Universal Serial Brainfuck

L’USB est un connecteur universel que l’on retrouve partout, à commencer par les ordinateurs et smartphones. 25 ans que cette norme évolue, mais en assurant toujours la rétrocompatibilité… ce qui n’est pas toujours facile. Rien que pour le format de connecteur Type-C (réversible), on se retrouve avec un document explicatif de 439 pages. Next a plongé dedans, voici ce qu’il faut en retenir.

L’USB, tout le monde connait. C’est un format universel utilisé pour des souris, des claviers, du stockage… Cette norme est capable d’assurer des échanges de données jusqu’à plusieurs dizaines de Gb/s et, dans le même temps, de la charge rapide jusqu’à 240 watts. La promesse est simple, universelle, mais la réalité est bien plus compliquée.

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Voyez ce premier papier comme l’introduction d’un long dossier concernant les câbles USB avec au moins un connecteur Type-C à une des extrémités. Nous allons ici exposer la théorie et les recommandations de l’USB-IF en charge de ce protocole. Il s’agit de détailler les bonnes pratiques que tous les fabricants sont censés mettre en œuvre.

Nous verrons par la suite que c’est loin d’être le cas puisqu’on trouve encore aujourd’hui dans le commerce des câbles USB non conformes et potentiellement dangereux. Comme avec les chargeurs USB, il y a aussi les fausses promesses, malheureusement impossibles à vérifier avant d’avoir le produit entre les mains et du matériel spécialisé pour le tester.

Les câbles USB ont également un ennemi invisible (leur résistance interne) que nous expliquerons et analyserons dans la suite de notre dossier. Enfin, nous avons retrouvé dans un tiroir un câble USB aux performances absolument catastrophiques. Il transforme le 5 volts en 3 volts et nous l’avons même fait chauffer à plus de 100 °C ! Prudence, vous pouvez aussi en avoir un du genre qui traine chez vous, sans pouvoir l’identifier facilement. Nous avons identifié le nôtre par hasard.

Débits et charge : 25 ans d’évolution de l’USB

La première version de l’USB va fêter ses 30 ans, mais il a vraiment pris son envol au début des années 2000 avec l’USB 2.0, encore aujourd’hui largement utilisé dans le monde. En l’espace de deux décennies, les débits ont explosé et ont été multipliés par plus de 160 et même 250 avec le mode asymétrique de l’USB4 v2.0, qui permet d’atteindre 120 Gb/s.

Voici un résumé de l’historique des débits (avec le nom commercial entre parenthèses) :

• USB 1.0 : 1.5 Mb/s (Low Speed)
• USB 1.1 : 12 Mb/s (Full Speed)
• USB 2.0 : 480 Mb/s (High Speed)
• USB 3.0 : 5 Gb/s (SuperSpeed)
• USB 3.1 : 10 Gb/s (SuperSpeed+)
• USB 3.2 Gen 2×2 : 20 Gb/s (SuperSpeed+)
• USB4 : 40 Gb/s
• USB4 v2.0 : 80 Gb/s

• Voici l’USB4 version 2.0 jusqu’à 80 Gb/s… et plus si affinité ?

Nous en avons déjà parlé plusieurs fois, mais l’USB permet aussi de charger des appareils et des batteries, avec une puissance qui a elle aussi fortement augmenté au fil des années. Entre l’USB 2.0 et la dernière version de la norme Power Delivery (PD), la puissance de charge a été multipliée par 100.

Arrivé il y a une dizaine d’années, Power Delivery (suite de Battery Charging alias BC) permet de transmettre plus de puissance électrique en USB. On passe de quelques watts en USB 2.0 et 3.0 à 100 watts via Power Delivery et jusqu’à 240 watts dans la dernière version. Adieu les 5 volts historiques, il est possible de monter jusqu’à 20 volts avec jusqu’à 48 volts à partir de PD 3.1. Dans tous les cas, le courant est limité à 5 ampères.

