USB version 4, 3 et 2 : les différences

L’USB (Universal Serial Bus) est devenu une norme de connectique très populaire présentes sur les PC, Smartphones et bien d’autres appareils.
Cette technologie est spécifiée par USB Implementers Forum (USB-IF) qui au fil des années proposent des versions différentes : USB1, USB2, USB3 et bientôt USB4.

Dans ce tutoriel, je vous donne toutes les différences entre ces versions de l’USB.
Vous trouverez aussi les caractéristiques techniques comme la vitesse, débit, puissance et voltage.
Enfin quelques informations sur la connectique (Type-A, Type-C, etc).

USB version 1.0

La première version de l’USB, soit donc USB 1.0 est paru en 1996.
Deux ans après l’USB 1.1 est publié.
Ce dernier fonctionne en mode en maitre-esclave.
Ainsi un concentrateur agit comme maître et le périphérique de stockage agir en esclave.
Le sens est unidirectionnel vers le maître.

USB version 2.0

En 2000, l’USB 2.0 (High-speed USB) est publié et considéré comme du haut débit à 480 Mbit/s.
L’USB 2.0 fournit une bande passante supplémentaire pour les applications multimédia et de stockage et a une vitesse de transmission de données 40 fois plus rapide que l’USB 1.1.
Il introduit aussi l’USB On-The-GO (OTG) qui abandonne le mode maître-esclave pour du point par point.
L’USB 2.0 prend en charge les périphériques à faible bande passante tels que les claviers et les souris, ainsi que ceux à bande passante élevée tels que les webcams haute résolution, les scanners, les imprimantes et les systèmes de stockage haute capacité .
C’est à partir de ce moment que l’USB commence à s’imposer et prendre le pas sur les anciens ports externes.

USB version 3.0 ou USB 3.1 Gen 1

La norme USB 3.0 (SuperSpeed ​​USB) est devenue officielle en 2008 mais arrive dans le grand public à partir de début 2010.
L’USB 3.0 est renommé ensuite en USB 3.1 Gen 1.

Cette version de l’USB introduit SuperSpeed avec des débits peuvent aller jusqu’à 5 Gbit/s.
Ainsi, il offre des vitesses 10 fois plus rapides que l’USB 2.0.
Il est destiné aux applications telles que le transfert de séquences vidéo haute définition ou la sauvegarde d’un disque dur entier sur un disque externe.
L’USB 3.1 introduit aussi les connecteurs USB Type C qui remplace les Type-A et Type-B.
Mais elle est compatible avec les connecteurs USB-A, USB-B, micro B et USB-C. Le lancement inaugural de la troisième génération de la série USB était initialement appelé la norme « USB 3.0 ».

Par la suite USB 3.1 Gen 1 est renommé en USB 3.2 Gen 1.

USB version 3.2

Les spécifications de la version 3.2 sont apparus en 2014.
De nouveaux noms apparaissent : USB 3.2 Gen 1, USB 3.2 Gen 2, USB 3.2 Gen 2×2
Ainsi les versions précédentes sont renommées de la sorte :

USB 3.1	USB 3.2
USB 3.0 -> USB 3.1 Gen 1	USB 3.2 Gen 1
USB 3.1 Gen 2	USB 3.2 Gen 2

USB 3.2 Gen 1 équivaut à la version USB 3.1. Reportez-vous au paragraphe précédent.

USB 3.2 Gen 2 est une version qui offre une vitesse de transfert atteignant 10 Gbps.
USB-A, USB-B, micro B, et USB-C constituent son groupe de connecteurs compatibles. L’USB-IF recommande d’ailleurs l’alias « SuperSpeed USB 10Gbps » pour cette norme. Avant le déploiement de l’USB 3.2, elle était connue sous le nom d’USB 3.1 Gen 2.

USB 3.2 Gen 2×2 d’une spécification à double voie, ce qui signifie qu’elle est équivalente aux performances offertes par la Gen 2 deux fois plus. Elle permet donc d’obtenir un taux de transfert de 20Gbps (10Gbps+10Gbps). Elle est également commercialisée sous le nom de « SuperSpeed USB 20Gbps ».

Voici un résumé des vitesses et débits :

• USB 3.2 Gen 1 : 5 Gbps
• USB 3.2 Gen 2 : 10 Gbps
• USB 3.2 Gen 2×2 : 20 Gbps et seulement en connecteur USB Type C

USB version 4

La spécification USB4 a été publiée le 29 août 2019 par l’USB Implementers Forum.
Il est basé sur le protocole Thunderbolt 3.

Ce qui distingue l’USB4 de son prédécesseur, l’USB 3 (ou 3.2, ou 3.1 gen2v2), c’est sa capacité à fournir une vitesse de transfert pouvant atteindre 40 gigabits par seconde. C’est deux fois plus rapide que la dernière version de l’USB 3.2 qui ne dépasse pas les 20 Gbps. En outre, la dernière itération de l’USB est 8 fois plus rapide que la norme USB 3 originale. Cela dit, si l’USB4 est conçu pour offrir une vitesse maximale de 40 Gbps, tous les dispositifs USB ne seront pas en mesure de le supporter.

