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USB 2.0 & Maxtor 3000LE 120 Go |
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USB 2.0 & Maxtor 3000LE 120 Go
par Marc
Prieur
publié le 2 Mars 2002
L´USB 2.0
arrive, qu´on se le dise ! Certes, tout le monde n´a pas encore d´USB 2.0 dans son PC, mais de plus en plus de cartes mères
intégrant cette technologie sont disponibles, et d´ici le second semestre elles
en seront toutes équipées. L´arrivée des premiers disques durs externe USB 2.0
tels que le Maxtor Personnal
Storage 3000LE de Maxtor va
nous permettre de faire le point sur cette technologie qui offre sur le papier
un débit de 480 Mbits /s, soit un peu plus que le FireWire
dans sa première version.
L´USB 1.1, petit rappel
Première
version commerciale de l´Universal Serial Bus,
l´interface USB 1.1 permet de connecter à un micro-ordinateur jusqu´à 127
périphériques pour un débit maximal de 12 Mbits/s, soit 1.5 Mo/s, le tout sur
un bus série comme son nom l´indique. Principalement destiné aux périphériques
lents, l´interface a été développée par Compaq, Hewlett-Packard,
Intel,
Les principaux critères du développement de ce bus ont été les suivants :
- Facilité
d´utilisation
- Solution
bas-prix pour des périphériques pouvant
communiquer jusqu´à 12 Mbits/s
- Transmission
en temps réel de la voix, du son et de vidéos compressées
- Support de l´architecture
CTI (Computer Telephony Integration)
- Facilité
et ajout de possibilités d´extensions pour tout micro-ordinateur
Conçu pour
remplacer les ports série, parallèle, clavier, souris et joystick, l´interface
USB permet de connecter à nos PC une multitude de périphériques se raccordant à
ces anciennes interfaces tout en supportant le « Plug
and Play », ce que ne
supportait pas la plupart de ces ports vieillissants. Initiée dans le but de
développer également les interconnexions téléphonie numérique - PC, cette
interface commence à se répandre de plus en plus de par son faible coût, que ce
soit au niveau des câbles ou des contrôleurs à intégrer dans les périphériques.
L´un des principaux intérêts de cette interface est aussi sa facilité
d´utilisation, puisqu´elle supporte le « Hot Plug and Play », ce qui signifie qu´un
périphérique peut être relié au PC à tout moment et particulièrement pendant
son fonctionnement et est configuré automatiquement, ne nécessitant pas le
redémarrage de la machine, si l´OS le permet bien évidemment.
Parmi les
périphériques pouvant être raccordés au micro-ordinateur, nous pouvons citer
claviers, souris, joysticks, scanners, imprimantes, téléphones numériques,
assistants personnels, baladeurs mp3, lecteurs/graveurs de cd-rom, disques
optiques et magnétiques, webcams, modems et la liste
est encore longue et ne cesse de s´agrandir de jour en jour. Autant dire que
les constructeurs pensent que cette interface est vouée à remplacer à court
terme toutes les autres interfaces d´entrées/sorties de nos micro-ordinateurs.
Topologie
L´USB propose une topologie peer-to-peer,
il établie donc des connexions point à point entre le contrôleur maître et
chaque périphérique branché.
Même si théoriquement, la topologie du bus USB permet de connecter dans
n´importe quel ordre des périphériques, certaines règles doivent être
respectées. Ainsi, une architecture USB se construit à base de 3 éléments :
- Un contrôleur
maître USB
- Des
périphériques USB
- Des
câbles permettant de relier les périphériques au contrôleur
La structure de connexion des
périphériques USB au contrôleur maître se fait sous forme d´étoile, où le
centre est le contrôleur maître et les extrémités de celle-ci les
périphériques.