Voici le détail des puissances électriques :

• USB 2.0 : 2,5 W (5 V et 500 mA)
• USB 3.0 et 3.1 : 4,5 W (5 V et 900 mA)
• USB BC 1.2 : 7,5 W (5 V et 1.5 A)
• USB Type-C 1.2 : 15 W (5 V et 3 A)
• USB PD 2.0 et 3.0 : 100 W (20 V et 5 A)
• USB PD 3.1 : 240 W (48 V et 5 A)

Type-A, Type-B et Type-C : trois formats de connecteurs

Il existe aussi plusieurs connecteurs. Les Type-A et Type-B étaient les premiers arrivés, avec des déclinaisons mini et micro. Ces derniers sont plus petits que les connecteurs standards sans fonctionnalités supplémentaires, nous ne nous attarderons donc pas dessus.

Le Type-A sert généralement aux « hosts », c’est-à-dire les ordinateurs et les alimentations (chargeurs). Le Type-B sert aux « devices », à savoir les périphériques comme les imprimantes et les disques durs externes. Pour d’autres périphériques comme les claviers et souris, le câble USB est généralement attaché, avec un port Type-A pour le brancher à l’ordinateur. Le format micro USB Type-B (en forme de trapèze) a longtemps équipé les smartphones Android.

Tout ce petit monde est doucement mais surement remplacé par le connecteur Type-C, d’autant plus avec l’Europe qui l’impose un peu partout : ordinateurs portables, routeurs et bornes Wi-Fi, batteries externes, etc. Pour simplifier quasiment tout ce qui se recharge et qui ne nécessite pas plus de 240 watts (il y a des exceptions).

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Le connecteur Type-C est réversible (contrairement au Type-A dont on retourne parfois plusieurs fois le connecteur avant de pouvoir l’insérer…) et s’utilise aussi bien pour les « hosts » que les « devices ». Alors que les Type-A et Type-B permettent d’éviter de se tromper par des formats physiques incompatibles, le Type-C utilise une détection et une protection électronique pour déterminer qui est le « host » (auparavant connecteur Type-A) et qui est le « device » (ancien Type-B).

Ugreen propose une petite photo de famille, tandis que SilverStone ajoute les versions de la norme USB supportées par les différents connecteurs :

Comment assurer 25 ans de rétrocompatibilité

Au fil des années et de la montée en débit, les connecteurs ont évolué. Laissons de côté l’USB 1.x, à la durée de vie trop courte, pour débuter avec l’USB 2.0 lancé en 2000. Peu importe le connecteur (Type-A ou Type-B), il y a quatre broches et autant de fils dans les câbles. Deux pour l’échange des données, D+ et D-, et deux autres pour le courant électrique, Vbus pour le + 5 V et GND pour la masse.

Avec l’USB 3.0 (annoncé en 2008), cinq nouvelles broches sont apparues. Deux paires pour le SuperSpeed (alias SS) et une dernière pour la masse. La rétrocompatibilité est de mise. Le format du connecteur Type-A reste le même avec des broches supplémentaires à l’intérieur du connecteur, tandis que le Type-B grossit un peu pour permettre d’ajouter les broches supplémentaires. Idem avec le micro-B en USB 3.0 qui a le trapèze d’origine et un petit bloc supplémentaire à côté.

On peut donc utiliser un câble USB 2.0 dans un connecteur USB 3.x, mais on se limite alors aux performances de l’USB 2.0. Même chose avec un câble USB 3.X dans un emplacement USB 2.0. Pour profiter du SuperSpeed, il faut à la fois un câble et des connecteurs compatibles.

Finalement, l’amour à un prix : cher !

Fortes tensions : c’est le terme à la mode quand il s’agit de parler de puces mémoire, aussi bien pour les SSD que la mémoire vive. Les demandes explosent du côté des professionnels sur les GPU avec de grosses quantités de mémoire vive, à cause de l’intelligence artificielle. La situation pourrait s’aggraver avec maintenant une volonté de faire des « AI SSD ».

