Faits :
A.
Par jugement du 10 août 2020, le Tribunal de police de la République et canton de Genève a reconnu A._ coupable de violation grave des règles de la circulation routière et l'a condamné à une peine privative de liberté de six mois.
B.
Par arrêt du 21 novembre 2020, la Chambre pénale d'appel et de révision de la Cour de justice de Genève a rejeté l'appel formé par A._. En substance, elle a retenu les faits suivants.
B.a. Le 1 er septembre 2019, à 3h12 du matin, A._ circulait au volant de son véhicule sur la route de X._, en direction de la France, à la hauteur du n° xxx, à la vitesse de 97 km/h, alors que celle-ci y était limitée à 50 km/h, soit un dépassement de 42 km/h après déduction de la marge de sécurité. La visibilité était bonne et la route rectiligne et sèche.
B.b. Au début de son audition par le ministère public, A._ a été en particulier informé des charges retenues contre lui et de son droit de demander la désignation d'un défenseur d'office s'il ne disposait pas des moyens nécessaires pour en rétribuer un. Il y a renoncé et a accepté de s'exprimer hors la présence d'un défenseur.
A._ a reconnu l'infraction dès le début de la procédure.
A l'ouverture des débats devant le tribunal de police, les droits du prévenu lui ont été rappelés, sans référence au droit de demander la désignation d'un défenseur d'office.
C.
A._ forme un recours en matière pénale au Tribunal fédéral. Il conclut principalement à ce qu'il soit condamné à une peine privative de liberté de quatre mois. A titre subsidiaire, il conclut au renvoi de la cause au tribunal de police pour que s'y tiennent de nouveaux débats en présence d'un défenseur d'office. Il sollicite par ailleurs le bénéfice de l'assistance judiciaire.

Considérant en droit :
1.
Le recourant se plaint d'une violation des art. 6 par. 3 let. c CEDH, 14 par. 3 let. d Pacte ONU II (RS 0.103.2), 29 al. 3 Cst., 132 et 158 CPP, en tant que le tribunal de police ne l'aurait pas informé de son droit à l'assistance d'un avocat et à la nomination d'un défenseur d'office à l'ouverture des débats de première instance. La cour cantonale aurait donc dû faire application de l'<ref-law> et renvoyer la cause au tribunal de police.
1.1. Aux termes de l'art. 6 par. 3 let. c CEDH, tout accusé a droit à se défendre lui-même ou avoir l'assistance d'un défenseur de son choix et, s'il n'a pas les moyens de rémunérer un défenseur, pouvoir être assisté gratuitement par un avocat d'office, lorsque les intérêts de la justice l'exigent. En vertu de l'art. 29 al. 3 Cst., toute personne qui ne dispose pas de ressources suffisantes a droit, à moins que sa cause paraisse dépourvue de toute chance de succès, à l'assistance judiciaire gratuite. Elle a en outre droit à l'assistance d'un défenseur, dans la mesure où la sauvegarde de ses droits le requiert.
1.2. Reprenant ce dernier critère, l'<ref-law> précise que les intérêts du prévenu justifient une défense d'office notamment lorsque la cause n'est pas de peu de gravité et qu'elle présente, sur le plan des faits ou du droit, des difficultés que le prévenu seul ne pourrait pas surmonter (al. 2). En tout état de cause, une affaire n'est pas de peu de gravité lorsque le prévenu est passible d'une peine privative de liberté de plus de quatre mois ou d'une peine pécuniaire de plus de 120 jours-amende (al. 3).
Pour savoir si l'affaire présente des difficultés de fait ou de droit (art. 132 al. 2 in fine CPP), il faut tenir compte, selon la jurisprudence, des circonstances concrètes, de la complexité des questions de fait ou de droit, des particularités que présentent les règles de procédure applicables, des connaissances juridiques du requérant ou de son représentant, du fait que la partie adverse est assistée d'un avocat et de la portée qu'a pour le requérant la décision à prendre, avec une certaine réserve lorsque sont en cause principalement ses intérêts financiers (arrêt 6B_761/2020 du 4 mai 2021 consid. 5.1 et les références citées).
1.3. Aux termes de l'art. 143 al. 1 let. c CPP, au début de l'audition, le comparant, dans une langue qu'il comprend, est avisé de façon complète de ses droits et obligations. L'<ref-law> dispose qu'au début de la première audition, la police ou le ministère public informent le prévenu dans une langue qu'il comprend qu'une procédure préliminaire est ouverte contre lui et pour quelles infractions (let. a), qu'il peut refuser de déposer et de collaborer (let. b), qu'il a le droit de faire appel à un défenseur ou de demander un défenseur d'office (let. c), et qu'il peut demander l'assistance d'un traducteur ou d'un interprète (let. d). Les auditions effectuées sans que ces informations aient été données ne sont pas exploitables (<ref-law>).
