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USB 4, USB 3.2 Gen. 2 2×2 et Mac M1

Petite confession : je déteste la façon de faire du groupe qui s’occupe de la gestion de l’USB. Mais vraiment. Arriver à deviner (ou comprendre) quel débit il est possible d’atteindre avec une prise USB est quelque chose de compliqué. Et là, je vais le montrer par l’exemple.

L’USB 1.x a un débit de 12 Mb/s, ce qui donne en pratique un débit de ~1,5 Mo/s. L’USB 2.0 monte à 480 Mb/s, pour un débit théorique de ~60 Mo/s. Là, ça devient compliqué : l’USB 3.0, renommé USB 3.1 Gen. 1 puis USB 3.2 Gen. 1 (ou même USB 3.2 Gen. 1×1) monte à 5 Gb/s. Mais avec un encodage 8 bits/10 bits (8b10b). Pour essayer de faire simple, pour transférer 8 bits utilisables, la norme transmet 10 bits. Le débit théorique pratique, sans les pertes, est donc de 500 Mo/s. On continue ? Il existe une version plus rapide, l’USB 3.1 Gen. 2, renommé USB 3.2 Gen. 2 (et parfois USB 3.2 Gen. 2×1). Cette version permet de monter à 10 Gb/s avec un encodage 128 bits/132 bits (128b132b), donc avec moins de pertes. En débit théorique, on monte donc vers 1,2 Go/s. Et après ? L’USB 3.2 Gen. 2 2×2, qui utilise deux lignes. On passe à 20 Gb/s avec le même encodage, donc ~2,4 Go/s. Il existe même un USB 3.2 Gen. 1×2, mais c’est anecdotique (et sans intérêt).

Petite pause pour expliquer. D’abord, il s’agit de débits théoriques. En pratique, l’USB 2.0 permet ~35 à 40 Mo/s (dans le meilleur des cas). L’USB 3.0 (5 Gb/s) peut atteindre à peu près 440 Mo/s, l’USB 3.1 (10 Gb/s) aux environs de 1 Go/s et l’USB 3.2 « 2×2 » à peu près 2 Go/s. Ça suppose des contrôleurs rapides d’un côté et de l’autre et (pour du stockage) des SSD efficaces. Vous aurez moins dans certains cas, parfois (beaucoup) moins. Ensuite, ça va dépendre des prises. Sur une prise USB-A (et un appareil récent), vous aurez sûrement du 5 Gb/s et peut-être du 10 Gb/s. Ce n’est pas systématique, les Mac ne le font pas par exemple, mais ça arrive de temps en temps sur PC, sur certaines prises. Sur une prise USB-C, vous aurez généralement du 10 Gb/s. Là aussi, ce n’est pas systématique : certains appareils (par exemple les MacBook d’Apple) sont en 5 Gb/s et certaines cartes mères de PC supportent le 20 Gb/s (2×2).

Pour info, enfin, les Mac M1 n’ont pas les contrôleurs les plus rapides. Les prises USB-A du Mac mini sont en 5 Gb/s, les prises USB-C en 10 Gb/s, avec un débit pratique un peu plus bas que sur les plateformes Intel.

l’USB 4

Les nouveaux Mac M1 sont USB 4. Ca veut dire quoi ? C’est une évolution de l’USB 3.2, qui permet d’atteindre 40 Gb/s (comme le Thunderbolt 3 et 4). Mais attention… c’est optionnel. Pour résumer, un appareil USB 4 doit avoir une compatibilité USB 2.0 (normal), une compatibilité USB 3.2 Gen. 2 (10 Gb/s), supporter le mode USB 4 à 20 Gb/s… et c’est tout. Parce qu’il y a une subtilité : le mode USB 4 20 Gb/s diffère du mode USB 3.2 Gen. 2 2×2 et la compatibilité n’est qu’optionnelle. En USB 4, l’encodage est en 64b66b pour 20 Gb/s, et un mode (là aussi optionnel) permet de monter à 40 Gb/s comme le Thunderbolt 3.