Face à cette situation, Micron (connu au travers de sa marque Crucial) a décidé de sortir du marché grand public, aussi bien pour la mémoire vive que les SSD. C’est un coup de tonnerre important dans un marché dominé par trois acteurs pour la fabrication des puces : SK hynix, Samsung et Micron donc.

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Samsung ne bouge pas, SK hynix renforce sa production…

Les yeux se tournaient d’ailleurs vers Samsung pour voir ce qu’il allait faire. Un porte-parole du fabricant a tordu le cou aux rumeurs, affirmant à Wccftech que celle sur « l’abandon progressif des SSD S-ATA ou d’autres SSD est fausse ».

Toujours à nos confrères, SK hynix affirme continuer à produire massivement de la mémoire HBM, dont raffolent les GPU et les autres puces taillées pour l’IA. Le fabricant de puces ajoute néanmoins qu’il « étend activement sa capacité de production à travers de nouveaux projets de fabrication ».

…et prépare des « AI SSD » avec NVIDIA

Dans les projets de SK hynix, il y aurait des « AI SSD », développés conjointement avec NVIDIA, c’est en tout cas ce que rapporte le média Chosun. Nos confrères se basent sur une déclaration du vice-président de l’entreprise, Kim Cheon-seong lors de la conférence Artificial Intelligence Semiconductor Future Technology.

Il serait question d’un SSD dont les performances seraient 10 fois supérieures à celles des modèles traditionnels. Il serait commercialisé sous le nom de « Storage Next » pour NVIDIA et « AI-N P » (pour AI NAND Performances) du côté de SK hynix. Un prototype est attendu pour l’année prochaine. « Les deux sociétés ont estimé que les IOPS, qui désignent le nombre d’opérations d’entrée/sortie par seconde, pourraient atteindre 100 millions en 2027 », ajoutent nos confrères.

Des précédents avec les SSD Optane

Ce n’est pas la première fois que les fabricants se lancent dans des SSD avec des performances supérieures pour le monde professionnel et pour répondre à des besoins spécifiques. Intel l’a fait par exemple avec les SSD Optane à base de mémoire 3D Xpoint (une technologie abandonnée en 2022). La latence était plus faible et l’endurance plus élevée que sur les SSD classiques. Ils se positionnaient entre la mémoire vive et le SSD.

Un point pour finir sur la situation à venir. Kingston est assez peu optimiste pour les prochaines semaines. Cameron Crandall (responsable SSD pour les datacenters chez Kingston) en a parlé lors du podcast The Full Nerd Network. Il prévoit que, selon TechPowerUp, la situation devrait encore s’aggraver dans les 30 prochains jours, « entraînant une hausse des prix des SSD par rapport aux niveaux actuels », ajoutent nos confrères.

SK hynix est encore moins optimiste et prévoit une pénurie jusqu’en 2028, comme le rapporte Hardware & Co. Une chose est sûre : le prix de la mémoire s’envole en cette période de fin d’année… À moins que la bulle de l’IA n’explose (ou n’implose) avant ?

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Les conséquences pourraient être bien visibles pour les consommateurs. Les ordinateurs portables pourraient par exemple redescendre à 8 Go de mémoire vive seulement, alors que 16 Go sont généralement un minimum, comme le rapporte Les Numériques. 16 Go est d’ailleurs le seuil minimum de mémoire imposé par Microsoft pour certifier un PC Copilot+.

« Après près de deux ans de calme relatif, le marché des disques durs (HDD) montre à nouveau des signes de stress », explique Tom’s Hardware. Nos confrères reprennent un rapport de Digitimes Asia qui annonce une hausse de 4 % des prix. Selon nos confrères, c’est symptôme d’un changement important de paradigme, qui modifie « toute la chaîne d’approvisionnement informatique ».

Laissons passer les fêtes de fin d’année, écouler les stocks et il sera temps de refaire un point de situation à la rentrée, aussi bien sur le stockage que sur la mémoire vive.