1.3.1. L'art. 143 al. 1 let. c CPP fait partie des règles générales sur l'audition et s'applique à toutes les auditions, que ce soit celles du prévenu, du témoin ou de la personne appelée à donner des renseignements, menées par les autorités pénales compétentes en matière d'auditions (cf. <ref-law>).
L'<ref-law> ne s'applique qu'à l'audition du prévenu. A rigueur de texte, cette disposition ne s'applique qu'au début de la première audition du prévenu menée par la police ou le ministère public, qui doivent lui communiquer certaines informations indispensables, sous peine d'inexploitabilité de l'audition (cf. <ref-law>).
La lecture conjointe de ces deux dispositions ne permet pas de déterminer si les informations fournies au prévenu lors de sa première audition par la police ou le ministère public conformément à l'<ref-law> doivent être renouvelées lors d'auditions subséquentes menées par une autre autorité de poursuite pénale saisie du dossier. Le texte de l'art. 143 al. 1 let. c CPP et celui de l'<ref-law> ne sont sur ce point pas tout à fait concordants.
1.3.2. Selon le message relatif à l'unification du droit de la procédure pénale, les règles de base posées par l'<ref-law> doivent être observées non pas seulement lors de la première audition, mais lors de chaque audition (Message du 21 décembre 2005 relatif à l'unification du droit de la procédure pénale, FF 2006 1165 ch. 2.4.1.2). Concernant l'<ref-law> toutefois, le message précise qu'il n'y a obligation d'informer qu'au début de la première audition; en d'autres termes, les informations données une première fois par la police n'ont pas besoin d'être répétées ultérieurement par le ministère public (FF 2006 1172 ch. 2.4.2). Le message s'avère contradictoire et ne permet pas de déterminer si une nouvelle autorité de poursuite pénale qui entend le prévenu après une première audition menée par la police ou le ministère public est tenue de rappeler les informations communiquées en application de l'<ref-law>.
1.3.3. Selon la jurisprudence, les autorités de poursuite pénale ne sont pas tenues de répéter les informations relatives à l'ouverture d'une procédure préliminaire et aux charges retenues à l'encontre du prévenu au sens de l'<ref-law> avant chaque nouvelle audition (arrêt 6B_1214/2019 du 1er mai 2020 consid. 1.3.1; 6B_646/2017 du 1er mai 2018 consid. 5.3; 6B_518/2014 du 4 décembre 2014 consid. 1.5). Il sied de relever que cette jurisprudence a été rendue en relation avec le devoir des autorités de poursuite pénale de réitérer l'information contenue à l'<ref-law> dans la phase préliminaire.
Dans un autre arrêt, la question soumise au Tribunal fédéral était de savoir si la cour cantonale avait transgressé les art. 143 et 158 CPP en ne rappelant pas au prévenu son droit de refuser de déposer avant son interrogatoire durant les débats d'appel. Bien que la question fût laissée ouverte par le Tribunal fédéral, celui-ci releva que, selon la doctrine, les règles de base posées par l'<ref-law> devaient être observées non pas uniquement lors de la première audition, mais lors de chaque audition. Le prévenu devrait ainsi en principe, au début de chaque audition, se voir rappeler notamment son droit de refuser de déposer au sens de l'<ref-law>, sans quoi l'audition ne pourrait être exploitée (arrêt 6B_1300/2018 du 7 février 2019 consid. 1 et les références citées). Il convient de souligner que l'information sur le droit de refuser de déposer et de collaborer fait également partie des informations qui doivent être communiquées au prévenu au sens de l'<ref-law>.
En revanche, le Tribunal fédéral ne s'est pas encore prononcé sur cette problématique en lien avec l'art. 158 al. 1 let. c CPP.
1.3.4. L'articulation entre l'art. 143 al. 1 let. c CPP et l'<ref-law> est controversée en doctrine (pour une présentation des diverses positions doctrinales, voir GUNHILD GODENZI, in Zürcher Kommentar zur Schweizerischen Strafprozessordnung, 3e éd. 2020, n° 14 ad <ref-law>). Selon un premier courant, l'<ref-law>, en tant que lex specialis, devrait primer sur l'art. 143 al. 1 let. c CPP; une répétition des informations fournies en application de cette première disposition ne devrait plus être requise dans la suite de la procédure, à moins qu'un doute subsiste sur le fait que la personne concernée ait compris la portée des informations fournies (SCHMID/JOSITSCH, Schweizerische Strafprozessordnung [StPO], Praxiskommentar, 3e éd. 2018, n° 2 ad <ref-law>).
