Gros plan sur les interfaces : USB

Après le stockage et la vidéo, intéressons-nous aux interfaces externes, avec la plus connue d'entre elles, l'USB. L'USB, pour Universal Serial Bus, est une norme qui date de 1996 (USB 1.0). Prévue au départ pour remplacer le port parallèle et le port série, elle a réussi à s'imposer comme l'interface la plus populaire du moment dans les PC : alors que les premiers PC compatibles disposaient de deux ports, certains appareils actuels en ont près de douze.

Trois versions majeures

Trois versions de l'USB existent : la 1(.1), la 2.0 et la 3.0. L'USB 1.1 a longtemps été utilisé (et l'est encore) pour des périphériques lents, comme les souris, claviers, etc. La vitesse en USB 1.1 est de 1,5 mégabit/s (low speed) ou 12 mégabits/s (full speed). L'USB 2.0, plus récent, porte le nom de high speed et permet d'atteindre 480 mégabits/s (soit 60 Mo/s) alors que la version 3.0 (super speed), attendue fin de cette année, devrait dépasser 5 gigabits/s (attention, le codage est modifié, la vitesse réelle est de 500 Mo/s environ à cause du codage 10b/8b).

Les avantages et les défauts

L'USB a plusieurs avantages, le premier étant sa simplicité : avec beaucoup d'appareils, on branche et ça marche. Avec la standardisation des normes, beaucoup de périphériques fonctionnent directement sur un OS récent, sans pilotes, et brancher une carte son, une webcam ou, évidemment, une clé USB ou un disque dur, est normalement à la portée de n'importe qui. Autre point, la norme est rétrocompatible : un périphérique USB 1.1 fonctionne sur un port USB 2.0 et l'inverse est aussi vrai dans 90 % des cas (avec bien évidemment une réduction de la vitesse). Mais l'USB a aussi des défauts, dont le premier est l'efficacité : la norme n'a pas été prévue au départ pour le stockage et donc les bridges qui permettent de brancher un disque dur en USB manquent d'efficacité, notamment, avec un débit réel qui dépasse à peine la moitié du débit théorique. L'autre défaut vient du partage des ressources, qui se fait de façon simple : si une souris et un disque dur se partagent un même connecteur, chaque périphérique reçoit la moitié de la bande passante. Sur les premières cartes mères USB, c'était un gros problème, car deux ports se partagent généralement le même contrôleur. Actuellement, les chipsets disposent d'assez de contrôleurs internes pour que chaque port dispose de sa propre bande passante, mais le problème se pose toujours avec les hubs, qui permettent de brancher plusieurs périphériques sur le même connecteur.

Un problème d'énergie

Un des problèmes de l'USB vient de l'énergie. Le connecteur fournit de l'électricité, mais la puissance reste limitée : le standard indique 500 mA avec une tension de 5 V, soit seulement 2,5 W. Le principal problème vient du fait que certains appareils nécessitent plus que 2,5 W pour fonctionner et surtout que beaucoup de PC (particulièrement portables) ne fournissent pas l'énergie demandée par la norme. Dans les faits, beaucoup d'appareils utilisent un second câble USB pour l'alimentation ou demandent un hub USB alimenté.

La gestion au niveau du système

La gestion de l'USB a toujours posé des problèmes : il existe en fait deux types de contrôleurs. Les modèles qui utilisent l'UHCI (Universal Host Controller Interface) et ceux qui utilisent l'OHCI (Open Host Controller Interface). En simplifiant, il s'agit de la méthode d'accès au bus USB et les deux méthodes diffèrent sur un point : l'usage du CPU. L'OHCI délègue une partie de la gestion de l'USB au contrôleur alors que l'UHCI utilise le processeur pour les calculs. Dans la pratique, les contrôleurs OHCI sont généralement plus rapides que les modèles UHCI. Dans les contrôleurs, notons qu'Intel et Via travaillent en UHCI alors que NEC et NVIDIA (entre autres) utilisent l'OHCI. Dans les systèmes, il faut attendre Windows 95 OSR2b pour une gestion (moyenne) de l'USB 1.1, Windows 98 pour une gestion correcte et Windows XP Service Pack 1 pour que l'USB 2.0 soit pris en charge de façon efficace et sans pilotes. L'USB 3.0 ne sera pas pris en charge directement sous Windows 7 et il faudra attendre un Service Pack (a priori) pour se passer de pilotes.

Les connecteurs

Il existe six types de connecteurs USB, divisés en deux catégories, A et B. Les connecteurs A sont les connecteurs qui se branchent du côté de l'hôte (généralement le PC). Seul le connecteur A classique est souvent utilisé, le Mini A et le Micro A sont rares. Dans les connecteurs B, qui sont reliés aux périphériques, on retrouve le B — présent assez souvent dans les disques durs —, le Mini B, très courant sur les baladeurs, téléphones, etc. et le Micro B, peu utilisé actuellement.

Dans les faits, l'USB est une norme absolument incontournable actuellement, connue de tous et très utilisée dans tous les domaines. Le mot « Universal » contenu dans son nom n'est pas usurpé. Demain, nous allons vous présenter une norme moins courante mais généralement plus efficace, le FireWire.

• Gros plan sur les interfaces : FireWire