Une brève histoire de l'USB: prédécesseurs et perdants concurrents

Une démonstration éclatante du "principe de superposition d'un port USB" La

technologie USB peut difficilement être qualifiée de parfaite, mais elle est devenue une excellente alternative à de nombreux ports que nous ne traiterons probablement pas à nouveau.

Comme toutes les technologies, l'USB a évolué progressivement. Malgré le titre de bus série «universel», depuis plus de 18 ans sur le marché, la technologie est apparue à plusieurs reprises dans de nouvelles variantes avec des vitesses de connexion différentes et un nombre infini de câbles. USB Implementers Forum , un

groupe d'entreprises spécialisées dans cette norme de transfert de données, connaît cette tendance et a l'intention de proposer une solution au problème avec un nouveau type de câble, appelé Type-C. Selon les données préliminaires, ce connecteur remplacera les ports USB Type-A et Type-B de toutes les tailles prévues pour les téléphones, tablettes, ordinateurs et autres appareils externes. Type-C prendra en charge la nouvelle version accélérée de l'USB à 10 Gbit / s de génération 3.1 en 2 spécifications avec la possibilité d'augmenter encore le débit.

Il est probable que dans quelques années, l'USB Type-C deviendra une norme commune, grâce à laquelle il sera possible de dire adieu aux enchevêtrements de câbles emmêlés sur le bureau. Pendant ce temps, une autre bande dessinée caustique de XKCD sur le mécanisme familier pour l'introduction de nouvelles normes est en cours de publication.


XKCD Comic

En attendant, on ne sait toujours pas si le Type-C nous sauvera de l'invasion des câbles ou ne fera qu'aggraver la situation, voyons comment l'USB a changé tout au long de son histoire, quelles normes ont essayé de rivaliser avec lui et qui veut discuter avec la technologie habituelle pour le leader bientôt.

Ils sont laissés pour compte

Si vous vous êtes assis devant un ordinateur il y a environ 10 ans, il n'est pas surprenant que l'USB soit quelque chose que vous tenez pour acquis. Et, bien sûr, même compte tenu des caractéristiques et des méthodes de connexion en constante évolution, ce que nous avons est bien meilleur que les versions précédentes de l'interface de transfert de données familière.



Si vous utilisiez un ordinateur avant l'avènement de l'USB à l'ère du Pentium et du Pentium II, n'oubliez pas que les utilisateurs devaient constamment connecter quelque chose via différents ports. Besoin de connecter une souris? Vous devrez peut-être un port PS / 2 ou série. Voulez-vous connecter un clavier? Et encore PS / 2, Apple Desktop Bus ou port DIN. Pour les imprimantes et les scanners, ils utilisaient généralement de grands ports parallèles anciens, qui servaient également de lecteurs externes, si vous n'aimiez pas la norme SCSI. Pour connecter un préfixe ou un joystick, vous aviez besoin d'un port de jeu, comme ceux qui, jusque dans les années 90, étaient utilisés partout dans les cartes son spécialisées (c'était la réalité avant de créer des puces audio pour les cartes mères des ordinateurs de bureau et portables).

À mon avis, le problème est évident. Certains de ces ports nécessitaient leurs propres cartes d'extension, qui prenaient également beaucoup d'espace, et, en règle générale, il n'était pas très pratique de les configurer et de les redémarrer. À la fin des années 90, les ordinateurs sont apparus avec plusieurs ports USB, généralement à l'arrière de l'unité centrale, le plus souvent des ports USB 1.1, capables de vitesses allant jusqu'à 12 Mbit (ou 1,5 Mbit pour les périphériques externes, tels qu'un clavier et une souris). Les fabricants de composants sont immédiatement passés à l'USB, bien que les ports et les connecteurs USB aient progressivement commencé à apparaître dans les claviers, les souris, les imprimantes et autres périphériques comme une option supplémentaire, puis comme principale.