D'autres auteurs en revanche considèrent que le champ d'application de l'<ref-law> devrait s'étendre à chaque première audition menée par chaque autorité de poursuite pénale (NIKLAUS RUCKSTUHL, in Basler Kommentar, Strafprozessordnung, Jugendstrafprozessordnung, 2e éd. 2014 [ci-après: Basler Kommentar], n° 12 ad <ref-law>). Si d'autres autorités de poursuite pénale, comme par exemple le ministère public ou le tribunal, procèdent à des interrogatoires du prévenu après le premier mené par la police, elles sont soumises non seulement au devoir d'information de l'art. 143 al. 1 let. c CPP, mais aussi à celui de l'<ref-law>, cette dernière disposition visant tant l'audition du prévenu dans le cadre de la procédure préliminaire que dans la procédure de jugement (NIKLAUS RUCKSTUHL, op. cit., n° 17 ad <ref-law>; MOREILLON/PAREIN-REYMOND, Petit commentaire, Code de procédure pénale, 2e éd. 2016, n° 2 ad <ref-law>; CAMILLE PERRIER DEPEURSINGE, Code de procédure pénale suisse (CPP), 2e éd. 2020, p. 246 s. ad <ref-law>).
D'autres auteurs adoptent une approche plus nuancée. Lorsque le prévenu est entendu à plusieurs reprises au cours d'une même procédure, l'art. 143 al. 1 let. c CPP n'impose pas nécessairement une obligation générale de réitérer les informations déjà fournies lors d'une première audition menée conformément à l'<ref-law>. Un tel devoir doit s'apprécier de manière différenciée au regard des droits respectifs en cause (GUNHILD GODENZI, op. cit., n° 14 ad <ref-law>). En particulier, pour le droit de refuser de déposer et de collaborer, ainsi que celui, étroitement lié, de bénéficier de la présence d'un défenseur, la répétition des informations, selon l'art. 143 al. 1 let. c CPP, s'avère nécessaire lorsque chaque nouvelle autorité de poursuite pénale saisie du dossier procède à sa première audition (GUNHILD GODENZI, op. cit., n° 14 ad <ref-law>; DANIEL HÄRING, in Basler Kommentar, n° 3 ad <ref-law>; GOLDSCHMID/MAURER/SOLLBERGER, Kommentierte Textausgabe zur Schweizerischen Strafprozessordnung, 2007, p. 150; sur le devoir de répéter l'information lorsque les charges s'alourdissent en cours de procédure, voir arrêt de la CourEDH Zakshevskiy contre Ukraine du 17 mars 2016 § 111 ss; THORMANN/MÉGEVAND, in Commentaire romand, Code de procédure pénale, 2e éd. 2019 [ci-après: Commentaire romand], n° 38 s. ad <ref-law>; JEAN-MARC VERNIORY, in Commentaire romand, n° 25 ad <ref-law>; JEANNERET/KUHN, Précis de procédure pénale, 2e éd. 2018, p. 280, n° 12011; LORENZ ERNI, Die Verteidigungsrechte in der Eidg. Strafprozessordnung, insbesondere zu "Anwalt der ersten Stunde", RPS 125/2007, p. 233 s.).
1.4. Savoir si l'ensemble des informations à communiquer au prévenu en application de l'<ref-law> doit être répété à chaque audition subséquente et par chaque autorité de poursuite pénale lors d'une même procédure est une question qui peut ici être laissée ouverte. En l'espèce, seule est déterminante la question de savoir si le tribunal de police devait rappeler au recourant son droit d'être assisté d'un défenseur à l'ouverture des débats de première instance.
Il convient de suivre l'approche nuancée proposée par la majorité de la doctrine précitée. Cette solution offre une approche pragmatique en fonction des droits du prévenu en cause et permet de relativiser la tension entre l'art. 143 al. 1 let. c CPP et l'<ref-law> (GUNHILD GODENZI, op. cit, n° 14 ad <ref-law>).