Un élément supplémentaire s´avère indispensable à la connexion d´un certain
nombre de périphériques USB au contrôleur principal. Celui-ci se situant principalement
soit dans le South Bridge du chipset de la carte mère
ou soit sur une carte additionnelle, qu´elle soit au format PCI, PC Card (PCMCIA) ou autre, il ne dispose généralement pas plus
de 5 connecteurs USB, ceux-ci reliés au HUB principal intégré à ces composants.
Il devient alors nécessaire d´introduire dans l´arborescence des HUB USB.
La topologie du bus USB devient ainsi un arbre, où les n´uds
sont alors les HUB et les feuilles les périphériques.
Toutefois, il faut faire attention car deux types de HUB USB sont disponibles
sur le marché : les HUB possédant un circuit d´alimentation individuel pour
chaque port et d´autres dépourvus de cette caractéristique. Ces derniers, plus
pratique car ne nécessitant pas d´alimentation externe au secteur, s´avèreront
inutilisables pour les périphériques alimentés par le bus USB car ils ne
pourront pas fournir la plupart du temps le courant nécessaire à leur
alimentation. Ainsi, plusieurs HUB USB ont vu le jour, leurs spécifications
variant suivant son type :
- Bus-powered hubs: 500 mA (moins
l´alimentation du HUB) sur la totalités des ports.
- Low power, bus-powered functions hubs ou Self-powered functions hubs: Draw Max 100 mA.
- High power, bus-powered functions hubs ou Self-powered hubs : doivent fournir 500 mA sur chaque
port.
Le
protocole
La possibilité d´une telle topologie entraîne des
conséquences quant aux protocoles d´échanges de données entre le PC et les
périphériques. L´USB prend en charge principalement
deux modes de transmission, le mode asynchrone, tout comme un port série
classique, mais utilise également un mode isochrone, qui permet une
communication périodique et continue entre le contrôleur maître et les
périphériques. À chaque miliseconde précisément, le
contrôleur maître transmet un paquet pour maintenir tous les périphériques
synchronisés. Il y a quatre sortes de paquets: les paquets de contrôle, les
paquets isochrones, les paquets en vrac et les paquets d´interruption.
Les paquets de contrôle servent à configurer des périphériques, à leur donner
des commandes et les interroger sur leur statut. Les paquets isochrones servent
aux périphériques temps réel comme les webcams et les
téléphones, qui ont besoin d´envoyer ou de recevoir des données à des
intervalles de temps réguliers. Ils ont un délai fixe, mais ne permettent pas
de retransmission en cas d´erreur. Les paquets en vrac servent pour des
transferts en direction ou en provenance d´un périphérique sans exigence de
temps réel, comme des imprimantes. Enfin, les paquets d´interruption sont nécessaires
parce que le USB ne support pas les interruptions.
Les câbles
Le bus USB nécessite une connectivité propre composée de connecteurs de deux
types, les connecteurs de type A disposés aux entrées
du contrôleur maître et des HUB, et des connecteurs de type B sur les
périphériques, ainsi un seul type de câble est nécessaire pour relier tous
périphériques au micro-ordinateur.
Ce câble se compose de 4 fils, une paire torsadée pour le transfert des
données, un fil au potentiel de +5V qui permet d´alimenter les périphériques
USB si nécessaire et enfin la masse. Il peut être blindé ou non, le mode basse
vitesse de 1.5 Mbits/s ayant une tolérance supérieure aux perturbations
électromagnétiques. Un blindage est fortement recommandé pour une utilisation à
12 Mbits/s. Les spécifications de ce bus prévoient une longueur maximale de 5
mètres de câble entre 2 éléments de l´arborescence.
Enfin, un autre atout de ce bus est qu´il peut transporter l´alimentation des
périphériques s´y raccordant, dans la limite de 500 mA
pour un appareil relié à un port le permettant.
Détection d´erreurs
Le bus USB étant bien plus évolué que les bus précédemment
cités, la détection d´erreur ne se fait pas par un système de contrôle de
parité mais utilise le CRC (Code de redondance cyclique, qui permet de corriger
parfaitement 100% de mots contenant 1 ou 2 erreurs). De plus, le contrôleur
peut réinitialiser jusqu´à 3 fois de manière hardware la liaison avec un autre
élément avant d´en avertir le logiciel client.
