Test d’un câble Thunderbolt 3 passif de 2 mètres, limité à 20 Gb/s

Depuis que les iPhone 15 sont sortis, j’ai l’impression décrire tous les jours sur l’USB-C, alors même que ça fait des années que je fais des articles sur le côté surréaliste de cette norme, « USB-C compliqué » (abonnez-vous 😉). Et dans tous les articles, j’avais oublié un type de câble Thunderbolt dont j’avais pourtant parlé ici : le câble Thunderbolt 3 passif à 20 Gb/s.

Je vais tenter d’être clair. En USB-C classique, il existe deux types de câbles : les câbles USB-C 2.0 (parfois notés « de charge ») et les câbles USB-C 3x. Les versions USB 2.0 peuvent être assez longues (plus de deux mètres) quand les autres sont limités (selon la norme) à moins de 1 mètre pour atteindre 10 Gb/s et moins de 2 mètres pour 5 Gb/s.

Ensuite, il y a les câbles Thunderbolt 3 et 4… avec cinq variantes. Les câbles Thunderbolt 3 passifs de moins de 1 mètre supportent le Thunderbolt à 40 Gb/s et sont compatibles USB-C (à 10 Gb/s). Les câbles Thunderbolt 3 actifs – avec une puce dans la prise – peuvent dépasser 1 mètre et supportent le Thunderbolt à 40 Gb/s. Ils ne sont pas compatibles USB-C à 5 ou 10 Gb/s, uniquement USB 2.0. La longueur peut être élevée avec les câbles optiques (plusieurs dizaines de mètres) mais chez très cher, genre 750 € pour 25 mètres. Les câbles Thunderbolt 4 passifs offrent les mêmes fonctions que les câbles Thunderbolt 3 passifs et les câbles Thunderbolt 4 actifs supportent le Thunderbolt à 40 Gb/s et l’USB-C à 10 Gb/s (mais ils sont chers, 130 € pour 2 mètres chez Apple).

La cinquième catégorie est celle du jour : les câbles Thunderbolt 3 passifs de plus de 1 mètre. J’ai une version de 2 mètres et c’est moins cher qu’un câble actif (moins de 40 €, vers 25 € en promo). Le défaut ? Les données sont limitées à 20 Gb/s en Thunderbolt mais on peut atteindre 10 Gb/s en USB-C. La marque (Cable Matters) vend aussi du Thunderbolt 4 actif moins cher que chez Apple (60 € pour 2 mètres).

Petit aparté : dans tous les cas, les câbles USB-C à 10 Gb/s supportent aussi l’USB-C 3.2 Gen 2×2 à 20 Gb/s, mais comme Apple ne prend pas ça en charge, je n’ai pas testé directement. Mais avec un PC compatible, ça doit marcher.

De longs tests

Pour tester, j’ai sorti deux SSD externes. Le premier est un Crucial X10 Pro de 2 To. Il est USB-C et peut atteindre 20 Gb/s (mais pas sur Mac) et même limité à 10 Gb/s, il offre des performances solides. Le second est un boîtier USB4 compatible Thunderbolt, le ZikeDrive. Il fonctionne en Thunderbolt ou en USB-C et peut atteindre 3,2 Go/s dans de bonnes conditions. J’ai aussi utilisé mon eGPU Vega 56 pour vérifier la perte sur les performances graphiques et un LG UltraFine « Apple » qui a l’avantage d’être Thunderbolt mais peut aussi être relié directement en DisplayPort en bidouillant.

Dans tous les cas qui vont suivre, j’ai employé le câble à 20 Gb/s et un câble actif à 40 Gb/s entre l’ordinateur et le premier appareil de la chaîne. Le Mac de test est un MacBook Pro 15 pouces 2017, qui n’est pas forcément le plus rapide en Thunderbolt 3, mais c’était le plus simple.

Pour le premier essai, j’ai relié les SSD directement au Mac. Avec le câble actif à 40 Gb/s, on obtient environ 2,6 et 2,5 Go/s (lecture et écriture) sur le SSD USB4. Avec le SSD USB-C, on est à 40/35 Mo/s pour une bonne raison : il limite à l’USB 2.0. Avec le câble à 20 Gb/s, le SSD USB4 est limité (1,9/1,6 Go/s) mais paradoxalement, le SSD USB-C va plus vite (875/785 Mo/s) parce qu’il passe en USB-C à 10 Gb/s avec ce câble.

