Pourquoi les ordinateurs modernes ont-ils encore des ports USB 2.0?

Je suis en train de planifier l'installation d'un nouvel ordinateur. En parcourant les boîtiers d'ordinateurs, je me suis rendu compte que la plupart des boîtiers modernes possèdent encore un mélange de ports USB 2.0 et 3.0 sur le panneau avant.

Existe-t-il une raison légitime d’avoir ou d’utiliser des ports USB 2.0 sur les PC modernes? Autant que je sache, l'USB 3.0 a une compatibilité ascendante

Exemple d'image d'un cas aléatoire montrant les ports USB 2.0 à gauche et les ports USB 3.0 à droite.

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Personne n'a mentionné encore, mais les ports USB 3.0 peut provoquer des problèmes avec certains médias d'installation ( toux Windows 7 toux ) où seuls les pilotes USB 2.0 sont fournis sur le support d'installation.

Un autre point clé mentionné par @togh est que l'USB 3.0 nécessite une grande quantité de bande passante, ce qui peut encombrer les voies PCI-E existantes si tous les ports USB 3.0 sont utilisés. L'utilisation de la version 2.0 (avec sa bande passante inférieure) permet d'utiliser davantage de périphériques (sans nécessiter nécessairement la bande passante élevée fournie par l'USB 3.0, par exemple la plupart des périphériques d'entrée utilisateur) tout en maintenant ouvertes les voies PCI-E pour les autres périphériques.

USB 3.0 n'ont rétrocompatibilité, mais si vous, pour une raison quelconque, arrive d'acheter une carte mère qui ne dispose pas d' une connexion d' en- tête USB 3.0 (uniquement en arrière d' E / S ports USB 3.0), vous êtes laissé sans aucun port USB du panneau avant du tout. C'est une explication possible.

Non, il n'y a pas de raison - sauf le coût.

Avoir un port USB 2.0 au lieu d'un port USB 3.0 ne présente aucun avantage technique. mais ce n’est pas non plus un gros argument de vente de mettre à niveau tous les ports au lieu de quelques-uns seulement, de sorte que l’effort supplémentaire de redessiner la configuration matérielle pour n’avoir que des ports USB 3.0 est souvent retardé ou évité.

Comme d'autres l'ont fait remarquer, la plupart des gens attribuent aux périphériques des périphériques qui ne présenteraient aucun avantage de l'USB 3.0 et ne se soucient donc pas de la "limitation".

Si je conçois un ordinateur, je ne créerais aucune clé USB 2.0; en fait, de nombreux ordinateurs n’ont plus d’USB 2.0 (le mien non plus). Cela dépend de ceux que vous vérifiez.

Mon impression est que le marché des tours est généralement en recul et en perte par rapport aux ordinateurs portables; peu de choses sont donc faites à leur conception. Les ordinateurs portables ne sont plus plus chers et beaucoup plus pratiques.

Les ports USB 2 sont pratiques pour les claviers, les contrôleurs de souris et les autres utilisations autres que les lecteurs, car ces périphériques n’ont pas besoin du débit rapide de l’USB 3. Un clavier ou une souris connectés à l’USB 3 constitueraient un gaspillage de ressources.

Sur les cartes mères les plus récentes, vous avez souvent USB2, USB3.0 et USB3.1

• La bande passante requise pour chacun est différente:

  • USB 2.0 => 280 Mbit / s
  • USB 3.0 => 5 Gbit / s
  • USB 3.1 => 10 Gbit / s (pour la génération 2)

  Mais en terme d’utilisation, nous avons encore beaucoup de périphériques qui satisfont toujours du "lent" USB2. La plupart des souris et des claviers, encore beaucoup de lecteurs flash, certains lecteurs de cartes flash, etc.

  Pour les processeurs Skylakes (au plus tard à cette date), les chipsets ont aussi leurs limites: Source ici .

  Vous pouvez voir que si tous les ports SATA / USB 3.0 / et GbE sont utilisés, le nombre restant de voies PCI-E 3.0 devient assez faible.

  Vous remarquerez également qu’aucun USB 3.1 n’est fourni, ils doivent donc ajouter une puce différente pour cette fonctionnalité (probablement pour réduire le nombre de voies PCIe 3.0).

  Un compromis est nécessaire, il serait inutile de construire beaucoup d’USB 3.0 qui ne peuvent pas tous fonctionner selon les spécifications complètes.

