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USB 3.0 & S-ATA 6 Gbps : la théorie
David Legrand le
10 décembre 2009 Introduction : USB 3.0 et S-ATA 6 Gbps, quoi de neuf ?Les contrôleurs Marvell & Nec : quels liens avec les chipsets ?Les chipsets : l'autre problème... surtout dans le cas du P55La solution d'Asus : du P55 en pagaille et une carte fille (1/2)La solution d'Asus : du P55 en pagaille et une carte fille (2/2)La solution de Gigabyte : P55, X58 & 790FXConclusion
Après plusieurs années de bons et loyaux services, l'USB « Hi-Speed » 2.0 et le S-ATA 3 Gbps vont commencer à laisser leur place à de nouvelles moutures de ces normes : l'USB « Super Speed » 3.0 et le S-ATA 6 Gbps. Si la promesse de ces connectiques n'est pas mauvaise, nous avons décidé de nous pencher sur leur implémentation. Il ne sera donc pas question d'analyser dans le détail les datasheets de ces normes mais plutôt celles des contrôleurs actuellement proposés ainsi que de la façon dont ils sont INtégrés à nos cartes mères.
Mais avant d'étudier tout cela dans le détail, voici un petit rappel sur les bandes passantes théoriques de tout ce petit monde :
S-ATA 3 Gbps : 300 Mo/s
USB « Hi-Speed » 2.0 : 60 Mo/s
USB « Super Speed » 3.0 : 600 Mo/s
Comme on peut le voir, à ce niveau, les chiffres sont plutôt alléchants. Bien entendu, dans la pratique il ne sera pas possible d'obtenir de résultats pour deux raisons. La première est que la théorie n'est pas la pratique et que l'impact du protocole au sein de l'échange de données n'est pas nul. USB 3.0 et S-ATA 6 Gbps : meilleurs débits, nouvelles normes et... nouveaux problèmes
Selon les différentes estimations, on devrait arriver, au final, à des débits réels d'au moins 400 Mo/s ce qui est déjà bien mieux que les normes actuelles, surtout dans le cas de l'USB 3.0 puisque le débit théorique rejoint celui du S-ATA tout en gardant l'avantage d'être un connecteur externe.
La seconde tient de la limite physique de nos disques durs et même des SSD. Actuellement, les disques capables de débiter ne serait-ce que 400 Mo/s ne sont pas vraiment légion. En attendant des améliorations sur ce point, c'est donc surtout pour les usages de type RAID que ces normes devraient avoir tout leur sens.
Elles devraient ainsi, et surtout, permettre de retirer les limites constatées dans certains cas au sein des usages actuels.
Il ne faut pas oublier que les nouveautés ne se limitent pas à une simple question d'inflation des débits théoriques. USB 3.0 et S-ATA 6 Gbps apportent de vraies nouveautés tant au niveau de la gestion de l'échange des données et de l'énergie, tout en restant compatible avec l'ensemble des normes précédentes.
USB 3.0 : on dépoussière complètement le transfert des données et la gestion de l'énergie
Ainsi, comme vous pourrez le lire plus en détail dans la spécification de l'USB 3.0 ou dans cette présentation physiquement ce sont quatre fils qui font leur apparition au sein du câble. Le connecteur principal (A) reste inchangé et gagne donc quelques broches alors que le connecteur B et un nouveau Micro AB font leur apparition. Ils sont aussi compatibles avec l'USB 2.0 mais offrent une nouvelle forme afin de proposer une partie réservée à l'USB 3.0.
De plus, le protocole d'échange entre la machine et le périphérique a complètement été revu pour être bien plus efficace. Par exemple, les données sont désormais routées vers un périphérique en particulier et non plus envoyées à chacun d'entre eux.
De nombreux efforts ont aussi été fait concernant la gestion de l'énergie avec, par exemple, l'apparition de quatre états (U0 à 03) qui dépendent du périphérique, avec en ligne de mire les appareils portables pour qui l'autonomie est un point crucial.
S-ATA 6 Gbps : quelques légères améliorations et deux nouveaux connecteurs
Du côté du S-ATA 6 Gbps, le site du SATA IO et plus spécialement ce document nous indiquent que la baisse de la latence a aussi été visée afin d'offrir une meilleure réactivité. La transition entre les modes de gestion de l'énergie (Active / Partial / Slumber) a été facilitée afin de permettre aux solutions S-ATA 6 Gbps de ne pas être plus gourmande que les solutions S-ATA 3 Gbps actuelles.
Le NCQ Streaming fait aussi son apparition afin de permettre à l'hôte de gérer le traitement des commandes à envoyer au disque et de déterminer le temps qui leur est imparti ainsi que la conduite à tenir lorsqu'elles n'ont pas pu être terminées à temps. Cela devrait permettre à des applications qui ont des besoins important en débit de garder la priorité tout en optimisant des accès secondaires nécessaires au bon fonctionnement du système.
Deux nouveaux connecteurs font aussi leur apparition, mais ils sont surtout destinés aux intégrateurs puisque l'un est destiné aux lecteurs optique et ne dépasse pas les 7 mm d'épaisseur alors que le second, nommé LIF (Low Insertion Force), est pensé pour les disques de 1.8" destinés à intégrer des machines ultra-compactes.
Mais assez parlé de ces normes, passons maintenant à la façon dont les constructeurs ont décidé de les intégrer dans les cartes mères qui viennent de faire leur apparition sur le marché.
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1. Introduction : USB 3.0 et S-ATA 6 Gbps, quoi de neuf ?
2. Les contrôleurs Marvell & Nec : quels liens avec les chipsets ?
3. Les chipsets : l'autre problème... surtout dans le cas du P55
4. La solution d'Asus : du P55 en pagaille et une carte fille (1/2)
6. La solution de Gigabyte : P55, X58 & 790FX