Le PDG du groupe de promotion de l’USB, Brad Saunders, a déclaré que la dernière version du connecteur omniprésent offrira trois vitesses : 10 Gbps, 20 Gbps et 40 Gbps.

l’USB4 est également rétrocompatible avec les anciens appareils. Cela signifie que vous pouvez l’utiliser avec des appareils et des ports équipés d’USB 3 et d’USB 2 en utilisant des dongles. Inutile de préciser que l’USB4 ne sera pas en mesure de fournir la vitesse maximale de 40 Gbps lorsque vous la connectez à un port USB 2 ou USB 3. Si vous utilisez l’USB4 avec une technologie USB plus ancienne, la vitesse se limitera par défaut au plus petit dénominateur.

L’USB4 va encore plus loin. L’USB4 peut supporter jusqu’à 100 W (5 A à 20 V) dans la gamme de puissance standard, mais aussi jusqu’à 240 W (5 A à 48 V) dans la gamme de puissance étendue, ce qui lui permet d’alimenter beaucoup plus de dispositifs…

De plus l’USB4 sera comptable avec le Thunderbolt 3, ce qui va profiter à tout le monde. L’USB4 étant une norme libre, les entreprises n’ont pas à payer de royalties à Intel pour l’utiliser.

USB version 4 2.0

La norme USB4 version 2.0 prévoit une vitesse de 80 Gbit/s et pourra même atteindre jusqu’à 120 Gbit/s.
Ce taux de transfert de données sera optionnel et dans le cadre d’une configuration asymétrique. Ce sera ainsi jusqu’à 120 Gbit/s dans un sens (via trois lignes à 40 Gbit/s) et donc 40 Gbit/s dans l’autre sens.
À souligner qu’il pourra s’agir d’envoi ou de réception de données à 120 Gbit/s.
Ainsi, l’USB4 pourra gérer un affichage 4K jusqu’à 240 Hz ou un affichage 10K jusqu’à 60 Hz, et ce sans aucune compression, entre autres. Cela rend la norme compatible avec le DisplayPort 2.1.

L’USB4 version 2.0 est rétrocompatible avec l’USB4 version 1.0, et donc également avec l’USB 3.2, l’USB 2.0.
Les câbles passifs USB 40 Gb/s existants seront tout à fait compatibles avec l’USB4 Version 2.0, de même que les nouveaux câbles actifs 80 Gb/s à venir, bien entendu.
Pour cela, de nouveaux logos appropriés ont été introduits pour l’emballage, le port et le câblage des futurs produits certifiés 80 Gbps.

USB version 4 VS 3.2 VS 2.0 : les différences

Vitesse, débit, puissance et voltage

Voici un tableau avec les vitesses et débits, ainsi que les puissances, voltages et ampérages par version USB.

Version USB	Vitesse et débit	Puissance	Voltage / Ampérage
USB 1.0	1,5 Mbit/s en mode lent 12 Mbit/s en mode rapide
USB 2.0	480 Mbps	2.5 W (haute consommation)	500mA à 5VDC (haute consommation)
USB 3.0	5 Gbps	0.75 W (basse consommation) 4.5 W (haute consommation)	150 mA 900 mA à 5VDC
USB 3.2 Gen 2	5 Gbps	7.5 W	1.5 A à 5VDC
USB 3.2 Gen 2×1	10 Gbps
USB 3.2 Gen 2×2	20 Gbps
USB 4	40 Gbps	100 W (basse consommation) 240 W (haute consommation)	5 A à 20 V (standard) 5 A at 48 V (étendue)

Les connecteurs USB en amont fournissent une alimentation de 5V DC nominal via la broche V_BUS aux dispositifs USB en aval.
Voici les normes d’alimentation USB.

Spécification	Ampérage	Voltage	Puissance (max.)
Dispositif à faible consommation d’énergie	100 mA	5 V	0.50 W
Dispositif SuperSpeed (USB 3.0) à faible consommation d’énergie	150 mA	5 V	0.75 W
Dispositif à haute puissance	500 mA	5 V	2.5 W
Dispositif SuperSpeed (USB 3.0) à haute puissance	900 mA	5 V	4.5 W
Dispositif SuperSpeed multi-voies (USB 3.2 Gen 2)	1.5 A	5 V	7.5 W
Chargement de la batterie (BC) 1.1	1.5 A	5 V	7.5 W
Chargement de la batterie (BC) 1.2	1.5 A	5 V	7.5 W
USB-C	1.5 A	5 V	7.5 W
3 A	5 V	15 W
Alimentation 1.0/2.0/3.0 Type-C	5 A	20 V	100 W
Alimentation 3.1 Type-C	5 A	48 V	240 W

Connecteurs USB

Ce tableau vous donne les types de connecteurs USB selon les versions.

Version USB	Vitesse et débit	Désignation SuperSpeed	Type de connecteur
USB 3.2 Gen 1	5 Gbps	SuperSpeed USB 5 Gbps	USB Type-A ou Type C
USB 3.2 Gen 1×2	10 Gbps	SuperSpeed USB 10 Gbps	USB Type C
USB 3.2 Gen 2×1	10 Gbps	SuperSpeed USB 10 Gbps	USB Type-A ou Type C
USB 3.2 Gen 2×2	20 Gbps	SuperSpeed USB 20 Gbps	USB Type C
USB 4	40 Gbps	SuperSpeed USB 40 Gbps	USB Type C
USB 4 2.0	80 Gpbs 120 Gpbs (asymétrique)