Flashback : USB-C, le seul câble pour les gouverner tous

La bataille pour le connecteur filaire pour smartphones est terminée et l'USB-C est la voie à suivre. Ce port multifonction peut à peu près tout faire : il peut charger des appareils, transférer des données, gérer la sortie audio et vidéo et même connecter des accessoires.

Comment on est venu ici? Eh bien, depuis des années, l'Union européenne essaie de convaincre les fabricants d'électronique de se mettre d'accord sur une norme commune pour éviter le désordre (et le gaspillage) que créent les connecteurs propriétaires. Au début, le microUSB était le connecteur de choix, mais avec l'arrivée de l'USB Type C, ou USB-C en abrégé, l'industrie est passée à la nouvelle norme.

Et grâce à certaines réglementations européennes qui doivent entrer en vigueur fin 2024, l'USB-C est obligatoire pour pratiquement tous les appareils électroniques portables (à quelques exceptions près pour les appareils plus petits comme les montres connectées).

La plupart des fabricants de smartphones ont facilement adopté l'USB-C, tout comme ils l'avaient fait avec le microUSB auparavant. Le seul obstacle majeur est Apple, qui utilise toujours Lightning sur ses iPhones, AirPods et EarPods – tout le reste est passé à USB-C, y compris la télécommande de la nouvelle Apple TV.

Nous pensons que la gamme d'Apple est un bon exemple de la raison pour laquelle l'USB-C est si bon. L'éclairage est essentiellement un port USB 2.0. Cela signifie des transferts de données lents lors de la synchronisation de fichiers entre un iPhone et un ordinateur ou lors du déplacement de photos RAW d'une carte mémoire vers un iPad.

Saviez-vous qu'il existe en fait un lecteur de carte basé sur Lightning qui fonctionne à des vitesses USB 3.0 ? Des transferts plus rapides sont donc possibles, mais apparemment, c'est un exploit difficile à réaliser, et seuls les iPad Pro le prennent en charge. Et même alors, Apple n'a jamais sorti de carte vidéo pouvant dépasser 1080p.

La foudre est également limitée dans la quantité d'énergie qu'elle peut transporter. Le chargeur iPhone atteint 30 W, tandis que le chargeur USB-C d'Apple pour les nouveaux MacBook peut fournir 140 W. Ok, ce n'est pas tout à fait standard, mais ce n'est pas non plus le maximum que l'USB-C peut offrir.

Essayons de garder les choses organisées et analysons les principales fonctions de l'USB-C une par une.

Données

L'USB est né en tant que port de données. USB 1.0 et 1.1 sont lents et à peine mémorisés maintenant, USB 2.0 est toujours très vivant. USB-C a un total de 24 broches, 12 de chaque côté (enfin, 22 broches, mais ne nous enlisons pas dans les détails). Juste au milieu se trouve une seule paire D+/D-, qui est la connexion de données du câble USB 2.0 typique et est obligatoire pour USB-C. Cela garantit que tous les câbles ont au moins une certaine connectivité.

Le brochage d'un câble USB Type-C

USB 3 a ajouté des paires de câbles supplémentaires pour le transfert de données : il y a quatre paires supplémentaires dans une prise USB-C. Alors que l'USB 2 est limité à 480 Mbps, le câblage supplémentaire d'un câble USB-C permet des vitesses de transfert de 10, 20, 40 et même 80 Go/s.

Petite précision : la connectique USB-C est utilisée par USB, bien sûr, mais aussi par Thunderbolt. Cette distinction est appelée à disparaître car l'USB 4 est basé sur Thunderbolt 3 et la nouvelle version 2 de l'USB 4 est basée sur Thunderbolt 4.

Une autre application intéressante est le transport de signaux PCI-Express - il s'agit essentiellement d'une version câblée des emplacements PCIe sur une carte mère d'ordinateur. Cela permettait aux GPU externes d'être connectés aux ordinateurs portables à l'aide d'un seul câble.

vidéo

Une autre utilisation populaire de l'USB-C est la sortie vidéo. DisplayPort est probablement l'utilisation la plus courante, et USB-C a largement remplacé le gros vieux port DP. Plus important encore, ce ne sont pas des données OU de la vidéo, ce sont des données ET de la vidéo ET de l'alimentation.

Cela permet à un seul appareil de se connecter à un concentrateur qui ajoute un port HDMI standard, plusieurs ports USB Type-A et Type-C, peut-être un lecteur de carte, des prises audio et microphone, etc. Ces concentrateurs sont intégrés à certains moniteurs, vous permettant pour lancer une expérience de bureau complète en branchant un seul câble.

C'est assez utile pour les ordinateurs portables, bien sûr, mais plusieurs fabricants de smartphones proposent des modes de bureau : le DeX de Samsung, le Ready For de Motorola, même Huawei en a un. Apple en a un aussi, Stage Manager pour iPad Pro (qui utilise l'USB-C, bien sûr).

Il existe d'autres options que DisplayPort, des adaptateurs MHL et HDMI sont également disponibles. Certains d'entre eux sont des adaptateurs actifs qui convertissent d'une norme à une autre, mais il existe également de simples adaptateurs passifs.

Audio

Nous mentionnerons rapidement l'audio ici. L'USB peut alimenter un DAC externe auquel vous pouvez connecter un casque. Cependant, comme pour la vidéo, il existe également une option passive : le mode accessoire adaptateur audio.