S'agissant du droit d'être assisté d'un défenseur, les garanties prévues à l'art. 6 par. 3 let. c CEDH ont pour objet de rendre la défense concrète et effective en raison du rôle éminent que le droit à un procès équitable joue dans la société démocratique; cela constitue un élément de la notion de procès équitable garanti par l'art. 6 par. 1 CEDH (<ref-ruling> consid. 2.2.1 p. 288 s.; 126 I 294 consid. 3a p. 195 s.). Il appartient au juge de garantir le droit à un procès équitable déduit des art. 6 CEDH, 29 Cst. et 14 al. 3 let. d Pacte ONU II et d'examiner si l'accusé sait à quelles conditions il a droit à un défenseur et de quelle manière il peut faire valoir ce droit. Le cas échéant, il doit le rendre en particulier attentif au fait qu'il a droit à un défenseur commis d'office, sans frais; c'est uniquement lorsqu'il apparaît a priori exclu que les conditions y relatives soient remplies qu'il se justifie de ne pas donner ces informations (<ref-ruling> consid. 3a p. 189, in JdT 1999 IV p. 158). En conséquence, il se justifie, en particulier lorsque les conditions d'une défense d'office semblent réalisées, que chaque autorité de poursuite pénale qui auditionne le prévenu, non assisté d'un avocat, pour la première fois lui rappelle son droit de demander l'assistance d'un défenseur conformément aux art. 143 al. 1 let. c et 158 al. 1 let. c CPP, même s'il en a été valablement informé à un stade antérieur de la procédure par une autre autorité et même si les faits à l'origine de sa mise en prévention initiale sont restés inchangés.
1.5. La cour cantonale a considéré que l'information donnée lors de la première audition devant le ministère public était suffisante. Le recourant connaissait les charges retenues à son encontre, soit une violation grave des règles de la circulation routière; il avait été renvoyé en jugement précisément pour les faits à l'origine de sa mise en prévention initiale. Dans ces circonstances, le tribunal de police n'avait pas à l'informer à nouveau de son droit de faire appel à un défenseur ou de demander un défenseur d'office.
1.6. Au début de sa première - et seule - audition par-devant le ministère public, le recourant, informé de ses droits conformément à l'<ref-law>, a certes renoncé à l'assistance d'un avocat, malgré les charges qui pesaient contre lui. Toutefois, le chef de prévention d'infraction grave des règles de la circulation routière au sens de l'<ref-law> n'était pas à lui seul suffisant pour permettre au recourant, non assisté d'un avocat, de déterminer ce à quoi il s'exposait.
En effet, lors de sa mise en accusation, le ministère public a requis une peine privative de liberté ferme de neuf mois, soit une peine au-dessus du seuil de quatre mois prévu à l'<ref-law> pour ordonner une défense d'office et proche de celui d'une défense obligatoire au sens de l'<ref-law>. L'affaire n'était donc pas de peu de gravité. Posant des questions sur l'existence d'un pronostic défavorable afin de justifier le prononcé d'une peine ferme et vu la portée d'une telle décision pour le recourant, l'affaire présentait aussi, sous l'angle des faits et du droit, des difficultés que le recourant seul ne pouvait pas surmonter. Partant, les conditions d'une défense d'office étaient, sous réserve de l'indigence du recourant, réalisées au moment de sa comparution devant le tribunal de police.
Dans ces circonstances, il incombait au tribunal de police, qui entendait pour la première fois le recourant, de l'informer de son droit de faire appel à un défenseur ou de demander un défenseur d'office, en application des art. 143 al. 1 let. c et 158 al. 1 let. c CPP. Vu ce qui précède, c'est à tort que la cour cantonale a estimé que le recourant avait suffisamment été renseigné sur ses droits lors de l'audience devant le tribunal de police. Les déclarations faites par le recourant devant le tribunal de police ne sont pas exploitables (cf. <ref-law>).
1.7. Se pose dès lors la question de savoir quelle est la conséquence de cette violation à l'aune de l'<ref-law>, dont le recourant invoque une mauvaise application.
1.7.1. Selon l'<ref-law>, si la procédure de première instance présente des vices importants auxquels il est impossible de remédier en procédure d'appel, la juridiction d'appel annule le jugement attaqué et renvoie la cause au tribunal de première instance pour qu'il soit procédé à de nouveaux débats et pour qu'un nouveau jugement soit rendu. L'effet cassatoire de l'appel demeure l'exception et ne peut être envisagé que pour des vices graves et irrémédiables de la procédure de première instance dans lesquels le renvoi est inévitable pour préserver les droits des parties, avant tout pour éviter une perte d'instance (<ref-ruling> consid. 6.1 et les références citées; arrêts 6B_630/2012 du 15 juillet 2013 consid. 2.2; 6B_512/2012 du 30 avril 2013 consid. 1.3.3; MARLÈNE KISTLER-VIANIN, in Commentaire romand, n° 1 ad <ref-law>; MOREILLON/PAREIN-REYMOND, op. cit., n° 3 ad <ref-law>). Tel est notamment le cas, lorsque le droit d'être entendu des parties n'a pas été respecté, en cas de composition incorrecte du tribunal, d'incompétence de celui-ci ou lorsqu'il ne statue pas sur l'ensemble des points dont il était saisi (FF 2006 1302 ch. 2.9.3.3; <ref-ruling> consid. 6.1 et les références citées).
