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USB Type-C, USB 3.1, Thunderbolt… : on fait le point

Les ports USB font aujourd’hui partie de notre quotidien. Ils sont le moyen le plus simple et le plus utilisé pour connecter des périphériques à un ordinateur portable. Que ce soit une tablette, un appareil photo, un clavier, un téléphone portable, tous se connectent à l’aide d’un connecteur USB.

C’est en 1996 que la première version de l’Universal Serial Bus fait son apparition. Son objectif était de remplacer les très nombreuses connectiques à l’usage unique. Grâce à l’émergence de l’USB, plus besoin d’une prise pour le clavier, une pour la souris, une pour l’imprimante, etc. De plus, le port USB permet d’alimenter en courant le périphérique à son extrémité ce qui lui permet, par exemple, d’alimenter des disques durs sans nécessiter de cable d’alimentation supplémentaire, ou de recharger votre téléphone.

Pourtant il n’existe pas qu’un seul type ni un seul format pour les connecteur USB.

En effet, depuis sa création l’USB a évolué pour s’adapter à son utilisation et offrir des performances toujours plus grandes.

Il faut savoir qu’il existe deux différences majeurs dans les câbles USB. La première est la norme, elle a évoluée au fil des années et se réfère à la technologie de l’USB. La seconde est caractérisé par le connecteur : Type-A, Type-B, Micro-USB, ou Type-C.

Les normes USB

USB 2.0

Logo norme USB 2.0

Depuis l’an 2000, l’USB 2.0 est la norme pour presque tous les périphériques.

Elle offre des performances plus élevées que l’USB 1.0, qu’il remplace. L’USB 2.0 permet un débit de données jusqu’à 480 Mbits/s, quand l’USB 1.0 n’offrait qu’une vitesse de 12 Mbits/s à pleine vitesse. L’USB 2.0 permet également d’alimenter en énergie le périphérique à hauteur 2,5 W.

USB 3.0 ou l’USB 3.1 Gen 1

Logo norme USB 3.0Introduit en 2008, l’USB 3.0 augmente encore la vitesse de transfert de données. Désormais, cette technologie permet des transferts (théoriques) jusqu’à 5 Gbits/s. La rétro-compatibilité avec la précédente version (USB 2.0) est assurée. Du côté transmission d’énergie, l’USB 3.0 permet d’atteindre à présent les 4,5 W, suffisant pour alimenter un disque dur externe.

À noter que l’appellation USB 3.0 a été officiellement revue par le consortium USB-IF, la nouvelle dénomination est l’USB 3.1 « Gen 1 », à ne pas confondre avec la « Gen 2″…

USB 3.1 Gen 2

Logo norme USB 3.1Dernière version en date de l’USB, annoncée en 2013, l’USB 3.1 Gen 2 propose des changements notables par rapport à ses prédécesseurs. La vitesse de transfert des données est doublée par rapport à l’USB 3.1 Gen 1, elle passe ainsi à 10 Gbits/s. Côté alimentation électrique, l’USB 3.1 propose 3 profils d’alimentation. Ainsi, il permettra de recharger des appareils équipés jusqu’à 100W ! Actuellement, le Macbook Pro Retina 12″ et le Google Chromebook Pixel 2 utilisent cette technologie pour recharger leur batterie.

Il est donc important de faire la distinction entre USB 3.1 Gen 1 (anciennement USB 3.0), et l’USB 3.1 Gen 2 qui offre des débits doublés de 5 à 10 Gbit/s, mais pas seulement, puisque l’USB 3.1 Gen 1 ne peux transmettre que 4,5 W contre 100 pour la Gen 2…

Thunderbolt 1, 2 et 3

Logo norme ThunderboltLe Thunderbolt est un protocole de connexion développé par Intel et Apple. En 2011, il équipe pour la première fois les Macbook Pro 15 pouces et le Mac Mini sous la forme d’un connecteur Mini DisplayPort. Le Thunderbolt 1 permet un débit théorique jusqu’à 10 Gbit/s en transfert de données, le Thunderbolt 2 gère quant à lui des débits jusqu’à 20 Gbit/s sur 2 canaux. Mais ce n’est pas tout puisqu’il peut gérer un flux vidéo en plus du transfert de donnée. Vous pouvez par exemple y connecter un écran externe haute définition (2560 x 1600 pixels).

