Un Fusion Drive externe en APFS, avec un dock Thunderbolt 3

Il y a quelques jours, je testais le Seagate FireCuda Gaming Dock, qui combine un disque dur externe et un SSD en Thunderbolt, avec la même connexion. Et je me suis posé une question : et si je faisais un Fusion Drive ?

Le Fusion Drive, pour rappel, est une technologie Apple utilisée dans les iMac et les Mac mini, qui permet de combiner un SSD et un HDD. le SSD stocke l’OS et les données souvent utilisées, le reste est déplacé automatiquement sur le HDD. Pour l’utilisateur, c’est normalement transparent, il ne voit qu’un seul volume et le système s’occupe en arrière-plan des transferts. C’est plus efficace que les équivalents Windows, essentiellement parce que l’OS peut être placé directement dessus et que la gestion dépend directement de macOS et pas d’un pilote ou d’un logiciel ajouté.

Faire un Fusion Drive externe est souvent une mauvaise idée parce que les boîtiers qui offrent deux volumes (un SSD et un HDD) sont rares. Et le Fusion Drive, comme le RAID 0, n’apprécie pas qu’un des deux périphériques soit absent. S’il est donc possible de le faire en USB avec deux boîtiers externes, c’est dangereux. Avec le FireCuda Gaming Dock, et si vous le branchez en Thunderbolt 3, vous aurez le SSD et le HDD sur la même connexion, avec en bonus un SSD rapide.

En HFS

Il existe deux méthodes pour faire un Fusion Drive. La première, l’originale, passe par un partitionnement en GPT et Core Storage. Il faut sortir le Terminal, et c’est documenté chez Apple.

Première chose, un petit diskutil list qui va liste les périphériques. Il faut noter les valeurs /dev/diskxx du SSD et du HDD. Je vous conseille de vérifier deux fois. Pendant la rédaction de ce post, j’ai effacé un disque dur de sauvegarde.

La commande va créer un volume Core Storage avec le SSD et le HDD.

diskutil cs create FusionDrive /dev/disk11 /dev/disk12

Maintenant, il faut utiliser la commande diskutil cs list et noter la valeur Logical Volume Group (ici 61B206D1-5393-4644-B797-D8260F166959).

Puis il faut créer un volume, en remplaçant logicalvolumegroup par la valeur trouvée juste avant.

diskutil cs createVolume logicalvolumegroup jhfs+ FusionDrive 100%

Et voilà, vous avez obtenu un Fusion Drive externe. Dans mon cas, il faut 4,25 To : le disque dur de 4 To et le SSD NVMe de 256 Go.

En APFS

Depuis Mojave, il est possible de créer un volume Fusion Drive en APFS, le récent système de fichiers d’Apple. Ce n’est pas forcément une bonne idée, APFS est très lent avec les HDD, mais c’est possible et j’ai utilisé ce tutorial.

Il faut commencer de la même façon, avec un diskutil list, et bien noter les identifiants.

Ensuite, la commande suivante va permettre de créer le Fusion Drive. Il faut bien indiquer le périphérique principal (le SSD) et le secondaire (le disque dur). Si vous voulez faire un Fusion Drive de SSD, placez le plus rapide en premier.

diskutil apfs createContainer -main /dev/disk10 -secondary /dev/disk11

Refaites un diskutil list, et cherchez la valeur liée au volume synthesized.

Avec cette valeur, il faut taper cette commande.

diskutil apfs addVolume /dev/disk13 APFS "Fusion Drive"

Et voilà, le volume Fusion Drive est monté.

Ça donne quoi ?