  Mieux vaut utiliser ces bons périphériques USB 2.0 disponibles (14 sur le haut de gamme et 10 sur le bas), ne consommer presque rien et augmenter les possibilités de connectivité, au-delà du seul nombre réduit de ports USB 3.

  Avoir le même nombre de ports USB 3.1 nécessiterait probablement des coûts plus élevés et les imposerait pour partager la bande passante. Cela signifie que le seul avantage serait que vous n'avez pas à regarder où vous branchez des périphériques haute vitesse.

• Dans un commentaire, @Luaan a également souligné que les exigences en matière d' alimentation augmentent également avec les nouvelles normes. La puissance d'alimentation USB peut atteindre 100 W par USB, mais peu d'ordinateurs pourraient fournir 10 fois cette puissance.

• Et comme @Patrick Bell et certains autres, il peut y avoir un problème de compatibilité avec l’USB 3.0 et l’USB 3.1, ce qui rend plus sûr d’avoir toujours l’USB 2.0.

Je ne sais pas du tout que c'est le cas, mais j'ai toujours supposé que la raison pour laquelle ils incluent toujours quelques connecteurs 3.0 est parce que les en-têtes USB 2.0 sont si petits comparés à l'USB 3.0, ce n'est pas vraiment un problème. il suffit de claquer un couple en plus.

À titre de comparaison, voici une image d’un convertisseur 3.0 à 2.0, notez la différence de taille entre le très lourd en-tête USB 3.0 (en bas) et le relativement petit en-tête 2.0 (en haut), qui correspond en fait à deux en-têtes USB 2.0 côte à côte. . Si vous avez déjà construit un ordinateur avec des connecteurs USB 3.0, la différence est évidente. Non seulement les en-têtes 3.0 occupent autant d'espace physique 3x-4x, mais ils doivent aussi être un peu plus lourds et plus robustes. Ces différences de taille représentent non seulement les en-têtes eux-mêmes, mais également toutes les traces supplémentaires requises par USB 3.0.

Après tout, comme beaucoup d'autres l'ont mentionné, beaucoup de choses (souris, claviers, etc.) fonctionnent correctement avec l'USB 2.0. Les seules choses qui ont vraiment besoin de la capacité améliorée de l'USB 3.0 sont les périphériques de stockage. Il n'est donc pas logique de prendre tout cet espace de la carte mère pour disposer de plus de connecteurs 3.0 alors qu'il y aura probablement plusieurs périphériques qui n'en auront pas besoin .

Les ports USB 2.0 peuvent permettre une compatibilité ascendante avec certains appareils. Dans mon travail, nous devions utiliser les ports USB 2.0 avec certaines cartes réseau car leurs pilotes ne prenaient pas en charge la norme USB 3.0, et la connexion WiFi était coupée lorsque la carte était connectée à un port USB 3.0.

Toutes les cartes mères n'ont pas d'en-tête de port USB 3.0. Bien que l’USB 3.0 soit rétrocompatible du point de vue du périphérique, vous pouvez brancher un périphérique USB 2.0 sur un port USB 3.0 et le faire fonctionner. Vous pouvez également brancher un périphérique USB 3.0 sur un port USB 2.0 et le faire fonctionner comme un périphérique USB. Périphérique USB 2.0 - mais vous ne pouvez pas connecter un port USB 3.0 du boîtier à un en-tête USB 2.0 de la carte mère car les connecteurs sont différents.

Certaines architectures système ne comportent que des contrôleurs USB 2 intégrés. Par conséquent, la prise en charge de l'USB 3 doit être ajoutée à un contrôleur supplémentaire. Mais pourquoi gaspiller les ports de contrôleur USB 2 autrement inutilisés? Comme tout le monde possède de nombreux périphériques qui n'ont pas besoin de l'USB 3 (comme les claviers), ils utilisent souvent certains des ports du contrôleur USB 2 pour compléter le nombre de ports.

Je pense qu'il y a plusieurs raisons.

Premièrement, les ports USB 3.0 et le câblage associé coûtent plus cher que ceux USB 2.0 et, franchement, la plupart des périphériques n’ont pas besoin de la vitesse USB 3.0.

Deuxièmement (à moins d'intégrer un concentrateur dans le boîtier), vous avez besoin d'un connecteur sur la carte mère pour chaque paire de ports USB. La plupart des cartes mères ne possèdent qu'un seul connecteur pour USB 3.0 frontal.