Lorsque l'USB 2.0 s'est répandu du début au milieu des années 2000, la norme est devenue un excellent remplacement pour un nombre beaucoup plus grand de conceptions familières. Les lecteurs flash USB, en fait, ont enterré une disquette (et, en fait, ses parents sous la forme d'un lecteur Zip), et ont également contribué à la disparition progressive des CD et DVD - et vraiment, pourquoi les utiliser pour stocker des données et installer le système d'exploitation quand vous le pouvez choisir une clé USB compacte et plus polyvalente pour faire face aux tâches plus rapidement? En utilisant USB 2.0, il était possible de connecter des périphériques externes tels que des adaptateurs Wi-Fi, des lecteurs optiques, des ports Ethernet, etc. - et jusqu'à récemment, ils devaient être installés sur un ordinateur sans échec. L'augmentation du taux de transfert de données jusqu'à 480 Mbps a permis de réaliser de nombreuses idées.Le nombre de ports USB a donc augmenté, puis ils ont complètement remplacé les ports obsolètes des ordinateurs et (en particulier) des ordinateurs portables. En règle générale, quatre ports USB ou plus peuvent être trouvés sur le panneau arrière des ordinateurs fixes, plus 1-2 sur le panneau avant pour gagner du temps.

L'USB arrive à maturité pendant la période de distribution USB 2.0, tandis qu'une augmentation des vitesses USB 3.0 allant jusqu'à 5 Gb / s s'est avérée encore plus pratique, en particulier pour les tâches susmentionnées: rendre les sauvegardes du système et déplacer des fichiers vidéo lourds est devenu plus facile, mais en même temps libéré espace pour les adaptateurs 802.11ac ou Gigabit Ethernet. Il est très pratique de démarrer le système d'exploitation à partir de disques durs USB 3.0 ou de lecteurs flash, surtout si vous avez besoin de dépanner ou de récupérer des données. Les ports USB deviennent de plus en plus le seul type de ports sur l'ordinateur, car avec la propagation du Wi-Fi, les ports Ethernet spécialisés n'étaient plus nécessaires.L'utilisation omniprésente de l'interface garantit la prise en charge de tous les principaux fabricants de puces, d'Intel et de Qualcomm à AMD (les puces Intel modernes prennent en charge un total de 14 ports USB par rapport aux deux auparavant disponibles sur les versions antérieures du système).

En d'autres termes, l'USB a réussi, mais non sans problèmes, à maintenir et à maintenir une large prise en charge des développeurs, et le connecteur USB Type-A de taille et de forme classiques a été enregistré sur la plupart des ordinateurs pendant près de 20 ans. Compte tenu de la longue liste d'interfaces remplacées par la technologie USB, la réalisation est plus que solide.

Qui a dû passer

Après avoir fermement sécurisé l'USB à une position de leader, plusieurs types de ports semblaient remettre en question une telle domination. En règle générale, ils ont pu obtenir peu de succès et ils ont même eu certaines fonctions pour effectuer des tâches que l'USB ne prévoyait pas, mais en conséquence, l'utilisation généralisée de ce dernier a joué un rôle décisif.



Un de ces ports était FireWire (également connu sous le nom IEEE 1394), une norme qui a été principalement prise en charge par Apple de la fin des années 90 au début de 2010. À cette époque, FireWire avait plusieurs avantages par rapport à l'USB. Les périphériques FireWire pouvaient être connectés en série les uns avec les autres, c'est-à-dire qu'un port était suffisant pour connecter une douzaine de périphériques; Les opérations FireWire n'ont pas nécessité beaucoup d'intervention du processeur hôte; la norme FireWire pourrait également transmettre des données dans deux directions à la fois (le principe du «duplex intégral»), tandis que USB 1.1 et 2.0 - dans une seule direction («semi-duplex»). En outre, au cours de la période considérée, FireWire était généralement plus rapide que USB. FireWire 400 a pris en charge des vitesses allant jusqu'à 400 Mbit contre 12 Mbit pour USB 1.1, et FireWire 800 a fait 800 Mbit au total, ce qui se démarquait de 480 Mbit,proposé par USB 2.0.