Dans les deux cas, le système va s’arranger pour écrire d’abord sur le SSD, puis sur le HDD. C’est un peu compliqué de montrer des benchmark, vu que l’OS fait sa popote interne : si vous faites un test d’écriture, il va d’abord mettre 4 Go en cache sur le SSD puis généralement passer sur le HDD, mais ensuite les données seront déplacée sur le SSD. Fusion Drive est vraiment pensé pour être utilisé pour l’OS, qui sera forcément sur le SSD, alors que le reste des données de l’utilisateur passeront du SSD au HDD (ou le contraire) en fonction de votre usage. L’intérêt avec le Gaming Dock est surtout de proposer un espace combiné qui sera rapide dans les usages du quotidien. Pour une sauvegarde Time Machine, ça peut notamment accélérer un peu les transferts au départ, et le système déplacera ensuite les données vers le HDD.

Comment gérer un écran 6K ? Le cas de l’Apple Pro Display XDR

Le nouvel écran d’Apple interpelle, tant par son prix que sa définition. Mais aussi par les technologies utilisées pour le relier à un Mac. La compatibilité est plutôt limitée, et il y a de bonnes raisons techniques derrière. Je vais essayer de résumer le tout. Je ne suis pas certain à 100 % des informations, je n’ai pas l’écran ni les Mac adaptés, mais je suis parti de données techniques assez factuelles, donc ça devrait être correct.

Attention, ça va être technique.

6K pour l’écran Apple (et 5500 € sans pieds)

Je vais commencer par la norme DisplayPort. Elle fonctionne avec ce qu’on appelle des lignes (comme en PCI-Express), entre une et quatre dans une prise classique. Dans une prise classique, on utilise quatre lignes. Dans de rares cas, comme avec les adaptateurs USB-C qui sortent de la vidéo et de l’USB, on se limite à deux lignes. Ensuite, il y a le mode de transfert, qui porte le nom de HBR (High Bit Rate). Le HBR1 (vieux, DisplayPort 1.1) est à 2,7 Gb/s par ligne, le HBR2 (Displayport 1.2) à 5,4 Gb/s par ligne et le HBR3 (DisplayPort 1.3) à 8,1 Gb/s par ligne. En plus de ces modes, il existe aussi une compression (DSC) qui permet de réduire la bande passante nécessaire en compressant « sans pertes visuelles visibles » (je vais y revenir). Pour résumer, avec quatre lignes (la valeur classique), on a 8,6 Gb/s en HBR1 (une partie de la bande passante sert à l’encodage), ~17,3 Gb/s en HBR2 et ~25,9 Gb/s en HBR3.

Premier truc lié, il faut que le GPU supporte les technologies. Tous les Mac modernes (depuis le Thunderbolt 2) supportent le HBR2. Le HBR3, plus récent, ne fonctionne que sur les cartes AMD à base de Polaris (Radeon RX 500), Vega ou Navi (5000). Le DSC, lui, ne fonctionne que sur les cartes à base de Navi, donc actuellement (janvier 2020) sur le MacBook Pro 16 pouces et certains GPU du Mac Pro (la Radeon Pro W5700X, pas encore en vente). Si vous avez une carte Intel, la question ne se pose pas : il n’y a pas de support du HBR3 actuellement dans les Mac (il faut attendre Ice Lake).

Cette carte graphique à plus de 6000 € ne supporte pas le DSC

Maintenant, le Thunderbolt. La première version transporte 8 lignes HBR1. La seconde version 8 lignes HBR2. La troisième version, elle, reste à 8 lignes HBR2 dans la majorité des cas. Attention, ça va devenir compliqué : il existe plusieurs contrôleurs Thunderbolt 3, et ils n’ont pas les mêmes fonctions. Le contrôleur original porte le nom d’Alpine Ridge et se retrouve dans la majorité des Mac depuis les MacBook Pro 2016. Le Titan Ridge, lui, gère le HBR3 (5 lignes) mais ne se retrouve que dans quelques Mac : les MacBook Pro 2018 (et plus), les iMac (2019) et le Mac Pro. Les Mac mini (2018), MacBook Pro (13 pouces) et MacBook Air (2018) ont aussi un Titan Ridge mais le GPU Intel ne supporte pas le HBR3. En pratique, ça fonctionne aussi avec un eGPU BlackMagic, qui possède un contrôleur Titan Ridge et un GPU compatible HBR3 (mais pas DSC). Vous trouverez pleins de détails dans ce sujet.