L’autre avantage de ce protocole est de pouvoir chaîner les périphériques : disque dur externe, écran principal, écran secondaire, etc. La technologie Thunderbolt permet également d’utiliser des stations d’accueil pour PC portable, vous n’avez ainsi plus qu’un seul câble Thunderbolt à relier, la station d’accueil fait la liaison avec le reste de vos équipements (clavier, écran, disque dur externe, etc.).

Connecteur Thunderbolt vs DisplayPort

À gauche, le connecteur Thunderbolt 1 / 2. À droite un simple connecteur DisplayPort (non compatible Thunberdolt)

La nouvelle norme Thunderbolt 3 continue de monter en débit avec une bande passante maximale de 40 Gbits/s, cette nouvelle norme s’appuie sur le protocole DisplayPort 1.2, vous pourrez donc gérer l’affichage de deux écrans à la résolution 4K ou un seul écran 5K. L’autre nouveauté provient de son format car cette nouvelle version utilise à présent un connecteur USB Type C (au lieu d’un connecteur Mini DisplayPort). Comme pour l’USB 3.1 il autorise le transfert d’énergie jusqu’à 100W.

Thunderbolt 3 USB Type C

Le nouveau connecteur Thunderbolt 3 utilise à présent l’USB Type C

On pourra donc disposer d’un port USB Type C à la norme USB 3.1 compatible également avec la technologie Thunderbolt 3, sous condition que votre connecteur soit bien compatible Gen 2 avec des débits maximals de 10 Gbit/s et qu’il dispose d’un contrôleur Thunderbolt… Vous suivez toujours ?

Les connecteurs USB

L’occasion est donc parfaite pour parler du dernier point de différence entre les connecteurs USB : leur format.

Vous l’aurez surement remarqué, il existe différentes tailles de connecteur USB, faisons un tour d’horizon :

Connecteurs USB

Source de l’image : datapro.net

  • Type A : le connecteur USB que tout le monde utilise au quotidien, il peut utiliser la norme USB 1.0, 2.0, ou 3.1, il est présent sur vos clés USB, par exemple
  • Type B : plus compacte que le Type-A, c’est le connecteur que l’on retrouve généralement pour brancher les périphériques (imprimante)
  • Micro B : encore un peu plus compact que le Type-B, on le retrouve sur les tablettes ou les smartphones pour le transfert des données ou la recharge de batterie. Il succède au Mini-B et utilise la norme USB 2.0, plus connu sous le nom de « Micro USB »
  • Micro B USB 3.0 : présent le plus souvent sur les disques durs externes, c’est une évolution du Micro USB 2.0 mais avec la norme USB 3.0 (ou 3.1 Gen 1), visuellement le connecteur est plus large et conçu en deux partie, il permet de recharger votre smartphone plus rapidement en plus de bénéficier d’un débit plus élevé
  • Type C : ce nouveau format succède au Type-A et Type-B, il ne connait plus de sens de branchement. Fini donc de tourner trois fois sa clé USB ou son cable pour trouver enfin le bon sens de branchement, ça passe à chaque fois ! Il emploi la norme USB 2.0, USB 3.1 Gen 1 ou 3.1 Gen 2… Il pourrait enfin devenir le protocole de connexion universel même si la rétro-compatibilité avec les précédents types de format n’est pas assurée sans l’utilisation d’adaptateurs (vous ne pouvez pas brancher directement une clé USB Type-A dans ce connecteur)
  • Type C + Thunderbolt : ce connecteur reprend tous les arguments du Type C (réversible) et ceux de la technologie Thunderbolt 3 (vitesse de transfert, transfert d’énergie jusqu’à 100W, etc.). Il doit intégrer un contrôleur dédié connu sous le nom de code Alpine Ridge pour être pleinement compatible Thunderbolt 3.

Vous l’aurez compris, ce n’est pas parce qu’un ordinateur portable possède un connecteur USB Type C 3.1, qu’il est forcément compatible avec la technologie Thunderbolt puisque ce dernier utilise à présent le même connecteur, d’où la confusion. Ajouter à cela, qu’un connecteur Type C (sans compatibilité Thunderbolt 3) peut utiliser la norme USB 3.1 Gen 1, ou son successeur en Gen 2 et vous avez la recette pour embrouiller tout le monde…

Maintenant que vous connaissez tout sur les normes et les connecteurs USB, vous n’aurez aucun mal à comparer les PC portable et trouver l’ordinateur de vos rêves !

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5 Commentaires

  1. Tu as omis de dire que l’on peut avoir un connecteur USB-C permettant la connexion que de l’USB 2.0 voire même uniquement de l’USB 1.0.

