Comprendre les vitesses standards du matériel informatique
Il existe de nombreuses incompréhensions concernant les vitesses des diverses normes de transfert de données et de stockage informatique (par exemple, USB, SATA, DDR, PCIe, Ethernet, etc.). C'est pourquoi j'ai créé plusieurs descriptions et tableaux récapitulatifs couvrant les principales normes et leurs vitesses.
Les performances des normes de matériel informatique sont souvent annoncées en utilisant des valeurs maximales théoriques mesurées dans des conditions de laboratoire idéales (en pratique, les taux de transfert peuvent être limités par les contrôleurs de périphériques, la température ou d'autres goulots d'étranglement). Ces chiffres ne reflètent pas nécessairement les vitesses d'utilisation réelles, mais ils sont excellents à des fins de comparaison car ils montrent clairement les différences entre les générations technologiques.
Si nous voulons comparer efficacement les taux de transfert de données et les capacités de stockage, l'octet peut servir de dénominateur commun, car toutes les données sont finalement stockées en octets. Par conséquent, dans ces comparaisons, je présenterai toutes les données en octets, ou plus précisément, lorsque cela est possible, en mégaoctets par seconde (Mo/s), afin que les chiffres soient facilement comparables. J'utilise Mo/s (Mégaoctets par seconde) car c'est actuellement l'unité la plus courante pour mesurer la vitesse des périphériques de stockage, de la mémoire et d'autres composants internes, même si techniquement 1 Mo fait souvent référence à 10241024 octets dans ce contexte (ce qui est formellement Mio, comme expliqué ci-dessous). Dans de nombreux endroits, j'arrondis considérablement les chiffres pour faciliter la lecture. Avant d'examiner les vitesses des normes individuelles, passons en revue les bases des unités de mesure.
Unités de données et leurs utilisations
Les unités de mesure de données constituent le fondement du monde numérique. L'unité la plus élémentaire est le bit, qui stocke une seule valeur binaire (0 ou 1). Des unités plus grandes comme l'octet, le kiloctet, le mégaoctet, le gigaoctet, etc., sont utilisées pour mesurer la capacité de stockage et le transfert de données. Le tableau ci-dessous présente les unités les plus importantes, leurs tailles et les domaines d'utilisation courants.
| Unité | Abréviation | Taille (Octets) | Utilisation courante |
|---|---|---|---|
| Bit | b | 1/8 Octet | Débits de transfert de données (par exemple, vitesse Internet : Mbps, Gbps) |
| Octet | O | 8 bits | Stockage de caractères (par exemple, une lettre peut être un octet) |
| Kiloctet | Ko | 1 024 O | Fichiers texte, images simples |
| Mégaoctet | Mo | 1 024 Ko | Fichiers MP3, petits programmes, photos |
| Gigaoctet | Go | 1 024 Mo | Films, logiciels, RAM, capacité SSD |
| Téraoctet | To | 1 024 Go | HDD, grandes bases de données, stockage de serveurs |
| Pétaoctet | Po | 1 024 To | Grands centres de données, stockage en nuage |
| Exaoctet | Eo | 1 024 Po | Volume de données Internet, stockage mondial de données |
Remarque : Le tableau utilise la convention courante où Ko, Mo, Go, etc., représentent des puissances de 1024. Voir la section suivante pour plus de précisions.
Pourquoi 1024 et pas 1000 ?
En informatique, les quantités de données sont basées sur le binaire, car les ordinateurs utilisent le système de numération de base 2 (0 et 1). Par conséquent, la taille d'un groupe de bits est basée sur les puissances de 2 :
- 1 Ko = 2¹⁰ = 1 024 O,
- 1 Mo = 2²⁰ = 1 048 576 O,
- 1 Go = 2³⁰ = 1 073 741 824 O, et ainsi de suite.
Cela diffère du système métrique (SI) standard, où 1 kilo = 1 000, 1 méga = 1 000 000, etc. En raison de cette différence, la norme CEI (Commission électrotechnique internationale) a introduit des noms distincts pour les unités binaires, tels que :
- 1 kibioctet (Kio) = 1 024 O
- 1 mébioctet (Mio) = 1 024 Kio = 1 048 576 O
- 1 gibioctet (Gio) = 1 024 Mio = 1 073 741 824 O
Cependant, la plupart des systèmes d'exploitation (comme Windows) et de nombreux contextes matériels utilisent encore les abréviations traditionnelles Ko, Mo, Go pour faire référence aux unités binaires basées sur 1024. En revanche, les supports marketing, en particulier pour les périphériques de stockage comme les disques durs et les SSD, utilisent souvent les définitions métriques (basées sur 1000) (par exemple, 1 Go = 1 000 000 000 octets). Cet écart explique pourquoi un disque dur « 1 To » peut apparaître comme environ « 931 Go » dans votre système d'exploitation (car 1 000 000 000 000 octets / (102410241024) ≈ 931 Gio).