Troisième étape, la définition. On l’a vu, le DisplayPort offre une bande passante assez large. Pour se donner une idée, un écran 1080p 60 Hz demande 3,2 Gb/s, un écran 1440p monte à 5,6 Gb/s et un écran 4K60 monte à 12,5 Gb/s. Les deux premiers marchent donc en HBR1, mais pas le troisième. Un écran 5K, toujours à 60 Hz, demande ~22,2 Gb/s, et un écran 6K comme celui d’Apple demande ~33 Gb/s (un peu plus à cause du HDR, mais je ne sais pas comment le calculer).

Pour transmettre autant de données, il n’y a en pratique que deux solutions : le mode HBR3 à travers du Thunderbolt 3 (5 lignes, ~40 Gb/s) ou la compression. Même huit lignes HBR2 ne suffisent pas.

Enfin, dernier point un peu compliqué, le mode de transfert. Quand un moniteur demande plus de lignes que ce que propose une prise classique (par exemple un écran 5K en HBR2), il existe différentes façon d’utiliser les lignes supplémentaires. Le premier mode, abandonné depuis pas mal d’années, porte le nom de MST (Multi Stream Display). Il a été implémenté sur les premiers écrans 4K, et montre deux écrans au système. La carte graphique voit deux écrans et l’OS doit ensuire reconstruire l’image. C’est plus ou moins efficace (moins que plus) et se retrouver avec une demi dalle active n’est pas exceptionnel (j’ai un écran de ce type au boulot). Ensuite, il y a les écrans SST (le fonctionnement classique). Puis les Dual Link SST. Comme en DVI, ils utilisent plusieurs lignes, mais ne montrent qu’un seul écran au système. Le Dual Link SST peut fonctionner en interne (cas des iMac 5K), en externe avec deux câbles (Dell ou HP font ça avec les écrans 5K) ou avec un seul câble Thunderbolt, comme les écrans 5K LG ou le 6K Apple.

Dans la pratique

De ce que j’ai vu, l’écran Pro Display XDR fonctionne de deux façons. Soit en Dual Link SST avec cinq lignes HBR3, soit en SST avec quatre lignes HBR2 et de la compression. Le premier cas va être celui de la majorité des Mac compatibles : iMac 2019, MacBook Pro 15 pouces 2018, Mac Pro 2019 et eGPU BlackMagic. Dans ce mode, il ne reste pas assez de bande passante pour de l’USB rapide, et les ports USB-C derrière l’écran sont limités à l’USB 2.0.

Le second cas ne se retrouve que sur le MacBook Pro 16 pouces et éventuellement sur le Mac Pro 2019 avec une carte Navi (Radeon Pro W5700X, pas encore sortie). Il compresse l’image, et permet donc de garder de la bande passante pour de l’USB 3.0 (5 Gb/s).

Du coup, pourquoi l’iMac Pro ne peut-il pas gérer l’écran 6K en 6K ? Parce que son contrôleur Thunderbolt est un Alpine Ridge qui ne supporte pas le HBR3 (même si la carte graphique le supporte) et que la carte graphique ne prend pas en charge la compression DSC.

Pas de 6K pour l’iMac Pro

Si Apple se décide à mettre des processeurs Ice Lake (la 10e génération en 10 nm d’Intel) dans ses machines, le Mac mini, le MacBook Air ou les MacBook Pro 13 pouces pourraient profiter de l’écran : le GPU de ces processeurs prend en charge le HBR3 et le DSC.