Il est possible d'utiliser un adaptateur pour connecter une paire de ports avant USB 3.0 à un en-tête de carte mère USB 2.0, mais cela crée de la confusion pour l'utilisateur, car le PC se termine avec des ports qui ressemblent à USB 3.0 mais ne sont en réalité que USB 2.0.

USB 2 utilise moins de bande passante.

Comprenez que la bande passante n'est pas simplement une sorte de nombre magique. Il y a une science réelle derrière cela. Les ordinateurs sont des objets réels et physiques. L'électricité circule dans les sentiers conçus pour de tels déplacements électriques. L'implémentation de cette fonctionnalité prend un certain espace. J'imagine qu'il peut y avoir d'autres exigences, comme de s'assurer que les données peuvent être traitées suffisamment rapidement.

Ainsi, la capacité de prendre en charge une vitesse supérieure peut nécessiter davantage de ressources. L’avantage des ports USB 2 est qu’il peut arriver que vous puissiez vous adapter

• deux ports USB 2.0 ,
  • mais pas deux ports USB 3 SuperSpeed .

• un port USB 2.0 peut être pris en charge,
  • au lieu de zéro ports USB 3 SuperSpeed .

Lorsque l' USB 3 a été lancé, de nombreux systèmes ne prenaient pas du tout en charge le nouveau standard. Ceux qui l'ont pris en charge ne prennent généralement en charge qu'un ou deux de ces ports "SuperSpeed" . À terme, la technologie devrait s’améliorer et les ports USB 3 seront probablement considérés comme moins phénoménaux. Les gens auront probablement exploré les possibilités de miniaturisation et de simplification. Un jour, lorsque même la spécification USB 3 sera considérée comme ancienne et lente (par rapport à une technologie plus récente), les ports USB 2 ne seront probablement même pas la peine de s’ennuyer.

À ce stade, toutefois, disposer de ports USB 2 supplémentaires peut s'avérer beaucoup plus pratique que les autres solutions possibles, ce qui peut signifier ne pas disposer de ports USB à la place.

Outre l'incompatibilité des périphériques et / ou des pilotes, l'USB 2.0 a pour avantage d'éviter les interférences électromagnétiques aux hautes fréquences causées par la signalisation USB 3.0 à très grande vitesse. Intel a publié un livre blanc sur les effets de l'EMI USB 3.0 sur les souris sans fil utilisant la bande 2,4 GHz ISM pour communiquer avec leur récepteur. Les ports USB 2.0 séparés sur un boîtier d’ordinateur amélioreraient la séparation physique du récepteur ISM de faible puissance de la source d’interférence USB 3.0.

• De plus, les contrôleurs supplémentaires USB 3.0 réduiront la bande passante des autres parties du système. Ajoutez-en trop et vous aurez besoin de quelque chose, par exemple, faire fonctionner votre processeur graphique avec la moitié de sa bande passante normale ou réduire l’extension interne.
• Les anciennes versions modernes de Windows 8 ou 8.1 ont tendance à fonctionner avec USB 3.0 (particulièrement avec les ports Intel ou AMD intégrés), mais Windows 7, diverses distributions Linux ou des outils exécutés en dehors de Windows ne fonctionnent pas toujours. .

C'est moins cher de construire un 2.0 qu'un 3.0.

La plupart des périphériques ne pourront pas utiliser la vitesse - la souris et le clavier, qui sont les deux périphériques USB les plus courants, ne bénéficieront pas de la vitesse.

Et, juste pour ajouter ceci comme information supplémentaire:

Le débit de données réel est généralement bien inférieur à la spécification USB maximale annoncée.

Le débit réel dans la pratique va généralement de 35 à 40 Mo / s pour l'USB 2.0 et peut dépasser 400 Mo / s pour l'USB 3.0.

En bout de ligne: Ne vous attendez pas à des débits de données SuperSpeed ​​réels d’approximativement 400 Mo / s dans les meilleurs délais.

MODIFIER

aussi, un ajout stupide

Les pilotes USB 3.0 doivent être installés avant que les ports USB 3.0 ne puissent être utilisés, contrairement aux ports 2.0.

Sérieusement ? Parce que beaucoup de matériel de qualité a été vendu avec un support USB2 qui, même s’il est peut-être obsolète, sera utilisé pendant 15 à 20 ans. Il y a une demande pour cela, c'est une fonctionnalité, et il vendra la boîte.