L'<ref-law> peut également s'appliquer en cas de violation des droits de la défense (" nicht gehörige Verteidigung "; cf. <ref-ruling> consid. 6.1; arrêt 6B_512/2012 du 30 avril 2013 consid. 1.3.3; LUZIUS EUGSTER, in Basler Kommentar, n° 1 ad <ref-law>; SVEN ZIMMERLIN, in Zürcher Kommentar zur Schweizerischen Strafprozessordnung, 3e éd. 2020, n° 4 ad <ref-law>; SCHMID/JOSITSCH, op. cit., n° 2 ad <ref-law>; voir aussi MARLÈNE KISTLER-VIANIN, op. cit., n° 4 ad <ref-law> qui se réfère à la "violation des droits de la défense"; JEANNERET/KUHN, op. cit., p. 637, n° 19063 qui mentionne une violation du droit "d'être assisté d'un conseil juridique"). La doctrine n'est toutefois pas unanime quant à la conséquence d'une violation des droits de la défense sur l'application de l'<ref-law>. Ainsi, une défense inadéquate ne justifierait l'application de l'<ref-law> qu'en cas de défense obligatoire (SVEN ZIMMERLIN, op. cit., n° 4 ad <ref-law>). Pour d'autres auteurs, une violation des droits de la défense justifierait l'annulation du jugement indépendamment de son influence sur le sort de la cause (voir, notamment, MARLÈNE KISTLER-VIANIN, op. cit., n° 4 ad <ref-law>). Dans ce cas, la réparation d'un tel vice en appel entraînerait la perte d'une instance, de sorte que la procédure ne serait plus équitable au sens de l'art. 6 CEDH (LUZIUS EUGSTER, op. cit., n° 1 ad <ref-law>).
1.7.2. Le respect des exigences du procès équitable s'apprécie au cas par cas à l'aune de la conduite de la procédure dans son ensemble et non en se fondant sur l'examen isolé de tel ou tel point ou incident, bien que l'on ne puisse exclure qu'un élément déterminé soit à ce point décisif qu'il permette de juger de l'équité du procès à un stade précoce. Pour apprécier l'équité globale d'un procès, il y a lieu, au besoin, de prendre en compte les droits minimaux énumérés à l'art. 6 par. 3 CEDH, qui montre par des exemples ce qu'exige l'équité dans les situations procédurales qui se produisent couramment dans les affaires pénales. On peut donc voir dans ces droits des aspects particuliers de la notion de procès équitable en matière pénale contenue à l'art. 6 par. 1 CEDH. Ces droits minimaux garantis par l'art. 6 par. 3 CEDH ne sont toutefois pas des fins en soi: leur but intrinsèque est toujours de contribuer à préserver l'équité de la procédure dans son ensemble (cf. arrêts de la CourEDH Beuze contre Belgique du 9 novembre 2018 § 121 s.; Ibrahim et autres contre Royaume-Uni du 13 septembre 2016 § 251).
A cet égard, le non-respect du droit à l'assistance d'un avocat n'entraîne pas nécessairement l'annulation de la condamnation pénale. L'accusé peut avoir validé, alors qu'il était assisté d'un avocat, les déclarations faites sans ce dernier. Dans ce cas, il ne semble pas inéquitable de lui opposer ces déclarations. L'annulation d'un jugement rendu à la suite d'une procédure au cours de laquelle l'accusé a été entendu sans pouvoir être assisté d'un avocat ne se justifie pas non plus, si les faits retenus ne sont pas établis seulement par ces déclarations mais aussi, de manière suffisante, par d'autres moyens de preuve. Dans ce cas, le renvoi de la cause à l'autorité précédente en raison de cette seule circonstance n'aurait pas de sens et conduirait seulement à prolonger la procédure (<ref-ruling> consid. 4.1.6.1).