Performances
Le bus USB 1.1 peut négocier des transferts à 2 vitesses différentes, une
vitesse dite basse et une vitesse dite moyenne.
La première vitesse permet des transferts entre 10 et 500 kbits/s
et est destinée à l´usage de périphériques interactifs comme les claviers, les
souris, les stylets, les joysticks et autres volants, les accessoires de
réalité virtuelle, la configuration de moniteurs.
La vitesse moyenne est quant à elle utilisé pour des périphériques nécessitant
une bande passante bien supérieure afin de transmettre de la voix, de l´audio
ou de la vidéo compressée, comme par exemple modems, webcams
et même liaison pour échanger des données entre PCs.
Bien sûr, d´autres appareils gourmands en bande passante utilisent cette
vitesse, comme par exemple les scanners, les imprimantes ou même les lecteurs
optiques et magnétiques externes. La bande passante fournie peut alors monter
jusqu´à 12 Mbits/s.
Mais en pratique, même s´il est toujours possible de connecter 127
périphériques, les performances constatées, lors du branchement d´une dizaine
d´appareils, sont bien loin des débits théoriques prévus. L´augmentation de la
bande passante afin de pouvoir connecter des périphériques plus rapides et dans
une proportion bien plus importante était alors nécessaire.
L´USB 2.0
Déjà prévues dans les
spécifications de l´USB 1.1, les caractéristiques de
l´USB 2.0 sont peu différentes de celles de son
prédécesseur. Fort de sa compatibilité ascendante et descendante avec la
version 1.1, l´USB 2.0 s´enrichit d´une troisième
vitesse de connexion entre le contrôleur maître et les périphériques USB 2.0.
Avec les mêmes câbles et connecteurs, il est maintenant possible de relier des
disques durs externes, imprimantes, scanners et autres lecteurs à des vitesses frôlant
les 480 Mbits/s. Cette augmentation de vitesse a été notamment possible grâce à
la réduction du voltage des signaux transmis dans les câbles, ceux-ci passant
de 3.3V à 0.4V.
La topologie du bus USB reste la même, les périphériques répondant à la norme
2.0 ne pouvant pas bénéficier de la vitesse haute s´ils sont raccordés derrière
un HUB USB 1.1. Attention toutefois, brancher un périphérique USB 1.1 dans une
chaîne de périphériques USB 2.0 grèvera considérablement les performances du
tout.
Il existe sur le marché
deux contrôleurs USB 2.0, le NEC 720100 de NEC d´une part, et le VIA VT602 de
VIA. C´est le NEC 720100 qui est le plus répandu, pour la simple raison qu´il
est disponible depuis maintenant près d´un an. On le trouve sur des cartes USB
2 PCI, mais aussi directement sur des cartes mères, notamment chez MSI. Le VIA VT602 est plus récent et est donc logiquement
moins répandu.
Bien entendu, ce n´est que lorsque l´USB 2 sera
intégré au Southbridge des chipsets que cette norme
prendra réellement son envol. ALi, Intel, SiS et VIA
devraient tous sortir des chipsets gérant en natif l´USB
2 d´ici à la mi 2002.
Le Maxtor Personnal
Storage 3000 LE
Maxtor propose un périphérique qui prend tout son intérêt avec l´USB 2.0 : un disque dur externe. Le Maxtor
Personnal Storage 3000 LE
est disponible en deux versions, 40 ou 120 Go. Il s´agit de disques durs à la
norme ATA fonctionnant à 5400 tpm et disposant d´un
cache de 2 Mo. Bien entendu, le 3000 LE est également compatible avec l´USB 1.1.
5400 tpm oblige, le disque ne chauffe pas beaucoup.
