25 ans de connexion avec USB (après trois tentatives)

La version 1.0 de la norme Universal Serial Bus (USB) est sortie en janvier 1996. 25 ans et trois tentatives plus tard, nous sommes passés des vitesses de 12 Mbit / s de l’USB 1.0 aux vitesses de 40 Gbit / s de l’USB4. Voici comment l’USB a conquis le monde.

Le problème: lutter avec les ports et les IRQ

Au début des années 1990, la connexion de périphériques à des PC était un gâchis. Pour utiliser la configuration de n’importe quel PC, vous deviez utiliser une poignée de différents types de ports et de connecteurs incompatibles. Le plus souvent, ceux-ci comprenaient un port clavier, un port série RS-232 à 9 ou 25 broches et un port parallèle à 25 broches. De plus, les contrôleurs de jeux PC utilisaient leur propre standard à 15 broches et les souris étaient souvent connectées à des ports série ou à des cartes propriétaires.

Dans le même temps, les fabricants de périphériques ont commencé à se heurter aux limites de débit de données dans les ports existants utilisés pour les périphériques sur les PC. La demande d’applications de téléphonie, vidéo et audio augmentait. Traditionnellement, les fournisseurs avaient contourné ces limitations en introduisant leurs propres ports propriétaires qui pouvaient être installés en tant que cartes d’extension, mais cela ajoutait des coûts et augmentait les problèmes de compatibilité entre les machines.

Et enfin, ajouter un nouveau périphérique sur un PC était un casse-tête. Cela impliquait souvent de configurer des détails techniques tels que les paramètres IRQ, les canaux DMA et les adresses d’E / S afin qu’ils n’entrent pas en conflit avec d’autres périphériques installés sur le système. (Les utilisateurs d’ordinateurs moyens n’ont plus à y penser.) Il devait y avoir un moyen plus simple.

La solution: USB

Le soulagement viendrait bientôt sous la forme d’un port unique qui pourrait unifier l’industrie: le bus série universel. L’USB est né en 1994 d’un projet conjoint entre huit entreprises de haut niveau: Intel, Microsoft, IBM, Compaq, Digital Equipment Corporation, NEC et Northern Telecom. Après le développement pendant un an et demi, le groupe a publié la spécification USB 1.0 le 15 janvier 1996.

Ils ont mis au point un bus périphérique d’ordinateur série utilisant de simples connecteurs à 4 broches, robustes et peu coûteux. L’USB permettait jusqu’à 12 mégabits par seconde de connexions (assez pour les applications réseau à l’époque) et pouvait servir jusqu’à 127 appareils sur un seul bus s’ils étaient enchaînés à l’aide de concentrateurs.

Mieux encore, l’USB était complètement plug-and-play, ce qui signifiait que les périphériques se configuraient automatiquement (ou recherchaient les pilotes appropriés) lorsque vous les branchez. Plus besoin de lutter avec les IRQ. Et contrairement aux normes antérieures, le remplacement à chaud prend en charge l’USB, ce qui signifie que vous pouvez brancher et débrancher vos périphériques pendant que l’ordinateur était encore en cours d’exécution: pas besoin de redémarrer lors du changement de quelque chose d’aussi simple que votre souris.

À l’époque, l’industrie lorgnait également sur des normes concurrentes telles que Firewire (IEEE 1394), Apple GeoPort, ACCESS.bus et SCSI. Mais la simplicité et la flexibilité de l’USB l’ont emporté, en particulier lorsque les fournisseurs ont démontré qu’ils pouvaient créer des chipsets USB relativement peu coûteux pour les concentrateurs et les périphériques.

USB apparaît dans la nature

L’industrie du PC a adopté l’USB lentement au début, avec des améliorations progressives de la norme sur plusieurs années avant l’adoption généralisée. Microsoft a pris en charge USB pour la première fois dans Windows 95 OSR 2.1 en août 1997 (et Win NT à cette époque également).

Selon ComputerWorld, le bureau Unisys Aquanta DX, annoncé le 13 mai 1996, était le premier PC annoncé avec des ports USB intégrés, bien que d’autres fournisseurs comme IBM les aient peut-être battus sur le marché. Des rapports dans Byte Magazine indiquent que les chipsets USB n’étaient pas disponibles à grande échelle avant la mi-fin 1996. Pourtant, à la fin de 1996, près d’une douzaine de fournisseurs de PC avaient annoncé des PC qui incluaient des ports USB – généralement deux ports par machine.

