Présentation de l'USB 4
L'USB4 est le système USB spécifié dans la spécification USB4. L'USB Developers Forum a publié sa version 1.0 le 29 août 2019. Son nom complet est Universal Serial Bus Generation 4. Il est basé sur la technologie de transmission de données « Thunderbolt 3 », développée conjointement par Intel et Apple. La vitesse de transmission de l'USB4 peut atteindre 40 Gbit/s, soit deux fois plus que celle de la dernière version de l'USB 3.2 (Gen2×2).
Contrairement aux normes de protocole USB précédentes, l'USB 4 nécessite un connecteur USB-C et la prise en charge de l'USB PD pour l'alimentation. Comparé à l'USB 3.2, il permet la création de tunnels DisplayPort et PCI Express. Cette architecture définit une méthode de partage dynamique d'une liaison haut débit unique avec plusieurs types de terminaux, optimisant ainsi la transmission de données par type et application. Les produits USB 4 doivent supporter un débit de 20 Gbit/s et peuvent supporter un débit de 40 Gbit/s. Cependant, en raison de la transmission par tunnel, lors de la transmission de données mixtes, même à un débit de 20 Gbit/s, le débit réel peut être supérieur à celui de l'USB 3.2 (USB 3.1 Gen 2).
L'USB 4 est disponible en deux versions : 20 Gbit/s et 40 Gbit/s. Les appareils USB 4 disponibles sur le marché peuvent offrir soit la vitesse de 40 Gbit/s du Thunderbolt 3, soit une version réduite de 20 Gbit/s. Si vous souhaitez acquérir un appareil offrant la vitesse de transmission la plus élevée, soit 40 Gbit/s, il est préférable de vérifier les spécifications avant l'achat. Pour les scénarios nécessitant une transmission à haut débit, le choix d'un port USB 3.1 C vers C approprié est crucial, car il est essentiel pour atteindre un débit de 40 Gbit/s.
Beaucoup de gens s'interrogent sur la relation entre l'USB 4 et le Thunderbolt 4. En réalité, ces deux technologies reposent sur le protocole Thunderbolt 3. Elles se complètent et sont compatibles. Les interfaces sont toutes de type C et le débit maximal est de 40 Gbit/s pour les deux.
Tout d'abord, le câble USB4 auquel nous faisons référence est la norme de transmission USB, une spécification de protocole liée aux performances et à l'efficacité de la transmission USB. L'USB4 peut être considéré comme la « quatrième génération » de cette spécification.
Le protocole de transmission USB a été proposé et développé conjointement par plusieurs sociétés, dont Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC et Nortel en 1994. Il a été publié sous la version USB V0.7 le 11 novembre 1994. Plus tard, ces sociétés ont créé une organisation à but non lucratif pour promouvoir et soutenir l'USB en 1995, nommée USB Implementers Forum, qui est le familier USB-IF, et USB-IF est maintenant l'organisation de normalisation USB.
En 1996, l'USB-IF a officiellement proposé la spécification USB 1.0. Cependant, le débit de transmission de l'USB 1.0 n'était que de 1,5 Mbit/s, le courant de sortie maximal était de 5 V/500 mA et, à cette époque, très peu de périphériques prenaient en charge l'USB. Les fabricants de cartes mères concevaient donc rarement des interfaces USB directement sur leurs cartes mères.
▲USB 1.0
En septembre 1998, l'USB-IF a publié la spécification USB 1.1. Le débit de transmission a été porté à 12 Mbit/s cette fois, et certains détails techniques de l'USB 1.0 ont été corrigés. Le courant de sortie maximal est resté à 5 V/500 mA.
En avril 2000, la norme USB 2.0 a été introduite, avec un débit de transmission de 480 Mbit/s, soit 60 Mo/s. Ce débit est 40 fois supérieur à celui de l'USB 1.1. Le courant de sortie maximal est de 5 V/500 mA et la conception est à 4 broches. L'USB 2.0 est toujours utilisé aujourd'hui et peut être considéré comme la norme USB la plus durable.
À partir de l'USB 2.0, l'USB-IF a démontré son « talent unique » en matière de renommage.
En juin 2003, l'USB-IF a renommé les spécifications et les normes de l'USB, changeant l'USB 1.0 en version USB 2.0 Low-Speed, l'USB 1.1 en version USB 2.0 Full-Speed et l'USB 2.0 en version USB 2.0 High-Speed.
Cependant, ce changement n'a eu que peu d'impact sur la situation actuelle à l'époque, car l'USB 1.0 et 1.1 ont pratiquement quitté la scène historique.
En novembre 2008, le groupe de promotion USB 3.0, composé de géants du secteur tels qu'Intel, Microsoft, HP, Texas Instruments, NEC et ST-NXP, a finalisé la norme USB 3.0 et l'a rendue publique. Son nom officiel était « SuperSpeed ». Le groupe de promotion USB est principalement responsable du développement et de la formulation des normes de la série USB, dont la gestion sera confiée ultérieurement à l'USB-IF.
Le débit de transmission maximal de l'USB 3.0 atteint 5,0 Gbit/s, soit 640 Mo/s. Le courant de sortie maximal est de 5 V/900 mA. Entièrement compatible avec l'USB 2.0, il prend en charge la transmission de données en duplex intégral (c'est-à-dire qu'il peut recevoir et envoyer des données simultanément, tandis que l'USB 2.0 est en semi-duplex), et offre une meilleure gestion de l'alimentation, entre autres fonctionnalités.