Du coup, Maxtor n´a pas jugé bon d´intégrer un
système de refroidissement actif dans le rack externe accueillant le disque
dur. On retrouve donc des ouvertures de part et d´autres du rack, afin que
l´air circule un peu, mais c´est tout. En contrepartie, le tout s´avère très
silencieux.
Côté bundle, il est livré avec un câble USB, son bloc d´alimentation qui est
malheureusement externe et un CD contenant les drivers pour Windows 98 SE (Me,
2000 et XP l´intégrant d´office) et un utilitaire afin de gérer la mise en
veille du disque. On notera au passage qu´en l´absence d´un interrupteur On /
Off, il faudra débrancher l´alimentation pour mettre le 3000LE hors tension :
On a déjà vu mieux ...
Bien entendu, nous avons essayé d´aller plus loin et nous avons ouvert notre
3000LE 120 Go tout comme vous pouvez le voir sur les images ci dessous :
Comme vous pouvez le voir, ce rack est tout ce qu´il y a de plus
simple puisque l´on trouve à l´intérieur un disque dur, en l´occurrence de la
série de 540DX (40 Go par plateau). L´arrière du rack est dédié à l´alimentation
du disque et à celle d´une carte dont le but est d´effectuer la conversion
entre IDE et USB. Cette conversion est dédié à une puce fabriquée par In-Systems,
l´ISD300.
En pratique
Nous avons décidé de tester le 3000LE sur les deux contrôleurs USB
disponibles, à savoir le NEC 720100 et le VIA VT602. Pour ce faire, nous avons
utilisé une carte mère Gigabyte GA-7VXRP, qui intègre
une puce VIA VT602, à laquelle nous avons rajouté une carte PCI dotée de la
puce NEC et prêtée par LDLC. Comme vous pouvez le
voir, une fois les différents drivers installés la section du gestionnaire de
périphérique dédiée à l´USB est assez ... complète
dirons nous !
Nous avons également testé le 3000LE en USB 1.1, en l´occurrence avec le
contrôleur VIA intégré au Southbridge du KT333, le
VT8233A. Il est à noter que sous Windows XP, un message indique que le
périphérique USB à haut débit fonctionnera à une vitesse réduite dans cette
configuration. Les tests de débits ont étés effectués sous Windows XP, 2000, ME
et 98 SE. Pour ces mesures, nous avons chronométré des copies de fichiers (un
fichier de 54.5 Mo en USB 1.1, un fichier de 545.4 Mo en USB 2.0) du PC vers l´USB, puis de l´USB vers le PC. Le
disque source était un Western Digital WD1200JB (120 Go, 7200tpm, 8 Mo de
cache). Nous avons redémarré entre chaque copie afin que ces mesures de débits
ne soient pas influencées par le cache.
Avant de parler des performances, nous tenons à parler des
quelques problème rencontré lors du test. Premièrement, sous Windows XP
le contrôleur USB 2 VIA semble avoir quelques problèmes pour reconnaître des
périphériques déjà branchés sur USB, puisque pour faire reconnaître le 3000LE
nous devions le déconnecter puis le reconnecter pour qu´il soit reconnu. Il
s´agit à priori d´un problème de drivers puisque le problème ne se pose ni avec
le contrôleur NEC sous XP, ni avec le contrôleur VIA sous les autres OS. Les
drivers de la puce NEC ne sont pas non plus parfaits, puisque parfois sous
2000/Me/98Se, et pas sous XP, les transferts se faisaient à une vitesse digne
de l´USB 1.1 et non de l´USB
2.0.
Comme vous pouvez le voir, on est assez loin du débit théorique de l´USB 2.0, qui est de 60 Mo /s. Il est toutefois difficile de
savoir si cette limitation vient de l´USB 2.0 à
proprement parlé ou de la puce effectuant la
translation entre USB et IDE dans le 3000LE. Reste que le débit obtenu, qui est
de l´ordre de 14 Mo /s, est plus qu´honorable. Les débits obtenus en USB 1.1
démontrent bien que ce type de périphérique n´a que peu d´intérêt avec ce type
d´interface. On notera au passage que le chip VIA s´en sort mieux que le NEC
lorsque l´on fait un transfert du PC vers l´USB.