L'USB-C a beaucoup de broches avec lesquelles travailler, et certaines d'entre elles peuvent être remappées sur le câblage nécessaire pour une prise TRRS typique, de sorte qu'un simple adaptateur passif peut connecter un casque avec un microphone. Notez qu'il s'agit d'un mode purement analogique et que les circuits numériques sont déconnectés pour éviter le bruit.

Puissance

La norme USB de base a des limites de puissance assez basses (500 mAh pour USB 2.0), bien que la plupart des fabricants ne suivent pas la norme à la lettre, donc les adaptateurs 10 W sont assez courants.

De toute évidence, les fabricants veulent que leurs produits se démarquent, et la charge rapide est un moyen d'y parvenir, surtout maintenant que les batteries des smartphones ont des capacités allant de 3 à 6,000 XNUMX mAh. Cela a conduit à de nombreuses solutions propriétaires telles que Quick Charge de Qualcomm et VOOC d'Oppo.

La méthode standard, cependant, est USB Power Delivery (USB-PD en abrégé). La version initiale prescrivait différentes tensions et niveaux de courant pouvant être pris en charge : 2 A à 5 V, plus 3 A ou 5 A à 12 V ou 20 V. Cela a donné à Power Delivery une gamme assez large de 10W à 100W.

Cependant, ces tensions fixes nécessitent une conversion CC à CC dans le téléphone pour les réduire à quelque chose de mieux adapté à la batterie au lithium à l'intérieur. L'USB-PD révision 2 a introduit quelques tensions supplémentaires - 9V et 15V - mais cela ne suffisait pas.

La révision 3 permet aux appareils de communiquer avec leurs chargeurs et de demander une tension spécifique. Il peut varier d'aussi bas que 3.3 V à 21 V et peut être réglé avec précision par incréments de 20 mV. Les chargeurs qui le prennent en charge sont marqués comme une "alimentation programmable". De cette façon, le chargeur est celui qui traite la chaleur supplémentaire, pas le téléphone (les batteries au lithium n'aiment pas quand les choses deviennent chaudes).

La dernière norme USB-PD Extended Power Range ajoute plus de tensions fixes : 28V, 36V et 48V. Cela a fait le nouveau maximum de 240 W de puissance (48 V à 5 A), ce qui est suffisant même pour les ordinateurs portables robustes (bien que les téléphones soient déjà proches de la limite de 240 W). Il existe également une nouvelle option d'alimentation à tension réglable, qui permet à l'appareil d'ajuster progressivement la tension entre 15V et 48V par pas de 100mV.

A noter que pour des raisons de sécurité des câbles aussi puissants nécessitent une puce appelée « e-marker ». Cette puce signale au chargeur et au téléphone (ou à l'ordinateur portable ou autre) que le câble est capable de transporter la puissance supplémentaire.

Quelques critiques

Même si nous aimons l'USB-C, nous ne pouvons pas prétendre qu'il est parfait. Notre seul reproche majeur est que, bien qu'il ait tant de fonctionnalités, tous les appareils et tous les câbles ne prennent pas tout en charge. La plupart des fonctionnalités que nous avons mentionnées ci-dessus sont facultatives.

Le pire, c'est qu'il peut être très difficile de déterminer quels appareils et quels câbles prennent en charge quoi. L'USB-IF essaie d'arranger les choses avec de nouvelles étiquettes qui indiquent clairement la quantité de données et d'alimentation qu'un câble donné peut transporter.

Cela devrait également résoudre notre autre plainte, le schéma de nommage est devenu un monstre absolu. Saviez-vous que l'USB 3.0 n'existe plus ? Il a été renommé USB 3.1 Gen 1. Mais cela n'existe plus non plus, maintenant c'est USB 3.2 Gen 1.

Les choses se sont encore compliquées avec des titres comme USB 3.2 Gen 2×2. Pouah. Heureusement, tout cela sera remplacé par des étiquettes beaucoup plus claires : USB 5 Gbps, USB 10 Gbps, USB 20 Gbps et USB 40 Gbps (et, vraisemblablement, USB 80 Gbps bientôt). Beaucoup mieux.

Quant à la puissance, il y aura deux paliers : USB 60W et USB 240W. Il n'y aura pas d'étiquette 100W car apparemment la différence entre les câbles 100W et les câbles 240W est suffisamment petite pour que lorsque les nouvelles étiquettes entrent en jeu, il n'aura plus de sens de vendre des câbles 100W.

Conclusion

L'USB-C a été formidable - nous l'utilisons pour charger nos téléphones, ordinateurs portables, écouteurs, rasoirs, lampes de poche et à peu près tout ce qui a une batterie à l'intérieur et tient dans un sac à dos.

Cela nous a permis de créer des lieux de travail confortables sur nos bureaux avec des moniteurs, des claviers, des souris, etc., tous animés en branchant un seul câble. Et étant donné que les dernières normes lui permettent de transporter beaucoup plus de données et de puissance que les spécifications d'origine, l'USB-C n'a probablement pas encore fini d'évoluer.

Y aura-t-il un jour un USB-D ? Peut-être, mais pas de sitôt. Le monde laissera-t-il tomber les fils et passera-t-il au sans fil ? Probablement pas - ce n'est pas un moyen efficace de télécharger. Ce n'est pas non plus idéal pour les données, le Wi-Fi 2.4 GHz est déjà douloureusement encombré dans les immeubles d'habitation, et le 5 GHz devient également assez encombré, ce qui a incité la Wi-Fi Alliance à passer à la bande 6 GHz.

Dans un avenir prévisible, l'USB-C est le seul câble qui les gouverne tous.