1.7.3. Le recourant soutient que la cour cantonale aurait dû faire application de l'<ref-law> en raison de la violation de ses droits de la défense et du caractère irréparable de cette violation en appel. Celle-ci aurait eu un impact sur le résultat de la procédure, dans la mesure où le recourant n'aurait pas bénéficié d'une défense effective en première instance. Sans l'assistance d'un conseil, le recourant se serait incriminé plus que de raison en donnant des réponses non réfléchies au tribunal de police, lesquelles se seraient cristallisées au procès-verbal. Par conséquent, il était lié par ces déclarations en appel, de sorte que la cour cantonale ne pouvait pas remédier au vice procédural commis en première instance.
1.7.4. En l'espèce, il sied tout d'abord de relever que l'on ne se trouve pas dans le cas d'une défense obligatoire mais dans celui d'une défense d'office. Le recourant a été dûment informé de ses droits de faire appel à un défenseur lors de sa première audition devant le ministère public et y a renoncé. Lors des débats d'appel, il a bénéficié de l'assistance d'un défenseur d'office. En outre, le recourant, qui avait admis les faits retenus contre lui dès son audition par-devant le ministère public, avait limité son appel à la seule quotité de la peine.
Les déclarations du recourant au cours de la procédure n'ont que très peu varié, de sorte qu'il a fourni en substance les mêmes explications à son excès de vitesse devant le ministère public, puis en première et en seconde instance. L'on ne discerne donc pas - et le recourant ne l'expose d'ailleurs pas - en quoi le refus d'annuler le jugement de première instance conduirait à une perte d'instance pour le recourant. En outre, la cour cantonale s'est fondée sur les déclarations du recourant lors des débats d'appel ainsi que sur les autres preuves versées au dossier, notamment les déclarations devant le ministère public et le rapport de la police routière relatif à l'infraction reprochée, pour statuer à nouveau sur la quotité de la peine. Dans ces circonstances, l'inexploitabilité des déclarations du recourant en première instance (cf. consid. 1.6) n'a pas eu d'implication significative dans la décision rendue par la cour cantonale.
Enfin, celle-ci a confirmé la peine privative de liberté ferme de six mois prononcée à l'encontre du recourant de manière autonome et avec un pouvoir de cognition complet en fait et en droit (<ref-law>), en reprenant les critères gouvernant la fixation de la peine (cf. infra consid. 2).
Dans de telles circonstances, en l'absence d'un cas de défense obligatoire, il apparaît que la procédure, dans son ensemble, a été équitable, malgré la violation des art. 143 et 158 CPP constatée précédemment. Ce vice procédural n'apparaît ainsi pas d'une gravité telle qu'il se justifie d'annuler l'ensemble de la procédure et de renvoyer la cause au tribunal de police pour que s'y tiennent de nouveaux débats. Au contraire, une annulation du jugement de première instance conduirait plutôt à prolonger de manière injustifiée la procédure.
1.8. Au vu de ce qui précède et compte tenu des circonstances du cas d'espèce, la cour cantonale n'avait pas à annuler le jugement du tribunal de police et à renvoyer la cause à cette autorité pour nouvelle décision en application de l'<ref-law>. Mal fondé, le grief doit être rejeté.
2.
Le recourant critique la peine privative de liberté de six mois, qu'il estime excessivement sévère, tout en signalant ne pas contester le refus du sursis compte tenu de ses antécédents.
2.1. Selon l'<ref-law>, le juge fixe la peine d'après la culpabilité de l'auteur. Il prend en considération les antécédents et la situation personnelle de ce dernier ainsi que l'effet de la peine sur son avenir (al. 1). La culpabilité est déterminée par la gravité de la lésion ou de la mise en danger du bien juridique concerné, par le caractère répréhensible de l'acte, par les motivations et les buts de l'auteur et par la mesure dans laquelle celui-ci aurait pu éviter la mise en danger ou la lésion, compte tenu de sa situation personnelle et des circonstances extérieures (al. 2). La culpabilité de l'auteur doit être évaluée en fonction de tous les éléments objectifs pertinents, qui ont trait à l'acte lui-même, à savoir notamment la gravité de la lésion, le caractère répréhensible de l'acte et son mode d'exécution. Du point de vue subjectif, sont pris en compte l'intensité de la volonté délictuelle ainsi que les motivations et les buts de l'auteur. A ces composantes de la culpabilité, il faut ajouter les facteurs liés à l'auteur lui-même, à savoir les antécédents, la réputation, la situation personnelle (état de santé, âge, obligations familiales, situation professionnelle, risque de récidive, etc.), la vulnérabilité face à la peine, de même que le comportement après l'acte et au cours de la procédure pénale (<ref-ruling> consid. 6.1.1 et les références citées).