Maintenant, les eGPU. Les cartes qui ne supportent que le HBR3 (Polaris ou Vega) ne peuvent pas gérer l’écran d’Apple en 6K, sauf dans le cas particulier du modèle de BlackMagic qui intègre le Thunderbolt 3 directement. De ce que j’ai vu, il fonctionne en USB-C ou en Thunderbolt 2 et 3 sans Titan Ridge (même si la documentation ne l’indique pas explicitement) avec quelques limites. En théorie, un eGPU avec une carte Navi (Radeon RX 5000) et un adaptateur DisplayPort vers USB-C devrait le faire fonctionner en 6K, mais je ne suis pas certain. Dans tous les cas, le fait que l’écran ne propose que de l’USB-C (ou du Thunderbolt 3) en entrée risque de poser des soucis avec un eGPU : l’USB-C n’existe pas dans les cartes AMD actuellement.

La compression

La question à 5 500 € (sans pieds) : est-ce que la compression a un impact visible ? L’association VESA présente cette compression comme avec pertes, mais sans pertes visuelles et sans latence. la compression théorique se situe entre un facteur 2 et un facteur 3, donc c’est plutôt efficace. Je dois avouer que je suis un peu dubitatif tout de même et que je n’ai pas trouvé de comparaison ni de test. Les moniteurs qui utilisent le DSC restent rares (il y a un écran 8K chez Dell, par exemple) et la comparaison directe n’est pas évidente : on a rarement le choix. En fait, l’écran Apple est potentiellement le meilleur client pour la comparaison vu qu’il fonctionne avec ou sans DSC.

L’écran 8K de Dell

Dernier point, l’écran 8K de Dell. Vu qu’il utilise du DSC et du HBR3 avec deux prises DisplayPort, il devrait (noter le conditionnel) fonctionner sur un MacBook Pro 16 pouces ou sur un Mac pro avec une (future) Radeon Pro W5700X. Mais vu la tendance habituelle d’Apple pour brider les écrans, je ne suis pas certain. En fait, on peut même supposer que l’atypique « 6K » d’Apple a été choisi parce qu’il permet justement de connecter un écran en Thunderbolt 3 sans passer par la compression.

Test du FireCuda Gaming Dock de Seagate : Thunderbolt 3, SSD et HDD externe

Fin 2019, Seagate a annoncé un appareil un peu particulier : le FireCuda Gaming Dock. Ce boîtier combine en effet plusieurs fonctions : il fait office de station d’accueil Thunderbolt 3 (ou USB-C), de disques dur externe (4 To) mais aussi de SSD externe (en option). Le tout avec un soupçon de gaming, avec des LED. Petit bémol, c’est assez cher : 430 € (prix public) pour une capacité de 4 To.

Le boîtier est assez gros, vu qu’il contient un disque dur, mais la connectique est assez large. En pratique, une bonne partie des composants ne tire pas parti du Thunderbolt, mais du contrôleur USB interne de la puce Intel. Le disque dur interne (un modèle 3,5 pouces) est interfacé en USB, tout comme les prises audio (un codec basique, 16 bits/48 kHz) et l’Ethernet (une puce Realtek USB, la 8153). Le HDD, a priori un modèle 7 200 tpm moderne (je ne l’ai pas ouvert, c’est un prêt), atteint ~250 Mo/s, ce qui demeure plutôt pas mal. Truc à savoir, il arrive formaté en NTFS et Seagate indique qu’il faut le reformater sur Mac. Bonne nouvelle, et c’est plutôt rare, les prises USB (type A) sont compatible 10 Gb/s. Pour ceux qui veulent brancher un écran, il dispose d’une sortie DisplayPort plein format, à la norme 1.4. Attention, c’est une norme assez théorique, qui va dépendre de votre Mac : pour travailler en DisplayPort 1.4, il faut un Mac avec un contrôleur Titan Ridge. On le retrouve dans quelques MacBook Pro de 2018 et 2019 et c’est tout. Sur les 2017 et avant, c’est uniquement du DisplayPort 1.2.

