigences représentent un doublement par rapport au Thunderbolt 3. Une fois de plus, les fabricants d’ordinateurs portables ont fait la transition.
Entre-temps, le Thunderbolt 5 est déjà prêt dans les coulisses, mais les appareils compatibles sont encore rares. La nouvelle génération bénéficie d’une augmentation de vitesse jusqu’à 80 Gbps et améliore la prise en charge des écrans 8K. Intel qualifie ses nouveaux processeurs Core Ultra 200 comme étant Thunderbolt 5 ready (même si cela se perd dans le marketing de l’IA) et la génération Apple M4 est également prête. Plus d’ordinateurs portables Thunderbolt 5 commenceront à apparaître au cours de cette année.
Qu’en est-il des périphériques tels que les moniteurs, les eGPU ou les disques externes ?
Certains matériels nécessitent spécifiquement le Thunderbolt 3 aujourd’hui. Les disques externes basés sur NVMe exigent souvent Thunderbolt 3 ou 4 pour en tirer le maximum. Lorsqu’ils n’offrent pas de support USB-C USB 3.2, un tel disque externe devient inutile. La technologie Thunderbolt est basée sur PCI Express, ce que la norme USB n’utilise pas.
Le problème s’accentue avec les GPU externes. Cette option devient de plus en plus populaire auprès des professionnels de la création car ils peuvent utiliser un ordinateur portable fin et léger en déplacement et connecter un eGPU à domicile pour plus de puissance de calcul. Le GPU utilise la technologie PCI Express, comme un GPU dans un ordinateur de bureau. Lorsqu’un connecteur ne prend pas en charge Thunderbolt 3, un eGPU ne fonctionne pas.
Pour les autres matériels Thunderbolt spécifiques, comme les moniteurs, il est probable que l’appareil fonctionne, mais pas à ses performances maximales. Cela signifie que la vitesse peut être inférieure, que la résolution d’écran ou le taux de rafraîchissement peut baisser, ou que la vitesse de charge peut diminuer. L’USB-C 3.1 charge actuellement les périphériques à un maximum de 65 watts tandis que le Thunderbolt 3 prend en charge jusqu’à 85 watts.
Est-ce que tous les câbles USB-C existants fonctionnent avec l’USB 4 ?
Le USB Promoter Group a jugé que le connecteur USB Type-C était désormais intégré dans tellement de produits que l’USB 4 devait l’adopter. C’est pourquoi l’USB 4 est compatible avec les produits USB 3.2, USB 2.0 et Thunderbolt 3 existants. Étant donné que l’USB 3.2 et le Thunderbolt 3 fonctionnent tous deux avec le câble USB-C, la réponse courte à cette question est : oui.
Cependant, tous les câbles ne peuvent pas atteindre la vitesse de transfert maximale de l’USB 4 (40 Gbps). Seuls les câbles Thunderbolt 3 et 4 atteignent la vitesse maximale. Faites attention au type de câble que vous achetez, car il existe deux types de câbles sur le marché : actif et passif, tous deux avec un éclair sur le connecteur. Les câbles passifs ne fonctionnent que jusqu’à deux mètres, au-delà il faut un câble actif. Plus le câble passif s’approche de deux mètres, plus il y a de chances que la vitesse passe de 40 Gbps à 20 Gbps.
USB 4 2.0 : vitesses doublées, mêmes câbles
La prochaine norme USB est déjà dans le pipeline. L’USB-IF a publié en octobre 2022 la spécification officielle USB 4 2.0, ce qui signifie que les fabricants d’électronique peuvent intégrer la norme dans leurs produits. La nouvelle norme pourrait atteindre des vitesses doubles jusqu’à 80 Gbps, et même jusqu’à 120 Gbps en trafic unidirectionnel.
L’USB 2.0 est rétrocompatible avec le matériel prenant en charge la version 1 et utilise les mêmes câbles. Les câbles qui peuvent actuellement gérer la vitesse maximale de 40 Gbps devraient pouvoir prendre en charge des vitesses allant jusqu’à 80 Gbps à partir de la version 2.
Avec la publication de la norme, l’USB-IF a conçu une nouvelle série de logos permettant aux fabricants de clarifier le nombre de Gbps et de watts. Cela devrait aider les consommateurs à s’y retrouver dans la jungle des câbles, mais les fabricants ne sont pas obligés d’apposer ces logos sur leurs produits. Windows 11 prend en charge l’USB 4 2.0 depuis début 2024, bien que l’adoption matérielle ne commencera à prendre de la vitesse que cette année.
Une nouvelle norme USB signifie que Thunderbolt ne peut pas rester à la traîne. Thunderbolt 4 est disponible et Thunderbolt 5 se profile déjà. Les nouvelles versions s’appuient sur le même matériel que l’USB 4, maintiennent la compatibilité avec DisplayPort et promettent également des vitesses allant jusqu’à 120 Gbps.
Toujours le chaos
Bien que les nouvelles générations réduisent les différences entre USB et Thunderbolt, nous ne pouvons pas dire que le chaos aura complètement disparu en 2025. L’USB-IF a également dû arriver à cette conclusion. L’organisation a développé encore une fois un nouveau système d’étiquetage pour mieux distinguer les différents câbles.
Les étiquettes peuvent être apposées sur les stations d’accueil comme sur les câbles. Au lieu d’indications peu claires ou de termes marketing, les consommateurs voient maintenant en gros caractères la vitesse prise en charge par le port USB. Ce n’était pas toujours le cas dans le passé.
Cependant, l’USB-IF se heurte toujours au même mur, à savoir que l’utilisation des étiquettes dépend de la bonne volonté des fabricants. Microsoft s’en mêle alors et introduit une certification USB plus stricte pour Windows. Y aura-t-il un jour une fin au chaos avec USB et Thunderbolt ?
Cet article est paru initialement le 8 juillet 2019. Il a été mis à jour plusieurs fois depuis pour une republication avec les informations les plus récentes.