L'USB 3.0 est doté d'un connecteur à 9 broches. Les quatre premières broches sont identiques à celles de l'USB 2.0, tandis que les cinq autres sont spécialement conçues pour l'USB 3.0. Ainsi, vous pouvez déterminer s'il s'agit d'un USB 2.0 ou d'un USB 3.0 grâce à ces broches.
En juillet 2013, l'USB 3.1 est sorti, avec une vitesse de transmission de 10 Gbps (1280 Mo/s), prétendant être SuperSpeed+, et la tension d'alimentation maximale autorisée a été augmentée à 20 V/5 A, soit 100 W.
La mise à niveau de l'USB 3.1 par rapport à l'USB 3.0 était également évidente. Cependant, peu de temps après, l'USB-IF a renommé l'USB 3.0 en USB 3.1 Gen1 et l'USB 3.1 en USB 3.1 Gen2.
Ce changement de nom a causé des problèmes aux consommateurs, car de nombreux commerçants peu scrupuleux indiquaient uniquement sur l'emballage que leurs produits étaient compatibles avec l'USB 3.1, sans préciser s'il s'agissait de Gen1 ou Gen2. En réalité, les performances de transmission des deux appareils sont très différentes, et les consommateurs pourraient tomber dans le piège. Par conséquent, ce changement de nom était une mauvaise décision pour la majorité des consommateurs.
En septembre 2017, la norme USB 3.2 est sortie. Sous USB Type-C, elle prend en charge deux canaux de 10 Gbit/s pour la transmission de données, avec un débit allant jusqu'à 20 Gbit/s (2 500 Mo/s), et le courant de sortie maximal est toujours de 20 V/5 A. D'autres aspects ont bénéficié d'améliorations mineures.
▲Le processus de changement de nom USB
Cependant, en 2019, l'USB-IF a procédé à un autre changement de nom. L'USB 3.1 Gen1 (qui était l'USB 3.0 d'origine) a été rebaptisé USB 3.2 Gen1, l'USB 3.1 Gen2 (qui était l'USB 3.1 d'origine) USB 3.2 Gen2 et l'USB 3.2 USB 3.2 Gen 2×2.
Aujourd'hui et demain : le bond en avant de l'USB4
Maintenant que nous avons atteint l'USB4, examinons les mises à jour et améliorations de ce nouveau protocole standard. Tout d'abord, puisqu'il s'agit d'une mise à niveau intergénérationnelle de « 3 » à « 4 », l'amélioration doit être significative.
Sur la base de toutes les informations que nous avons recueillies, les nouvelles fonctionnalités de l’USB4 se résument comme suit :
1. Vitesse de transmission maximale de 40 Gbit/s :
Grâce à la transmission à double canal, la vitesse de transmission maximale théorique de l'USB4 devrait pouvoir atteindre 40 Gbps, soit la même que celle du Thunderbolt 3 (appelé « Thunderbolt 3 » ci-dessous).
En fait, l'USB 4 proposera trois vitesses de transmission : 10 Gbit/s, 20 Gbit/s et 40 Gbit/s. Si vous souhaitez acheter un appareil avec la vitesse de transmission la plus élevée, soit 40 Gbit/s, il est donc conseillé de vérifier les spécifications avant l'achat.
2. Compatible avec les interfaces Thunderbolt 3 :
Certains périphériques USB4 (pas tous) peuvent également être compatibles avec les interfaces Thunderbolt 3. Autrement dit, si votre appareil est équipé d'une interface USB4, il est possible de connecter un périphérique Thunderbolt 3 en externe. Cependant, ce n'est pas obligatoire. La compatibilité dépend du fabricant de l'appareil.
3. Capacité d'allocation dynamique des ressources de bande passante :
Si vous utilisez le port USB4 tout en l'utilisant pour connecter un écran et transférer des données, le port allouera la bande passante correspondante en fonction de la situation. Par exemple, si la vidéo ne nécessite que 20 % de la bande passante pour un écran 1080p, les 80 % restants peuvent être utilisés pour d'autres tâches. Ce n'était pas possible avec l'USB 3.2 et les générations précédentes. Auparavant, l'USB fonctionnait en alternance.
4. Tous les périphériques USB4 prendront en charge USB PD
L'USB PD (USB Power Delivery) est l'un des protocoles de charge rapide les plus répandus. Il a également été développé par l'organisation USB-IF. Cette spécification permet d'atteindre des tensions et des courants plus élevés, avec une puissance maximale de transmission pouvant atteindre 100 W, et le sens de transmission peut être librement modifié.
Conformément à la réglementation USB-IF, l'interface de charge USB PD actuelle doit être de type USB Type-C. Cette interface comporte deux broches, CC1 et CC2, utilisées pour configurer les canaux de communication PD.
5. Seule l'interface USB Type-C peut être utilisée
Compte tenu de ces caractéristiques, il est évident que l'USB 4 ne peut fonctionner qu'avec des connecteurs USB Type-C. En effet, non seulement l'USB PD, mais aussi les autres normes USB-IF les plus récentes, ne s'appliquent qu'au Type-C.
6. Peut être rétrocompatible avec les protocoles antérieurs
L'USB 4 peut être utilisé avec les périphériques et ports USB 3 et USB 2. Il est donc rétrocompatible avec les normes de protocole précédentes. Cependant, les normes USB 1.0 et 1.1 ne sont pas prises en charge. Actuellement, les interfaces utilisant ce protocole ont quasiment disparu du marché.
Bien sûr, lorsqu'un périphérique USB 4 est connecté à un port USB 3.2, il ne peut pas transmettre à une vitesse de 40 Gbit/s. Et l'ancienne interface USB 2 ne deviendra pas plus rapide simplement parce qu'elle est connectée à une interface USB 4.
Date de publication : 21 juillet 2025