Le juge dispose d'un large pouvoir d'appréciation dans la fixation de la peine. Le Tribunal fédéral n'intervient que lorsque l'autorité cantonale a fixé une peine en dehors du cadre légal, si elle s'est fondée sur des critères étrangers à l'<ref-law>, si des éléments d'appréciation importants n'ont pas été pris en compte ou, enfin, si la peine prononcée est exagérément sévère ou clémente au point de constituer un abus du pouvoir d'appréciation (<ref-ruling> consid. 1.2). L'exercice de ce contrôle suppose que le juge exprime, dans sa décision, les éléments essentiels relatifs à l'acte ou à l'auteur dont il tient compte, de manière à ce que l'on puisse constater que tous les aspects pertinents ont été pris en considération et comment ils ont été appréciés, que ce soit dans un sens aggravant ou atténuant (<ref-law>; <ref-ruling> consid. 1.2). La motivation doit ainsi justifier la peine prononcée, en permettant de suivre le raisonnement adopté, même si le juge n'est pas tenu d'exprimer en chiffres ou en pourcentages l'importance qu'il accorde à chacun des éléments qu'il cite (<ref-ruling> consid. 1.2; <ref-ruling> consid. 5.6; arrêt 6B_984/2020 du 4 mars 2021 consid. 3.1).
Dans le domaine des excès de vitesse, la jurisprudence, afin d'assurer l'égalité de traitement, a été amenée à fixer des règles précises. Ainsi, le cas est objectivement grave au sens de l'<ref-law>, c'est-à-dire sans égard aux circonstances concrètes, en cas de dépassement de la vitesse autorisée de 25 km/h ou plus à l'intérieur des localités (<ref-ruling> consid. 1.3; <ref-ruling> consid. 3.1; <ref-ruling> consid. 2b/bb p. 262; arrêt 6B_580/2015 du 18 avril 2016 consid. 1.3).
L'importance de la mise en danger et celle de la faute doivent néanmoins être appréciées au regard des circonstances du cas concret afin de fixer la sanction (cf. <ref-law>; arrêt 6B_580/2015 du 18 avril 2016 consid. 1.3 et la référence citée).
2.2. La cour cantonale a considéré que la faute du recourant était plutôt grave vu l'excès de vitesse en cause, de 42 km/h à l'intérieur d'une localité. Bien que l'infraction ait été commise en pleine nuit sur une route rectiligne dans des conditions météorologiques favorables, rien n'excluait la présence d'autres usagers à cet endroit, piétons ou cyclistes, eu égard à la proximité d'habitations et du village de X._, ce d'autant plus que les faits étaient survenus durant un week-end d'été, dans la nuit du samedi au dimanche, à une heure où la desserte en transports publics était très réduite. Elle en a conclu que le recourant avait ainsi pris le risque de mettre sérieusement en danger ces éventuels usagers.
Bien qu'il ait d'emblée admis les faits, le recourant n'avait pas manifesté de réelle prise de conscience de sa faute jusqu'en appel, sans véritablement reconnaître la dangerosité de son comportement et n'exprimant que des regrets de circonstances.
La cour cantonale a enfin relevé les antécédents du recourant en matière de circulation routière, dont une condamnation survenue un peu plus d'un mois seulement avant la présente infraction. Bien que cette récente condamnation ne concernait pas spécifiquement un excès de vitesse, la cour cantonale a considéré que le comportement alors reproché dénotait lui aussi une grave mise en danger potentielle des autres usagers de la route (arrêt entrepris consid. 3.4 p. 8).
2.3.
2.3.1. Le recourant reproche à la cour cantonale d'avoir retenu, à charge, qu'il avait pris le risque de mettre sérieusement en danger d'éventuels autres usagers, dès lors qu'il n'était pas exclu durant un week-end d'été que des cyclistes ou des piétons empruntent cette route.
Contrairement à ce que soutient le recourant, la cour cantonale n'a pas conclu à l'existence d'un danger concret. Il ne ressort pas des constatations cantonales - qui lient le Tribunal fédéral (<ref-law>) - qu'un tiers déterminé aurait été présent au moment où le recourant a commis l'excès de vitesse reproché. La cour cantonale a seulement relevé que celui-ci avait pris le risque de mettre sérieusement en danger d'éventuels autres usagers de la route, en dépassant de 42 km/h la vitesse maximale autorisée de 50 km/h à l'intérieur d'une localité. Si ce comportement n'a pas provoqué d'accident ou mis concrètement en danger un tiers, il n'en constitue pas moins, comme l'a relevé la cour cantonale, une faute grave.