Le dock

Les prises

A l’avant

En réalité, le seul composant qui tire parti du Thunderbolt 3 demeure l’emplacement PCI-Express M.2, qui accepte les SSD à ce format. Méfiez-vous, il n’est pas hybride : il faut brancher un SSD PCI-Express (NVMe ou AHCI) mais pas un modèle M.2 SATA. L’installation est simple : la partie éclairée se détache (elle est juste aimantée) et un emplacement M.2 avec un petit dissipateur apparaît.

L’emplacement NVMe

Un SSD NVMe

Pas de soucis : le SSD peut atteindre le maximum du Thunderbolt 3

Enfin, s’il permet techniquement de charger un Mac (ou un PC portable), c’est assez léger : seulement 15 W. Vous devrez garder votre chargeur avec ce dock : ça ne suffit vraiment pas pour alimenter un MacBook Pro, et même un simple MacBook ne chargera pas s’il est allumé.

Pas de charge sur MacBook

Triple interface

Le dock utilise le contrôleur Titan Ridge, qui a l’avantage de fonctionner en USB(-C) ou en Thunderbolt, alors que les anciens contrôleurs ne géraient que le Thunderbolt. Pour être plus clair, alors qu’un dock Thunderbolt 3 de première génération ne fonctionne que sur un ordinateur avec du Thunderbolt 3, le Seagate (et ceux en Titan Ridge) fonctionnent aussi sur de l’USB.

J’ai testé le Gaming Dock sur un MacBook Pro 2017 (en Thunderbolt 3), sur un MacBook 2017 (en USB-C uniquement) et sur un MacBook Air 2012 (avec un câble USB-A). Ça fonctionne dans les trois cas, mais avec quelques différences. Forcément, la sortie vidéo ne fonctionne pas avec un câble USB-A vers USB-C. Et si vous branchez le boîtier en USB (et pas en Thunderbolt), le SSD NVMe n’apparaît pas. Il fonctionne aussi en Thunderbolt 1 ou 2 avec l’adaptateur Apple, mais avec quelques limites sur les performances et sur les normes vidéo.

Le FireCuda Gaming Dock est un bon produit, mais il a quelques défauts. Premièrement, le câble Thunderbolt 3 livré reste assez court – c’est la norme qui veut ça – et le bloc d’alimentation est assez gros. Deuxièmement, le boîtier fait du bruit : il est ventilé (et il se déclenche de temps en temps, surtout si vous mettez un objet dessus), et on entend le disque dur. Troisièmement, la capacité reste un peu limitée, 4 To en 2020, ce n’est pas extraordinaire, surtout sans possibilités de changer le disque dur. Enfin, mais je pinaille, le fait que le disque dur et l’Ethernet passent par de l’USB augmente un peu la charge du CPU : les dock avec des connexions sur des contrôleurs PCI-Express sont plus efficaces sur ce point. Enfin, là aussi je pinaille, une sortie HDMI aurait été un plus.

Le logiciel fourni

Vive les couleurs

Mais il a aussi de nombreux avantages. D’abord, il propose pas mal de prises : du DisplayPort 1.4, cinq prises USB 3.0, de l’Ethernet 1000, un port Thunderbolt 3 pour le chaînage et même deux prises audio. En plus, il ajoute le disque dur (il n’est malheureusement pas prévu de le changer), un emplacement NVMe rapide et des LED (si on aime les LED). Le surcoût par rapport à un dock Thunderbolt 3 standard est assez faible, et la compatibilité USB-C (et même USB-A) reste assez pratique.

Les petites lumières

C’est la mode, le Gaming Dock a des LED. La partie droite s’allume et – de loin – ressemble un peu à un grille-pain. Deux bonnes nouvelles : on peut éteindre les loupiotes et il existe un logiciel pour Mac. On peut définir la couleur, mais aussi ajouter des effets (pulsations, cycles, etc.). On peut éteindre les LED quand le Mac est en veille, éteindre tout court, etc. C’est un peu gadget, mais pourquoi pas (ma moitié a voulu me le voler).