Il est très courant que les anciennes cartes mères soient ré-hébergées dans les nouveaux cas.

"Compatible" ne signifie pas "conforme". Ceci est un mot fouine.

L'USB 3.0 est différent électriquement et mécaniquement. Bien qu’elle soit rétrocompatible, les fabricants de cartes mères doivent concevoir des applications pour les utilisateurs qui n’ont pas de prises USB 3.0 sur le boîtier ou sur ceux qui en sont équipés. Par conséquent, presque toutes les cartes mères possèdent encore à la fois des connecteurs 2.0 et 3.0 pour prendre en charge une grande variété de systèmes anciens. et de nouveaux cas.

Les utilisateurs qui souhaitent maximiser le nombre de ports USB disponibles choisissent un boîtier prenant en charge les deux systèmes, et acceptent que certains d'entre eux soient 2.0 et 3.0.

Bien qu'il existe des adaptateurs permettant d'utiliser une prise 2.0 sur un connecteur de carte mère 3.0, cela représente une dépense supplémentaire, et la majorité des clients sont ravis de ne renseigner que les ports USB 3.0 de leur carte mère, en ignorant complètement les ports 2.0.

Ainsi, ces boîtiers prenant en charge les deux s’adressent aux utilisateurs qui souhaitent disposer d’un nombre maximal de connecteurs USB pris en charge par la carte mère, tout en acceptant que la majorité des cartes mères disposent d’un mélange de types.

Dans quelques années, vous constaterez probablement moins de ports USB 2.0 sur les cartes mères, quelques-uns seulement pour des raisons de compatibilité ascendante (problèmes de pilote avec un support amorçable principalement), et tout le reste sera USB 3.0. Les cas vont suivre. Jusque-là, vous allez voir ce mélange un peu étrange.

• Les chipsets de la carte mère ne supportent pas l'USB 3.0 pour tous les ports. Par conséquent, si vous voulez uniquement l'USB 3.0, vous n'en aurez que quelques-uns. C’est là que l’USB 2.0 entre en image.
• L'USB 3.0 possède 9 broches internes et utilise une connexion parallèle au lieu de la connexion série de l'USB 2.0. Il est donc plus coûteux de fabriquer que l'USB 2.0 et les périphériques autres que le stockage (comme le clavier, la souris, les haut-parleurs, pas de bande passante de 5 Gbps).

Broche USB 2.0:

Broche USB 3.0:

Remarquez la broche USB 3.0: les broches 1 à 4 transmettent les mêmes signaux que l’USB 2.0 et sont physiquement identiques à l’USB 2.0 en termes d’emplacement physique ... C’est pourquoi l’USB 3.0 est rétro-compatible avec l’USB 2.0, bien qu’il soit à l’origine destiné au stockage à grande vitesse (comme indiqué par les 5 broches supplémentaires de l'autre côté, dans la broche USB 3.0)

• Et enfin, les anciennes cartes mères, leurs connecteurs et leurs chipsets ne supportent pas du tout l'USB 3.0! D'accord, vous pouvez utiliser l'adaptateur USB 3.0 - USB 2.0, mais si vous l'utilisez quand même aux vitesses USB 2.0 (avec les 5 broches supplémentaires inactives), il vaut mieux utiliser USB 2.0 en mode natif!

EDIT- Certains claviers utilisent des prises USB 3.0, mais uniquement parce que ces claviers sont équipés d’un mécanisme de transfert USB - il y a des ports USB 3.0 sur le clavier lui-même, vous n’avez donc pas besoin d’atteindre votre ordinateur vouloir brancher votre téléphone ou un lecteur flash.

J'ai une très bonne carte, elle a 4 ports USB 3.1 à l'avant, 8 ports 3.1 à l'arrière, 2 ports USB 2.0 à l'avant et 2 ports USB 2.0 à l'arrière.

La documentation fournie avec le tableau suggère deux utilisations importantes des ports 2.0 et leur inclusion.

1. Vieux périphériques et anciens pilotes. Si un périphérique est suffisamment ancien, il risque de ne pas fonctionner avec les ports USB 3.1. Principalement parce que cet appareil "craint" et qu'il ne suivait pas les spécifications, mais aussi parce qu'il était peut-être créé pendant l'adoption de la spécification.