Que représentent 1000 Mo de données ?
(Utilisation de 1000 Mo ≈ 1 Go décimal à titre d'illustration)
| Type de données | 1000 Mo équivalent approximativement à |
|---|---|
| Chanson MP3 (320 kbps, ~5 Mo/chanson) | ~200 chansons (~15-20 heures de musique) |
| Livre électronique (EPUB/PDF) (~500 Ko/livre) | ~2 000 livres |
| Photo (JPEG, 12 MP) (~3 Mo/photo) | ~333 photos |
| Film HD (720p, H.264) (~1 000-1 500 Mo/heure) | ~40-60 minutes de vidéo |
| Film Full HD (1080p, H.264) (~2 000-3 000 Mo/heure) | ~20-30 minutes de vidéo |
| Film 4K (HEVC/H.265) (~7 000-15 000 Mo/heure) | ~4-8 minutes de vidéo |
Remarque : Les tailles réelles varient considérablement en fonction des paramètres de compression et de qualité.
Domaines d'utilisation et leurs unités principales
- Transfert de données : Les vitesses de réseau (comme Internet ou Ethernet) sont généralement mesurées en bits par seconde (par exemple, Mbps, Gbps), car le flux de données est caractérisé par le nombre de bits transmis par seconde. Cependant, pour la comparaison avec les vitesses de stockage, il est utile de convertir ces vitesses en octets par seconde (en divisant par 8).
- Stockage : Les octets et leurs multiples (Ko, Mo, Go, To, etc.) sont utilisés pour mesurer la capacité des fichiers, des disques durs, des SSD et des modules de mémoire.
- Mémoire et périphériques de stockage : Les capacités de la RAM et du stockage flash sont généralement mesurées en Mo, Go ou To. Les serveurs et les centres de données fonctionnent à l'échelle du Po ou de l'Eo.
Vitesses de transfert de données et temps de copie estimés
(Temps calculés en utilisant les vitesses maximales théoriques)*
| Technologie | Vitesse max. (Mo/s) | Copie de 1 000 Mo (1 Go) | Copie de 10 000 Mo (10 Go) | Copie de 100 000 Mo (100 Go) |
|---|---|---|---|---|
| Disquette (1,44 Mo) | ~0,05 Mo/s | ~5,5 heures | ~2,3 jours | ~23 jours |
| CD-ROM (vitesse 1x) | 0,15 Mo/s | ~1,9 heure | ~19 heures | ~8 jours |
| USB 1.1 | 1,5 Mo/s | ~11 minutes | ~1,8 heure | ~18 heures |
| Ancien HDD (IDE, 5400 tr/min) | ~25 Mo/s | ~40 sec | ~7 minutes | ~1,1 heure |
| USB 2.0 | 60 Mo/s | ~17 sec | ~3 minutes | ~28 minutes |
| HDD SATA (7200 tr/min) | ~150 Mo/s | ~7 sec | ~1,1 minute | ~11 minutes |
| USB 3.0 (Gen 1) | ~500 Mo/s (réaliste) | ~2 sec | ~20 sec | ~3,5 minutes |
| SSD SATA III | ~550 Mo/s | ~1,8 sec | ~18 sec | ~3 minutes |
| SSD NVMe PCIe 3.0 | ~3 500 Mo/s | ~0,3 sec | ~3 sec | ~30 sec |
| SSD NVMe PCIe 4.0 | ~7 000 Mo/s | ~0,15 sec | ~1,5 sec | ~15 sec |
| SSD NVMe PCIe 5.0 | ~14 000 Mo/s | ~0,07 sec | ~0,7 sec | ~7 sec |
| Bande passante mémoire HBM3 (par pile) | ~819 200 Mo/s | ~0,0012 sec | ~0,012 sec | ~0,12 sec |
Dans les articles suivants, j'ai détaillé les vitesses maximales théoriques et de brèves descriptions des normes de transfert de données les plus importantes dans des tableaux détaillés :