Comparatif de 20 clefs USB 3.0 128 Go

Une clef USB en pratique

La théorie sur l'USB passé, venons-en à la question principale, à quoi ressemble une clef USB vue de l'intérieur ?


En pratique il s'agit en général au minimum de deux puces. On a tout d'abord un contrôleur, ici à gauche. Il s'agit d'un contrôleur qui a deux rôles. D'un côté il gère le protocole USB, et de l'autre, l'interfaçage d'une ou plusieurs puces de mémoire flash NAND, à droite.

Ce sont ces puces de mémoire flash NAND qui ressemblent fort à ce que l'on trouve dans les SSD, on trouve aussi bien de la mémoire MLC que TLC. Techniquement ces puces varient grandement en caractéristiques. Pour les bases, elles comportent un ou plusieurs dies à l'intérieur de chaque package, et s'interconnectent par un ou plusieurs canal mémoire au contrôleur.

C'est ici que se jouent les subtilités sur les performances. En effet les contrôleurs sont capables de gérer en parallèle un certain nombre de dies mémoires, sur un nombre défini lui aussi de canaux. Il s'agit cependant de deux notions différentes.

La notion de canal représente le nombre de canaux physiques par lesquels pourront transiter les données. Ramenées au monde du PC, il s'agit de l'équivalent des canaux mémoires de nos contrôleurs intégrés aux processeurs.

La seconde notion indique le nombre de dies accessibles pour chaque canal, une notion d'interleave (d'entrelacement) est utilisée afin de partager un canal physique entre plusieurs dies de NAND.

Les choses se compliquent quand l'on regarde les puces mémoires puisqu'elles disposent en général d'un nombre variable de canaux sur lesquels sont associés directement des dies.


Le cas idéal, une puce mémoire avec un seul die et un seul canal mémoire, tiré d'une clef (USB 2.0) promotionnelle Intel de 8 Go
Que faut-il retenir de tout cela ? Qu'en gros, on ne peut pas se fier du tout au nombre de puces pour se faire une idée de la rapidité d'une clef USB. Un canal peut être partagé entre plusieurs puces et à l'inverse, une puce peut disposer de plusieurs canaux. En l'absence de caractéristiques précises sur les puces de mémoire NAND (qui nous le verrons sont généralement remarquées par les constructeurs) il est difficile de tirer une conclusion sur le simple aspect visuel.

La seule notion qui compte réellement, c'est le nombre de canaux gérés par le contrôleur, nous vous indiquerons cette donnée lorsqu'elle est disponible, ce n'est pas toujours le cas. En pratique, le type et la marque du contrôleur auront une influence forte sur les performances, et le profil de performances, certains contrôleurs étant meilleurs que d'autres selon les situations.

Afin d'essayer d'être les plus précis possibles, nous avons utilisé des logiciels d'identification pour obtenir une idée des contrôleurs et des marques des puces :


ChipEasy est l'un des outils disponibles pour tenter d'identifier les composants d'une clef USB
Ces outils sont généralement capables de déterminer avec précision les contrôleurs utilisés. La détection des puces mémoires est par contre très aléatoire, plusieurs références pouvant correspondre aux informations récupérées par le contrôleur. C'est particulièrement le cas avec les puces Micron/Intel souvent interchangeables.

Nous avons ouvert les clefs afin de voir ce qui est à l'intérieur et si cela nous a permis d'identifier les contrôleurs manquants, ou de voir des constructions particulièrement originales et intéressantes, dans le cas de la mémoire cela ne change pas grand-chose à nos interrogations. En cas de doute nous indiquerons les caractéristiques avec un point d'interrogation dans nos tableaux.

Attention aux variations !

Dernier point avant de rentrer dans nos tests, nous avons testés ici des modèles 128 Go. A l'image de ce que l'on voit sur les SSD, les performances notées sur une capacité ne sont pas transposables sur une autre, particulièrement vers le bas ou les performances baissent généralement notablement en écriture.

En pratique, le nombre de dies dans les puces NAND, le nombre de puces NAND, leur type ou marque et même le modèle et la marque du contrôleur utilisé peuvent changer, à modèle identique, d'une capacité à une autre. Il se peut aussi que les constructeurs changent, au cours de la vie du produit, un ou plusieurs des composants utilisés ce qui rend la situation encore plus illisible.

A titre d'exemple, nous avons pu voir sur un test d'un de nos confrères qu'un modèle de Corsair, la Survivor Stealth 64 Go utilisait un contrôleur eEver ainsi que de la mémoire Sandisk. Le modèle 128 Go que nous avons testé était composé de mémoire Toshiba… et d'un contrôleur Phison !