    Le connecteur USB-C, certes au devenir universel et dépourvu de sens de branchement, mais il n’indique pas quelle norme de l’USB transite en son sein.

    Réponse
    • Je l’ai mentionné rapidement : « Il emploi la norme USB 2.0, USB 3.1 Gen 1 ou 3.1 Gen 2 », j’ai fait l’impasse sur la norme USB 1.0 car cela fait bien longtemps que je n’en vois plus passé sur des tablettes / PC ou smartphone.

      Merci pour ton commentaire.

      Réponse
  2. Bonjour, merci pour l’article. Je comprends mieux les choses maintenant. Reste le problème de l’enjeu thunderbolt 3 avec le connecteur usb type C. Il persiste pour moi des points pas très clairs:
    Il faut un controleur thunderbolt (Alpine Ridge) dites vous associé au connecteur de type c. Qu’est ce exactement ? Peut-on le voir? Comment savoir s’il existe.

    Par ailleurs vous parlez du thunderbolt 3 avec un débit jusqu’à 40 Gb/s qui passe par un connecteur de type c à10Gb/s . Pas très clair.
    Auriez vous la gentillesse de préciser svp?

    On me propose d’acquérir une carte Asus USB 3.1 PCI E type C pour mettre sur ma carte Asus Z97-K. Aurais je le thunderbolt 3?

    Merci encore pour votre article et pour votre réponse.

    Réponse
    • Bonjour Jean-Claude,

      Effectivement, depuis la dernière révision Thunderbolt (3), le connecteur est passé du Mini-DisplayPort à l’USB Type C (USB-C). Il existe déjà de nombreux PC portable avec un connecteur USB-C mais tous n’ont pas le contrôleur Thunderbolt. C’est pour cette raison que sur nos fiches produits nous renseignons la compatibilité avec la norme Thunderbolt (info que nous trouvons généralement sur le site du constructeur lors de nos recherches).

      Il existe plusieurs norme USB 3 : USB 3.0 (Gen 1 – débit max de 5 Gbit/s) et USB 3.1 (Gen 2 – débit max 10 Gbit/s), un port USB-C peut accueillir l’une ou l’autre. Lorsque l’USB-C est compatible Thunderbolt, celui-ci offre cependant un débit max de 40 Gbits/s mais reste limité à la vitesse maximale de la norme USB 3.1 (Gen 2) pour les périphériques USB.

      C’est le même connecteur (USB-C) mais pas la même technologie (USB / Thunderbolt), avec chacun ses avantages et ses limites (en bande passante).

      La Asus USB 3.1 PCI E type C est une carte PCI à connecter sur une carte mère de PC fixe, vous bénéficiez ainsi d’un port USB-C 3.1 (Gen 2 – car visiblement les débits sont annoncés jusqu’à 10 Gbit/s), mais il n’y a aucune mention d’un controleur Thunderbolt sur cette carte PCI. C’est juste un port USB-C standard.

      Si vous voulez l’USB-C + le contrôleur Thunderbolt, il faut regarder plutôt cette carte :

      https://www.asus.com/us/Motherboard-Accessory/ThunderboltEX-3/

      Bien cordialement

      Réponse
      • Oh! Merci pour cette réponse rapide et claire. C’est bien ce que j’avais compris. Il est un peu faux pour les annonceurs du thunderbolt 3 de parler de débit de 40gb/s sous Windows quand à un moment on passe par un tuyau qui fait 10 Gb/s. Le débit sera forcément limité à 10!
        Pour en revenir à mon problème, je souhaite connecter mon PC avec une carte son professionnelle Universal audio qui depuis peu propose le software pour connecter la carte en thunderbolt sousWindows 10(c’était jusqu’à présent réservé au Mac). Ils expliquent qu’il faut un connecteur USB1 3 C avec un (built in) controleur thunderbolt 3 (Alpine Ridge) associé un un adaptateur thunderbolt 3 to thunderbolt pour connecteur la carte au port thunderbolt. Je crois avec votre exolication avoir bien compris à quoi cela correspond.
        J ‘ai bien vu la carte que vous me suggérez très aimablement et je vous en remercie. Je ne suis pas sûr que cela fonctionne avec ma carte Asus Z97-K cat si j’ai bien compris il faut connecter la carte thunderbolt au thunderbolt header de la carte mère et je ne pense pas qu’il en existe un sur la Z97-K.
        Merci encore
        Cordialement
        JC

        Réponse

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