L'USB4, où en sommes-nous en 2024 ?

ASMedia a annoncé que l’USB-IF avait accordé la certification à son contrôleur hôte USB4 ASM4242 le 11 janvier dernier. L’entreprise taïwanaise devient ainsi la troisième, après AMD et Intel, à récolter une certification pour un contrôleur de ce type. Cette certification est sûrement une étape importante dans le déploiement d'une interface pour l'instant très peu présente sur les ordinateurs Windows, pour des raisons que nous évoquerons plus bas.

ASMedia annonce jusqu’à 3800 Mo/s pour les ordinateurs armés du contrôleur hôte et du périphérique USB4 ASM2464PD. Le contrôleur utilise l'interface PCIe Gen4x4, laquelle supporte deux ports USB4.

Che-Wei Lin, le président d’ASMedia, dans une allégresse toute taïwanaise emplie d'autosatisfaction, a déclaré :

« Nous sommes heureux [...]. Après des efforts considérables de la part de l'équipe dévouée d'ASMedia, notre contrôleur hôte USB4 [ASM4242] a obtenu avec succès la certification officielle USB4. La certification du contrôleur hôte USB4, ASM4242, marque un niveau élevé de maîtrise et de fiabilité, et met en évidence sa capacité à permuter et à coordonner diverses spécifications : PCIe, DisplayPort (DP), et USB4. »

Image illustration contrôleur ASMedia © ASMedia

USB4 : de 20 Gbit/s à 80 Gbit/s

Cette certification arrive presque quatre ans après la sortie de la version 1.0 de l'USB4. En effet, celle-ci remonte à août 2019. L’USB-IF (USB Implementer's Forum), l’organisme en charge de la régulation des normes USB, a introduit une autre version, la 2.0 en 2022. Tandis que l’USB4 d’origine autorise jusqu’à 40 Gbit/s, la version 2.0 permet 80 Gbit/s. Microsoft a intégré cette dernière dans Windows 11 pour les ordinateurs portables équipés de processeurs Intel Core HX de 14e génération, via une mise à jour qui a signé en passant la mort de WordPad.

Rappelons d'ailleurs que l'USB relie nos PC à bon nombre de périphériques depuis 1996, année de naissance de l’Universal Serial Bus version 1.0. À l’instar du PCIe, de nouvelles générations plus performantes sont régulièrement sorties. L’USB 2.0, estampillé High Speed, a débarqué en 2000, avec une vitesse de pointe de 480 Mbit/s, ce qui représentait une hausse non négligeable par rapport au 12 Mbit/s en Full Speed de l’USB 1.0. Encore de nos jours, de nombreux périphériques, parmi lesquels des claviers / souris, utilisent toujours l’USB 2.0.

L’USB 3.0 remonte à 2008, et plutôt 2010 si l’on considère la commercialisation des premiers produits grand public. Au cours des années suivantes, sont nées plein de variantes ayant induit divers renommages. Quant à l'USB Type-C, le connecteur réversible qui supplante progressivement l’USB-A, il date de 2014. En résumé, nous sommes passés de 4 Gbit/s réels pour l’USB 3.0 à 20 Gbit/s, pour ce qui finira par s’appeler l’USB 3.2 Gen 2x2. Côté puissance, l’USB 3 plafonne en revanche à 4,5 W (900 mA à 5V) pour l’USB-A.

Câbles de la marque RULGOI avec un adapteur USB Type-A © RULGOI

Des logos plus explicites, pour une norme encore inutile ?

L’USB4 a donc fait ses débuts en 2019, et prosaïquement à partir des processeurs Tiger Lake pour les plateformes Windows 11. La norme est également prise en charge à partir de macOS Big Sur v11.0 et Linux 5.6. Elle se borne exclusivement au connecteur USB Type-C à 24 broches. Dérivée du Thunderbolt3, elle reste rétrocompatible avec tout ce qui va de l'USB 2.0 à la dernière spécification USB 3.2 Gen 2x2.

Au minimum, un dispositif estampillé USB4 doit délivrer au moins 20 Gbit/s. La version 1.0 autorise jusqu’à 40 Gbit/s, tandis que celle introduite en 2022 envoie 80 Gbit/s, voire 120 Gbit/s dans une direction (donc 40 Gbit/s en liaison descendante).

Les performances des derniers standards © Wikipedia

Par ailleurs, tout port USB4 doit fournir au moins 7,5 W (5 V, 1,5 A). En pratique, l’USB Power Delivery (USB PD) distille jusqu’à 240 W en mode Extended (5 A à 48 V), 100 W en mode standard (5 A à 20 V).

La bande passante de l'USB 4 version 2.0 rend la norme entièrement compatible avec le mode DisplayPort 2.1 Alt sur USB. Elle peut alimenter un écran 4K jusqu'à 240 Hz, ou un écran 10K à 60 Hz, sans qu'il soit nécessaire de recourir à la compression.

Enfin, après l’imbroglio de l’USB 3 avec les appellations USB 3.1 Gen 1 et autre USB 3.2 Gen 2x2 inintelligibles pour les consommateurs, l’USB-IF a décidé d’utiliser des logos davantage explicites quant aux performances.

Les logos USB-C © USB-IF

En dépit de ses caractéristiques flatteuses et de la promesse de débits énormes, l'USB4 peine clairement à envahir nos PC Windows. Il y a plusieurs raisons à cela.

La première, souvent intrinsèque à toute nouvelle norme, est le temps nécessaire aux industriels pour adapter leurs produits. Encore aujourd'hui, pour prendre l'exemple des cartes AM5, beaucoup de modèles de milieu de gamme ne proposent aucun port USB4. De fait, même pour des norme dont les bénéfices sont concrets dans les applications de tous les jours, à l'image du PCIe 4.0 et de la DDR5, l'adoption est très lente. Et si pour l'USB4, la question financière n'est pas majeure, il faut simplement garder en tête que la majorité des gens conservent leur matériel informatique pendant plusieurs années.

Par ailleurs, l'intérêt de l'USB4 n'est pas évident pour bon nombre d'utilisateurs.  Un acteur du secteur nous a ainsi confiés qu'il se bornait pour l'essentiel à des GPU externes ainsi qu'à des écrans très haute définition avec des fréquences de rafraîchissement élevées. Par exemple, pour relier un PC à un moniteur 4K à 120 Hz avec un signal 8-bit sans compression dans le cas d'un port à 40 Gbit/s.

Pour le premier exemple, nul besoin de discourir sur la très faible popularité de ce genre de dispositifs ; quand au second point, pour regarder les photos du voyage en Ouzbékistan ou celles du nouveau-né Gabriel ou Jade (prénoms de garçons et de filles les plus donnés en France en 2022) depuis son PC portable sur la TV du salon, la plupart des gens se satisfont encore d'un simple câble HDMI.

Bref, au-delà des écrans et des e-GPU, l'impulsion devrait plutôt venir d'autres dispositifs gourmands en bande passante, au premier rang desquels les casques VR / AR. L'Apple Vision Pro suscitera peut-être l'engoument, mais en l'état, ces appareils représentent toujours un marché de niche.