Petit test

Tout ça, c’est compliqué. J’ai donc commandé un adaptateur USB 3.2 Gen. 2 2×2 pour SSD NVMe (marque Orico, trouvé sur eBay). Si celui lié n’est plus disponible, il suffit de chercher ASM2364, c’est le nom de la puce. Il permet des débits de l’ordre de 2 Go/s avec un SSD rapide et une carte à base d’ASM3242, une Sunix.

Le boîtier


Avec un SSD NVMe rapide


Le contrôleur


Le SSD passe en 10 Gb/s

Sur un Mac mini M1 (ou sur un Mac Intel, d’ailleurs), c’est assez simple : le SSD externe reste à 10 Gb/s et ne dépasse pas ~930 Mo/s sur mon MacBook Pro (et vers ~820 Mo/s sur le Mac mini M1). Donc le Mac mini M1 ne supporte pas le mode 20 Gb/s en USB 4. Enfin, pas le mode 20 Gb/s de l’USB 3.2 Gen. 2 2×2.

Sur Mac mini M1


Sur MacBook Pro 2017

Je me suis aussi posé la question de la prise en charge de la carte en Thunderbolt. Elle est reconnue sous Big Sur, mais les périphériques USB ne montent pas, donc il y a un problème.

La carte est vue mais ne marche pas

Le résumé relou

Le résumé de tout ça ? Mon SSD externe en USB 3.2 Gen. 2 2×2 (20 Gb/s) ne fonctionne pas sur un Mac M1 à 20 Gb/s.

Magewell Unleashes Mac SDK for Award-Winning Video Capture Solutions

SDK for macOS and OS X joins existing Windows and Linux developer offerings June 23, 2020 — Nanjing, China: Magewell – the award-winning developer of innovative video interface and IP workflow solutions – has expanded its support for the Mac platform with a new SDK for the company’s popular PCI Express capture cards and plug-and-play, ...

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La norme USB4 c’est parti pour 2021

USB4

Les spécifications de l’USB4 basé sur le Thunderbolt 3 doublera la vitesse de l’USB 3.2 actuellement à 20 Gbps pour atteindre la vitesse actuelle du Thunderbolt 3 à 40 Gbps et l’alimentation électrique. Le nouveau standard USB4 arrivera donc fin 2020, cette prochaine norme sera bien entendue rétrocompatible avec tous les appareils utilisant l’USB Type C. Toutes les bonnes choses du Thunderbolt 3 seront de la partie, le transport de data, d’images norme HDMI 2.0 et DisplayPort 1.4 ou encore du PCIe 3.0, alimentation du courant jusqu’à 100 watts et le chaînage de périphériques.

Plus qu’à attendre l’implémentation de cette nouvelle norme USB4 dans les futures machines vers 2021 voir 2022 avec des câbles certifiés.

USB4

La norme USB4 c’est parti pour 2021 est un billet de LeCollagiste VJ.
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Libération du Thunderbolt 3 en USB 4

Intel, le créateur du Thunderbolt 3 annonce la libération de la norme et la convergence entre l’USB-C pour accroître la compatibilité et la simplification de connexion du matériel. La prochaine norme USB 4 offrira toujours un débit de 40 Gbits/s, contre 20 Gbit/s pour l’USB 3.2, une alimentation entre 15W et 100W pour les appareils nomades, le transport de signal audio vidéo, passe un signal PCIe pour les cartes graphique externe, du DisplayPort, connexion pair à pair 10 Gbps Ethernet, rétro compatible USB 2, USB 3.0, USB 3.1 et le dernier USB 3.2. Le Thunderbolt 3 pour tous sera aussi intégré dans les futurs processeurs Intel Ice Lake en standard.

Thunderbolt 3 - USB 4
USB 4 - Thunderbolt 3

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