Même avec une prise en charge précoce de l’USB par les fabricants de PC, les périphériques USB qui pouvaient réellement utiliser les ports étaient rares jusqu’en 1998. Jusque-là, presque tous les PC étaient toujours livrés avec des ports hérités, de sorte que les fabricants ont continué à développer et à vendre des appareils qui les a utilisés.

Un événement a considérablement modifié la disponibilité des périphériques USB. En août 1998, Apple a sorti l’iMac, une machine tout-en-un élégante qui a abandonné tous ses anciens ports pour USB. Pour la première fois en plus d’une décennie, Apple avait créé une machine sans SCSI, ADB ou ports série, et les fabricants de périphériques Mac ont été forcés de passer à l’USB de manière significative.

Bien qu’Apple ne puisse pas revendiquer le mérite exclusif de la vulgarisation de l’USB (il y a un débat sain à ce sujet sur StackExchange), l’accent mis sur la dépendance de l’iMac à l’USB a fait entrer le port dans la conscience populaire de manière importante pour la première fois.

Bientôt, ces périphériques USB Mac étaient également disponibles pour les PC avec USB, et avec une prise en charge saine de l’USB dans Windows 98, des chipsets moins chers et des révisions de la norme USB, le marché des PC a commencé à adopter l’USB avec enthousiasme au tournant du Années 2000. Finalement, les téléphones portables ont également commencé à prendre en charge les connexions USB, et la popularité de l’USB n’a pas ralenti depuis.

USB au fil des ans

Depuis 1996, l’USB a considérablement augmenté ses capacités, y compris la prise en charge de types de connecteurs plus récents et plus petits et des vitesses beaucoup plus rapides. Tout au long, la norme a été maintenue par l’USB Implementers Forum (USB-IF). Voici quelques faits saillants.

• USB 1.0 (1996): L’introduction formelle de la norme USB avec des connecteurs de type A et de type B. La vitesse élevée est de 12 mégabits / seconde, la faible vitesse de 1,5 mégabits / seconde.
• USB 1.1 (1998): Cette version a corrigé des bogues dans la norme 1.0, y compris des problèmes avec les concentrateurs USB, et est devenue la première norme USB largement adoptée. Il a également introduit les connecteurs USB Mini Type A et B.
• USB 2.0 (2001): Cela a introduit un nouveau mode plus rapide de 480 mégabits / seconde tout en conservant la rétrocompatibilité avec les périphériques USB 1.1. Une révision de 2007 a introduit pour la première fois des connecteurs micro USB.
• USB 3.0 (2011): La norme 3.0 a introduit un nouveau débit de données de 5 gigabits / seconde appelé SuperSpeed. Il a également introduit de nouveaux connecteurs de type A, type B et micro avec plus de broches pour prendre en charge le débit de données plus élevé.
• USB 3.1 (2014): Cela a augmenté le débit de données USB à 10 gigabits / seconde. À cette époque, l’USB-IF a également introduit le connecteur USB-C symétrique, qui peut être branché dans les deux sens et fonctionne toujours. (Plus besoin de retourner votre périphérique USB trois fois pour trouver le bon alignement!)
• USB 3.2 (2017): Avec cette révision, l’USB est passé à 20 gigabits / seconde et a désapprouvé les connecteurs Type B et Micro au profit du Type C.
• USB 4.0 (2019): Cette norme est compatible avec Thunderbolt 3 et prend en charge jusqu’à 40 connexions gigabit / seconde. Tous les connecteurs autres que USB-C sont obsolètes.

L’avenir est USB

À partir de 2021, l’USB est toujours aussi puissant, si largement pris en charge que les connecteurs USB sont devenus de facto des prises de courant pour charger les smartphones, les tablettes, les contrôleurs de jeux vidéo, les jouets pour enfants alimentés par batterie et pour les articles de nouveauté tels que les chauffe-tasse à café et le petit bureau aspirateurs.

L’USB n’a cessé de s’améliorer. L’USB4 montre que l’industrie tient à maintenir la norme compétitive, car les ordinateurs deviennent plus rapides et les données que nous mélangons entre les appareils deviennent de plus en plus volumineuses.

Il fait même des incursions: les tablettes iPad Pro d’Apple ont vidé leurs ports Lightning propriétaires pour USB-C, bien que Lightning soit toujours présent sur l’iPhone et de nombreux autres appareils Apple.

Joyeux anniversaire, USB!