Pour le second run, j’ai installé l’eGPU (sans écran) et relié les SSD sur la seconde prise. Avec le câble à 40 Gb/s, le SSD USB4 est un rien plus lent, l’eGPU doit garder une partie de la bande passante (2,6/2 Go/s). Par contre, le SSD USB-C reste rapide, pour une raison simple : le câble ne le limite plus (j’ai utilisé un câble standard entre l’eGPU et le SSD). On perd un peu sur les performances (840/720 Mo/s) en partie à cause de l’eGPU intercalé et en partie à cause du chaînage (les très vieux tests restent valables : la latence réduit un peu les performances).

Le troisième, le quatrième et le cinquième essai diffèrent peu : j’ai d’abord branché un écran 1080p sur l’eGPU, puis mon écran 4K en DisplayPort et enfin l’écran 4K en Thunderbolt (une fonction spécifique à ce type d’eGPU). Dans tous les cas, les débits ne bougent que de façon anecdotique : brancher un écran sur l’eGPU n’a pas d’impact direct avec le câble à 20 Gb/s. C’est un tout petit peu le cas avec l’écran Thunderbolt placé sur la seconde prise Thunderbolt du eGPU avec un câble à 40 Gb/s : passe de ~2 Go/s à ~1,6 Go/s en écriture, mais c’est probablement lié au eGPU, et c’est un cas très particulier : les eGPU n’ont généralement pas de seconde prise, c’est une particularité des modèles de BlackMagic.

Le sixième est plus compliqué : j’ai branché l’écran Thunderbolt sur le Mac sans eGPU. Dans ce cas précis, le flux vidéo passe dans le lien Thunderbolt et on perd des performances en écriture. C’est logique : en lecture (du SSD vers le Mac), la bande passante n’est pas réservée par le moniteur parce que le moniteur n’envoie pas de données vers le Mac. Mais dans l’autre sens, les 20 ou 40 Gb/s sont partagés entre le moniteur et le SSD. C’est un des cas ou un lien à 20 Gb/s limite : on perd environ 12,5 Gb/s pour l’écran, ce qui réduit largement la bande passante du SSD en écriture. Avec un lien à 40 Gb/s, on perd beaucoup moins : il y a 8 Gb/s réservés pour l’écran, et on perd un peu plus de 4,5 Gb/s sur les 32 Gb/s des données. Dans la pratique (avec le câble 20 Gb/s) on est à 1,8 Go/s en lecture mais moins de 400 Mo/s en écriture sur le premier SSD et 830/280 Mo/s sur le second. C’est une grosse perte : on passe de 1 600 Mo/s à 400 Mo/s dans le premier cas et de ~700 à moins de 300 dans le second. Avec le câble 40 Gb/s, la perte existe mais est bien plus faible : on passe de ~2 Go/s à ~1,6 Go/s en écriture sur le SSD USB4 et il n’y a pas de pertes en USB-C.

Le septième est simple : un benchmark de Shadow of the Tomb Raider avec l’eGPU et les réglages en 1080p/High pour vérifier si la bande passante réduite à un impact sur les performances. C’est le cas : on passe de 63 à 55 fps en passant de 40 à 20 Gb/s.

Pour la dernière vague d’essais, j’ai pris la station Thunderbolt WD Black D50, équipée d’un SSD NVMe. J’ai ensuite testé sans écran, avec un écran 1080p et avec un écran 4K pour voir les différences entre 20 et 40 Gb/s. Avec le câble 20 Gb/s sans écran, j’obtiens 1,8 Go/s en lecture et 1,6 Go/s en écriture. Avec un écran 1080p, on perd un peu en écriture : 1,2 Go/s au lieu de 1,4 Go/s. Et avec un écran 4K, ça descend à 350 Mo/s, comme dans le cas précédent. Avec le câble 40 Gb/s, j’ai 2,5 Go/s en lecture et ~1,8 Go/s en écriture sans écran, ~1,7 Go/s avec un écran 1080p (en écriture) et ~1,6 Go/s en écriture avec un écran 4K, ce qui reste assez valable.

La conclusion de tout ceci ? Si vous avez besoin d’un câble Thunderbolt assez long avec une compatibilité USB-C, un câble passif de 2 mètres peut suffire. Par contre, il faut éviter ça si vous avez du stockage rapide : ça ralentit quand même nettement les SSD externes ou les performances en eGPU. Mais si vous avez juste une station d’accueil avec de l’Ethernet, de l’USB et quelques ports, ça ne posera pas de problèmes tant que vous n’avez pas un écran 4K branché dessus. Il est donc important de se poser la question de la bande passante nécessaire avant, mais dans une partie des ca, ça permet une bonne économie : le câble se trouve pour 38 €. Par contre, encore une fois, l’USB-C compliqué.