2. Différences de tension et d'ampérage. L’USB 2.0 a un profil d’ampérage maximum différent. Sur certains appareils, cela peut faire une grande différence.

Le document suggère ensuite certaines choses pour utiliser différents ports. Par exemple.

Les ports USB 3.1 doivent être utilisés pour

• Charger un téléphone ou une tablette
• dispositifs de données à haute vitesse comme les disques durs
• adaptateurs réseau
• trucs audio

Les ports USB 2.0 doivent être utilisés pour: - les claviers et les souris - les données lentes comme les cartes SD et les clés USB - les adaptateurs Bluetooth. - Vraiment vieux appareils (USB 1)

Il est également mentionné que vous devez essayer de brancher des périphériques "toujours" (tels que l'audio) et "parfois" (tels qu'un clavier) sur différents contrôleurs. Et, que les périphériques de données élevées ne doivent pas partager le même contrôleur lorsque cela est possible.

Pas vraiment un expert en USB, mais certains micro-contrôleurs ne fonctionnent pas avec USB 3 alors qu'ils fonctionnent bien avec USB 2 (dans ce cas, il s'agit de les connecter à un port COM pour le débogage et l'insertion de code).

C'est en fait un problème plus complexe qu'on pourrait le penser. Je me souviens d’avoir demandé à plusieurs ingénieurs concepteurs de Hewlett Packard pourquoi leurs serveurs Windows avaient encore des lecteurs de disquettes en 2006.

Notez qu'Apple a le luxe de pouvoir entraîner ses clients dans le présent, que les clients le veuillent ou non. Les vendeurs qui vendent des ordinateurs Windows ne peuvent pas le faire.

Une partie de la raison pour laquelle les ordinateurs Windows ont des fonctionnalités héritées de plusieurs décennies, c'est parce que Microsoft a découvert (par accident) qu'ils pourraient battre IBM de manière compétitive en offrant une prise en charge des technologies obsolètes. Dans les années 90, IBM a ignoré à son détriment une demande de support de technologies obsolètes.

Ce problème a persisté jusqu'à présent et il ne semble y avoir aucune solution - sauf peut-être pour acheter des produits Apple. Notez qu'Apple est apparemment sur le point d'éliminer le port audio hérité de ses iPhones. La réponse négative à cela est incroyablement accablante. Notez qu'il s'agit d'une technologie incroyablement obsolète.

J'ai discuté de ce problème avec de nombreuses personnes très intelligentes travaillant pour Intel, IBM, HP, Dell, etc. En général, les concepteurs de systèmes se sentent piégés par ce problème mais ne connaissent aucune solution.

Certains logiciels ne reconnaîtront pas les pilotes USB 3 tiers dans Windows 7. Cela sera le cas même si les pilotes fonctionnent pleinement.

Par exemple, j'ai une carte mère 2013 qui était haut de gamme pour les systèmes de bureau au moment où je l'ai eue. J'utilise Windows 7 avec les pilotes du fabricant installés.

Les périphériques USB 3 connectés aux ports USB 3 sont reconnus et fonctionnent correctement. Mais lorsque j'exécute VMWare Worstation 11, les périphériques USB 2 ou USB 3 ne sont pas connectés aux ports USB 3. Les mêmes périphériques sont reconnus par la station de travail VMWare sur un ordinateur portable Windows 8 lorsqu'ils sont connectés à des ports USB 3. Et les mêmes périphériques sont reconnus par WMWare WS 11 lorsqu'ils sont connectés à des ports USB 2. Si la carte mère ne disposait pas de ports USB 2, je ne pourrais transmettre aucun périphérique USB à l'OS invité.

VMWare a commencé à prendre en charge les périphériques USB 3 sous Win 7 à partir de WS 12, mais il n’est sorti qu’en 2015. Mais je ne l’ai pas essayé. Et je ne sais pas s'il prendra en charge les pilotes USB 3 tiers que je possède.

Du point de vue des développeurs, je dois mentionner que les ports USB 3 sont fonctionnellement très différents (ce n’est pas simplement une différence de vitesse) de l’USB2. Par conséquent, la décision de ne pas fournir de pilotes USB 3 génériques en mode noyau dans Win 7 est peut-être davantage liée à la conception du framework de pilotes USB sous Win 7 par rapport à Win 8. Si le framework devait être entièrement revu afin de prendre en charge la pilotes, alors MS était probablement justifié de demander l’utilisation d’une version ultérieure du système d’exploitation.