Le principal problème de FireWire était que la mise en œuvre de la norme s'est révélée beaucoup plus coûteuse, car des puces spéciales étaient nécessaires pour contrôler le fonctionnement de l'ordinateur et des périphériques externes. Au début, les utilisateurs de FireWire ont même dû payer des frais de licence en faveur d'Apple, dont la cote n'a commencé à augmenter qu'à la fin des années 90 et au début des années 2000, bien que ce soit loin de la puissance actuelle de l'entreprise. La confusion a commencé avec les noms, qui, en fait, n'étaient que les noms d'une norme - voici l'iLINK de Sony et le «IEEE 1394» décousu. La transition de FireWire 400 à FireWire 800 a également nécessité l'utilisation de câbles, tandis que les ports USB 1.0, 1.1, 2.0 et 3.0 utilisaient des connecteurs physiquement compatibles pour toutes les générations de la norme (avec quelques ajouts concernant les versions mini et micro).

En conséquence, le coût final des lecteurs externes et des équipements vidéo, nécessitant une quantité importante de trafic, a considérablement augmenté; le standard USB était encore moins cher, et donc utilisé plus souvent. Actuellement, les nouvelles versions de FireWire avec une vitesse maximale de 1,6, 3,2 et 6,4 Gb / s sont à différents stades de développement, mais comme Apple ne prend plus en charge cette norme dans la plupart de ses produits, l'investissement dans l'interface a été considérablement réduit.



Grâce à son interface accélérée, les ports Thunderbolt ont pris la place de FireWire sur Apple Mac sur Apple. Thunderbolt, tout d'abord, est associé aux ordinateurs Mac, car pour la première fois cette norme a été lancée sur un seul des coquelicots, et c'est le Mac qui détient le leadership dans la gamme de produits Apple. En fait, Thunderbolt a été développé par Intel. Initialement, le standard, puis Light Peak, était responsable du transfert de données dans les deux sens à une vitesse allant jusqu'à 10 Gb / s, ce qui était deux fois plus élevé que l'USB 3.0. Et cela, bien sûr, a assuré le succès du projet sur le marché un an ou deux avant que l’USB 3.0 ne devienne la norme la plus courante pour la plupart des ordinateurs.

Les contrôleurs Thunderbolt de deuxième génération ont augmenté la vitesse à 20 Gb / s, modifiant le mécanisme de transfert de données. Les contrôleurs Thunderbolt de première génération transmettaient des données sur un bus à 10 Gb / s et pouvaient recevoir des données sur un autre bus PCI Express; Thunderbolt 2 combinait deux flux, ce qui garantissait une augmentation de la vitesse de transfert de données dans une direction. Aucun de ces ports n'est devenu généralement accepté et est resté un développement pour Mac, les cartes mères de stations de travail professionnelles et les cartes d'extension.

Jusqu'à ce moment, les changements étaient mineurs, puis Thunderbolt 3, la nouvelle version 40 Gb / s de la technologie, qui, voilà, utilise un port USB Type-C, a été publiée. Les nouveaux ports Thunderbolt nécessitent toujours un contrôleur séparé, mais ils sont entièrement compatibles avec USB Type-C et prennent en charge la seconde génération de 10,1 Gbits / s USB 3.1. Récemment, les mêmes ports sont apparus sur plusieurs ordinateurs portables haut de gamme, en particulier dans la gamme Dell XPS et sur la tablette HP Elite x2. Ce n'est pas très similaire à la taille de l'USB, mais auparavant Thunderbolt ne pouvait même pas rêver d'un soutien aussi sérieux de la part des principaux fabricants de PC .

Néanmoins, les créateurs de Thunderbolt ont répété les mêmes erreurs impardonnables que FireWire: Thunderbolt suppose un contrôleur et un câble séparés dans le PC, et les fabricants de composants doivent bricoler les puces supplémentaires nécessaires au fonctionnement de l'interface. Théoriquement, Intel peut profiter de son autorité et promouvoir Thunderbolt sur le marché en initiant l'intégration des contrôleurs mentionnés dans chaque puce fabriquée, mais il n'y a pas de difficultés ici non plus. Cette approche augmente la quantité de silicium nécessaire pour produire chaque puce, ce qui signifie à nouveau des coûts, et Intel ne voudra probablement pas payer de sa poche. De plus, dans ce cas, le microcircuit nécessitera plus d'énergie, et Intel sort déjà de sa peau pour réduire de tels indicateurs.