Du coté du taux d´utilisation CPU, il se situe entre 0 et 4% en USB 1.1 (rien
d´anormal vu les débits...), et entre 10 et 15% en USB 2.0, avec parfois des
pics à 20%, et ce quelque soit le contrôleur. C´est beaucoup, mais cela reste
toutefois raisonnable. Le temps d´accès, mesué avec
ZD Winbench 99, est pour sa part de 20.5 ms.
Sous Windows 2000, les résultats sont assez similaires. On notera toutefois des
débits un peu plus rapide dans le sens PC vers USB, et
ce en USB 1.1 et en USB 2.0 sur la puce NEC.
Le passage à Windows ME entraîne une baisse importante des performances en USB
2.0, puisque se chiffrant de 1 à 2.5 Mo /s. Les baisses les plus importantes se
font sur la puce VIA dans le sens PC vers USB, et sur la puce NEC dans le sens
inverse. Le contrôleur VIA garde toutefois un net avantage.
Avec Windows 98 SE, les résultats sont assez similaires à ceux obtenus sous
Windows ME. On notera toutefois une légère baisse des performances en USB 2.0,
sauf dans le sens USB vers PC avec le contrôleur VIA.
Changement de disque
A priori, la limitation en débit ne venait pas du disque dur. Nous
avons toutefois effectué le changement de ce dernier contre un autre plus
performant, en l´occurrence un IBM 120 GXP 120 Go. Les débits sont restés
inchangés, puisque sur le contrôleur VIA nous avons atteint les mêmes résultats
(14-14.5 Mo /s) qu´avec le disque Maxtor. Par contre,
le temps d´accès est passé de 20.5ms à 12.5ms, ce qui représente un gain non
négligeable. Reste que ce genre de disque dur externe reste plus destiné au
stockage et au transfert de fichiers, et que le temps d´accès n´a donc qu´un
impact limité pour ce genre d´utilisation.
Conclusion
L´USB
2.0 est très prometteur. Certes, on est loin des 60 Mo /s annoncés, mais avec
un débit frôlant les 15 Mo /s (selon les contrôleur et les OS) on est tout de
même 15 fois plus rapide que l´USB 1.1. Certes, c´est
deux fois moins rapide que ce que donne le FireWire
en pratique, mais il ne faut pas perdre de vue que l´USB
2.0 sera bientôt intégré dans tous les nouveaux PC, ce qui n´est pas le cas du FireWire.
Avec un tel débit, les solutions de stockage externe USB, telle que le Maxtor Personnal Storage 3000LE, deviennent du coup intéressante, et le
seront encore plus lorsque l´USB 2.0 se sera
démocratisé sur nos PC : quoi de plus pratique qu´un disque dur USB 2.0 pour
transporter et échanger des fichiers très volumineux ?
La mobilité de ces données à toutefois un coût élevé chez Maxtor. En effet, dans sa version 120 Go le 3000 LE est
annoncé à environ 537 € ! La version 40 Go, si elle est plus abordable,
reste toutefois facturée 274 €. Si l´on comparer ces prix à ceux des
disques D540X 120 et 40 Go internes de Maxtor, on
obtient donc un surcoût de 217 et 155 € pour le rack USB !
C´est assez cher, d´autant que ce rack n´est pas des plus luxueux (alimentation
externe, pas d´interrupteur, pas de ventilation active). Il faudrait donc que Maxtor révise sa politique de prix à la baisse, d´autant
qu´il n´est pas tout seul sur ce marché puisque LaCie
propose un produit similaire et doté d´un rack de meilleur qualité en version
40 et 80 Go, le StudioDrive. Maxtor
garde toutefois l´avantage de la capacité !
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Shaka( Rudy)
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