2.3.2. Le recourant invoque sa bonne collaboration au cours de la procédure, dans la mesure où il s'est auto-dénoncé et a déposé devant les autorités judiciaires de manière franche.
Contrairement à ce que soutient le recourant, la cour cantonale n'a pas méconnu sa collaboration au cours de la procédure, élément qu'elle a repris au considérant 3.8 de son arrêt (arrêt entrepris p. 8). Elle a ainsi retenu que le recourant avait immédiatement admis les faits, mais que cet élément était contrebalancé notamment par le manque de prise de conscience de la dangerosité de son comportement.
2.3.3. Le recourant fait enfin grief à la cour cantonale d'avoir accordé un poids excessif à son récent antécédent dans la fixation de la peine qui lui a été infligée. En particulier, il se réfère à deux arrêts rendus par la cour cantonale, dans lesquels des conducteurs sans antécédents ont été condamnés à des peines bien inférieures alors qu'ils avaient commis des excès de vitesse importants (49 km/h, respectivement 31 km/h).
Bien que la récidive ne constitue plus un motif d'aggravation obligatoire de la peine (art. 67 aCP), les antécédents continuent de jouer un rôle très important dans la fixation de celle-ci (arrêts 6B_912/2016 du 21 août 2017 consid. 4.3; 6B_49/2012 du 5 juillet 2012 consid. 1.2; WIPRÄCHTIGER/KELLER, in Basler Kommentar, Strafrecht I, 4e éd. 2019, n° 130 ad <ref-law>). C'est donc à juste titre que la cour cantonale a tenu compte des deux antécédents spécifiques du recourant, dont une condamnation récente. Elle n'était à cet égard pas tenue de chiffrer l'importance accordée à ce critère dans la fixation de la peine, conformément à la jurisprudence précitée (cf. consid. 2.1).
Le recourant échoue à démontrer en quoi la cour cantonale aurait abusé de son large pouvoir d'appréciation en retenant ces deux antécédents. La référence à deux arrêts rendus par la cour cantonale en matière de circulation routière ne lui est d'aucun secours. Toute comparaison avec d'autres affaires est délicate, vu les nombreux paramètres entrant en ligne de compte pour la fixation de la peine. Les disparités en cette matière s'expliquent normalement par le principe de l'individualisation des peines, voulu par le législateur; elles ne suffisent pas en elles-mêmes pour conclure à un abus du pouvoir d'appréciation (<ref-ruling> consid. 6.3.2). Les deux affaires citées par le recourant se distinguent de la présente espèce en plusieurs aspects importants (notamment le lieu et l'heure de la commission de l'infraction et l'existence d'éventuels antécédents), de sorte que toute comparaison est par essence hasardeuse.
2.3.4. La cour cantonale a pris en compte les critères pertinents gouvernant la fixation de la peine conformément à l'<ref-law>, sans omettre d'éléments d'appréciation importants, ni en se fondant sur des critères étrangers à cette disposition. Compte tenu de l'ensemble des circonstances, la peine infligée au recourant n'apparaît pas exagérément sévère au point de constituer un abus du large pouvoir d'appréciation dont dispose le juge. Les griefs tirés de la violation de l'<ref-law> doivent être rejetés.
3.
Au vu de ce qui précède, le recours doit être rejeté.
Comme le recourant est dans le besoin et que ses conclusions ne paraissaient pas d'emblée vouées à l'échec, sa demande d'assistance judiciaire doit être admise (<ref-law>). Par conséquent, il y a lieu de le dispenser des frais judiciaires et d'allouer une indemnité à son mandataire, désigné comme avocat d'office (<ref-law>).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce :
1.
Le recours est rejeté.
2.
La demande d'assistance judiciaire est admise. Me Kevin Saddier est désigné comme défenseur d'office du recourant et une indemnité de 3'000 fr. lui est allouée à titre d'honoraires à payer par la Caisse du Tribunal fédéral.
3.
Il n'est pas perçu de frais judiciaires.
4.
Le présent arrêt est communiqué aux parties et à la Cour de justice de la République et canton de Genève, Chambre pénale d'appel et de révision.
Lausanne, le 1er novembre 2021
Au nom de la Cour de droit pénal
du Tribunal fédéral suisse
La Présidente : Jacquemoud-Rossari
Le Greffier : Rosselet