Formatage

Plusieurs options sont offertes en matière de formatage pour les clefs USB. Si la FAT32 domine (toutes nos clefs étaient formattés FAT32 d'usine), deux autres options sont proposées par Windows : l'exFAT et NTFS. Le choix du système de fichier utilisé aura des conséquences pratiques, exFAT et NTFS permettent de dépasser les limites sur les tailles de fichiers de FAT32 par exemple, mais aussi une incidence sur les performances.

Si elles sont relativement similaires sur les copies de gros ou moyens fichiers, nous avons noté des différences drastiques sur les copies de petits fichiers :



Afin de mettre les clefs dans la meilleure situation possible, nous avons effectués nos tests en formatant toutes les clefs en NTFS, un choix que nous vous recommandons vivement pour disposer des performances les plus homogènes possibles. Notez cependant que l'interopérabilité de NTFS, en dehors du monde Windows, n'est pas forcément excellente, surtout en écriture !

Configuration de test

Afin de réaliser ce comparatif, nous avons opté pour une carte mère basée sur un chipset Intel Z87 afin d'utiliser son contrôleur USB 3.0, puisqu'il a été régulièrement le plus véloce durant nos tests. Pour rappel, les contrôleurs additionnels souvent présents sur les cartes mères (d'origine Renasas ou Asmedia par exemple) sont handicapés par le fait qu'ils sont souvent connectés au chipset par une ligne unique PCI Express 2.0, limitant à 250 Mo (dans chaque sens) les débits.

Côté système d'exploitation nous avons opté pour Windows 8.1 qui dispose d'une gestion native de l'USB 3.0 et de l'UASP (ce qui pour rappel n'est pas le cas de Windows 7, nous avions abordé les différences de gestion des différents Windows dans cet article). Nous réalisons des copies de fichiers vers et a partir des clefs USB en utilisant un RAMdisk, afin d'éliminer toute limitation sur la machine de test configurée comme suit :

• Processeur Intel Core i7 4770k
• Carte mère Gigabyte GA-Z87-HD3
• 4 x 4 Go DDR3-1600
• Windows 8.1

Afin de donner un point de comparaison, nous avons ajouté à nos benchs un SSD Samsung 830 128 Go, connecté à la fois en Serial ATA ou en USB 3.0 via un boitier ASM1051 que nous utilisons régulièrement pour tester les performances des ports USB 3.0 dans nos comparatifs de cartes mères (voir ici). Notez que l'ASM1051 ne gère pas l'UASP. Si la gestion du TRIM est annoncée, en pratique il ne semble pas fonctionnel lors des suppressions de fichiers par l'OS sur ce modèle.

Attention aux benchmarks !

Il existe un grand nombre d'outils de benchmark pour les disques et assez souvent les résultats peuvent varier entre ce que l'on obtient en pratique, et ce que rapportent ces benchmarks. Pour illustrer ce point, regardez ce qui se passe sur l'un des modèles que nous avons testés. Nous avons comparé les spécifications annoncées par le constructeur, les résultats sous CrystalDiskMark en mode séquentiel (3 passes, 4 Go, non compressible) et nos tests de copie de fichiers réalisés sous Windows avec des fichiers de 1 Go (non compressibles). Les deux tests devraient proposer des performances proches, mais c'est loin d'être toujours le cas :



Il s'agit ici d'une des clefs qui montre les écarts les plus forts en écriture entre CrystalDiskMark et nos mesures effectuées sous Windows, mais en pratique la majorité des clefs annoncent des débits plus elevés dans les benchmarks synthétiques. Si nous avons effectué ces tests, nous n'indiquerons pas les résultats tant ils ne sont en pratique représentatifs de rien.

Protocole de test

Nous réalisons des séries de copies de fichiers de plusieurs tailles en lançant des copies natives sous Windows (l'équivalent d'un glisser/déposer entre deux fenêtres). Nous utilisons les charges suivantes :
- 8 Go de fichiers de 1 Go
- 8 Go de fichiers de 2 Mo
- 1 Go de fichiers de 64 Ko

Dans tous les cas les fichiers utilisés sont incompressibles pour obtenir des résultats les plus réalistes possibles. Nous mesurons le temps de copie en secondes mais pour plus de lisibilité, nous vous indiquerons les débits obtenus en Mo/s.



Nous avons enfin ajouté un dernier test assez extrême, lancer une machine virtuelle Windows 7 sous VMware Workstation 10 à partir de nos clefs USB. Nous mesurons le temps de boot de Windows jusqu'à ce que le bureau soit accessible. Ce test permet de différencier plus particulièrement les modèles haut de gamme qui sont souvent annoncés comme étant des SSD d'appoints. Nous verrons ce qu'il en est, les résultats étant plutôt surprenants !

Passons enfin aux modèles testés !