Actuellement, les facteurs ci-dessus expliquent pourquoi Thunderbolt est utilisé sur un nombre limité de systèmes. Et bien que ce soit un excellent choix pour les heureux propriétaires d'écrans 4K ou les personnes qui transmettent constamment une énorme quantité d'informations, pour la plupart des utilisateurs USB ordinaires, il reste le moyen le plus rapide et le plus courant d'accomplir des tâches.

Nouveaux concurrents

Le principal obstacle au développement ultérieur de l'USB peut être les technologies qui remplissent des fonctions similaires, mais sans fil.



Nous choisissons souvent des technologies sans fil qui résolvent les tâches qui étaient autrefois le destin de l'USB. Les services de synchronisation des données dans le cloud mettent à jour en temps opportun le courrier, la liste de contacts, le calendrier, les fichiers et la liste d'achats en ligne sur tous les appareils disponibles sans aucun câble. Bluetooth, NFC, Wi-Fi Direct et AirDrop sont un excellent remplacement USB pour transférer des fichiers individuels, tandis que Miracast et AirPlay fournissent une connexion sans fil de n'importe quel appareil à un téléviseur (bien que certains modèles sans fonctions intégrées nécessitent toujours des récepteurs filaires comme Apple TV, ou Chromecast). Les imprimantes, appareils photo avec Wi-Fi et cartes mémoire sont également de plus en plus courants.

En règle générale, le principal inconvénient des options répertoriées réside dans la vitesse. Si vous devez transférer beaucoup de photos ou traiter une vidéo avec une résolution de 1080 pixels prise à partir d'un smartphone, vous n'aurez probablement pas besoin de ces cloches et sifflets sans fil, car l'USB 2.0 est beaucoup plus rapide et plus fiable. Les utilisateurs de PC inexpérimentés, comme auparavant, utiliseront l'USB pour connecter des appareils mobiles aux ordinateurs, car il n'est pas si facile d'installer la ROM Android préférée, de transférer des données via Wi-Fi ou Bluetooth.

Même si vous ne connectez jamais rien à un ordinateur, tous les appareils sont en quelque sorte reliés à des fils - sans alimentation, rien. Il y a eu des tentatives de remplacer l'USB par l'une des nombreuses normes de charge sans fil, mais il y a encore de nombreuses lacunes dans ces développements. Un grand nombre de produits compliquent considérablement le processus de normalisation pour un seul chargeur (bien que certaines entreprises s'efforcent de résoudre ce malentendu gênant). Les fabricants de composants devront trouver un moyen d'intégrer des chargeurs sans fil dans les conceptions de téléphones existantes ou de libérer des chargeurs supplémentaires. Mais après tout, il n'y a pas tellement de nouveaux types de chargeurs, et ils se chargent, bien sûr, pas aussi efficaces que lorsqu'ils sont connectés directement au réseau. Et, la chose la plus intéressante est que la plupart de ces appareils nécessitent toujours l'utilisation de l'USB.

Dans tous les cas, il est peu probable que quelque chose arrive à l'USB dans un avenir proche, même avec le développement actif de projets sans fil compétitifs. Tout comme l'avènement du Wi-Fi n'a pas bloqué l'Ethernet filaire, il est peu probable que la technologie sans fil remplace l'USB. Du moins pas maintenant. Même en tenant compte des excellentes performances en termes de vitesse et de l'apparition de toutes sortes de contrôleurs décents, il convient de reconnaître que la vitesse, la commodité et la compatibilité offertes par l'USB fourniront à cette norme plus d'un an d'existence réussie.

Source: Arstechnica

Source: https://habr.com/ru/post/fr387133/