Hai dubbi sulle specifiche USB?

Ma oggi, sotto lo stesso logo USB, esistono connessioni le cui prestazioni possono variare di diverse classi. L'USB 2.0 raggiunge una velocità massima di 480 Mb/s, mentre l'ultimo USB 4.0 può trasferire dati a 80 Gb/s e, in una speciale configurazione asimmetrica, persino fino a 120 Gb/s in una direzione.

Tuttavia, lo sviluppo non è stato uniforme. Alcune generazioni hanno apportato molte novità agli utenti, altre sono state principalmente periodi di transizione di natura tecnica, e altre ancora si sono distinte più per un nuovo nome che per un cambiamento effettivo.

Se dovessimo classificare le singole fasi dello sviluppo dell'USB in base a quanto hanno effettivamente cambiato l'utilizzo dei dispositivi, la scala sarebbe ben diversa da una semplice sequenza di numeri.

USB 3.1 Gen 1 o USB 3.2 Gen 1: nuovi nomi, stessa velocità.

La parte meno entusiasmante dell'evoluzione dell'USB è stata il periodo in cui lo standard cambiava continuamente nome. L'originale USB 3.0 con una velocità di 5 Gb/s è diventato USB 3.1 Gen 1 e successivamente USB 3.2 Gen 1. Per l'utente, in pratica, non è successo nulla. La velocità è rimasta 5 Gb/s. La confusione è aumentata ulteriormente quando, con l'introduzione dell'USB 3.2, lo standard ha unificato tre diverse classi di prestazioni sotto lo stesso nome: 5, 10 e 20 Gb/s. L'USB-IF (l'organizzazione responsabile dello sviluppo, della standardizzazione e della promozione dello standard USB) ha quindi iniziato a incoraggiare i produttori a indicare chiaramente le prestazioni effettive sui loro prodotti, ad esempio USB 5 Gbps, USB 10 Gbps o USB 20 Gbps.

Se un utente sostituiva un dispositivo USB 3.0 con uno etichettato USB 3.2 Gen 1 aspettandosi trasferimenti più veloci, non otteneva nulla. Si è trattato di uno degli episodi meno intuitivi nella storia dello standard USB.

USB 3.2 Gen 2×2 è uno standard molto veloce che il mercato ha quasi saltato

Sulla carta, l'USB 3.2 Gen 2x2 era molto più interessante. Utilizzava due connessioni da 10 gigabit e aumentava la capacità totale a 20 Gb/s, sufficiente per SSD esterni molto veloci. L'USB-IF ha progettato l'USB 3.2 in modo che l'USB-C potesse utilizzare più linee dati contemporaneamente.

Il problema risiedeva altrove. Il supporto è rimasto piuttosto limitato. Molti laptop sono passati direttamente da 10 Gbps a Thunderbolt o USB 4. Anche acquistando un SSD esterno da 20 gigabit, il connettore USB-C di per sé non garantisce la velocità effettiva di 20 Gbps. Ecco perché USB 20 Gbps rappresenta oggi una soluzione intermedia piuttosto insolita. È tecnologicamente molto utile, ma non si è mai diffusa universalmente come ci si aspetterebbe viste le sue prestazioni.

USB 1.x – lento, ma senza di esso l'USB di oggi non esisterebbe.

Torniamo all'inizio. Le prime versioni dell'USB sono oggi quasi ridicolmente lente. L'USB offriva 1,5 Mbps per i dispositivi meno performanti e 12 Mbps in modalità Full-Speed. Ma la velocità non era il vero obiettivo del primo USB. Il suo scopo principale era semplificare il caos di connettori sui computer.

Prima dell'USB, esistevano le solite porte seriali, le porte parallele per le stampanti, le porte PS/2 per mouse e tastiere e varie porte proprietarie. L'USB ha introdotto un modo molto più universale di connettere i dispositivi e, soprattutto, il concetto di plug and play. Dal punto di vista odierno, 12 Mbps non sono un gran valore, ma storicamente, la prima USB ha gettato le basi per il cambiamento che in seguito ha reso possibile quasi tutto ciò che oggi colleghiamo a un computer.

USB 3.1 Gen 2 – 10 Gb/s è ancora molto utile oggi

Quando la velocità è aumentata da 5 a 10 Gb/s, la differenza è diventata tangibile. Il limite teorico di una connessione a 10 gigabit è di 1,25 Gb/s, ma i trasferimenti reali con buoni SSD esterni possono avvicinarsi a circa un gigabyte al secondo. Si tratta comunque di una classe di USB molto utile.

Per un SSD esterno, un archivio fotografico, backup o il trasferimento di decine di gigabyte di video, una velocità di 10 Gb/s è spesso più che sufficiente per l'utente medio. Se un SSD esterno può gestire circa 1000 MB/s (o 1 GB/s), può trasferire 100 GB di dati in meno di due minuti in condizioni ideali.

USB 3.0: il momento in cui l'USB ha smesso di essere solo per le periferiche.

Il salto da USB 2.0 a USB 3.0 è stato enorme. La velocità teorica massima è aumentata da 480 Mb/s a 5 Gb/s, più di dieci volte. Questo è stato il periodo in cui le unità esterne, le chiavette USB veloci e altri dispositivi hanno ottenuto per la prima volta una connessione che non li rallentava in modo così evidente. Con USB 2.0, il trasferimento effettivo da un'unità esterna era spesso limitato a poche decine di MB/s. USB 3.0, d'altra parte, consentiva teoricamente 625 MB/s e in seguito è diventato sufficientemente veloce anche per le prime generazioni di SSD esterni.

Anche la retrocompatibilità era importante. Un vecchio dispositivo USB 2.0 poteva ancora essere collegato a una porta USB 3.0 più recente e la connessione si sarebbe semplicemente adattata al collegamento più lento.

USB4 – USB diventa anche una connessione per display, PCIe e docking station.

USB4 è molto più di un semplice aumento di velocità. La sua architettura si basa sulla tecnologia Thunderbolt, che Intel ha messo a disposizione per lo sviluppo dello standard, e USB4 è in grado di trasportare dinamicamente diversi tipi di traffico sulla stessa connessione. Ciò significa dati, video DisplayPort e, nelle implementazioni appropriate, traffico PCIe. La larghezza di banda può essere allocata dinamicamente tra questi tipi di traffico in base alle esigenze del dispositivo.

Le prime versioni di USB4 consentivano velocità di 20 e 40 Gb/s rispettivamente. La versione 2.0 di USB4 ha innalzato il limite a 80 Gb/s e, per alcune applicazioni con requisiti molto elevati in una direzione, in particolare per i display, è possibile una connessione asimmetrica con 120 Gb/s in una direzione e 40 Gb/s nell'altra. USB4 rimane retrocompatibile con le versioni precedenti di USB. Ciò consente già di collegare docking station molto potenti, SSD NVMe veloci, più display ad alta risoluzione e altri dispositivi tramite un singolo cavo.

Ma l'USB 4 presenta ancora un problema. La denominazione USB-C non specifica la funzione effettiva del connettore. Lo standard USB-IF avverte esplicitamente che USB-C non è la stessa cosa di USB 3.2 o USB 4.0. USB-C descrive un connettore fisico. Un produttore può implementarvi USB 2.0, USB 3.2, USB 4.0, Power Delivery o varie combinazioni di queste tecnologie.

Ciò significa che due porte USB-C apparentemente identiche possono offrire rispettivamente 480 Mbps e 80 Gbps.

USB 2.0 è la generazione che ha trasformato l'USB in uno standard universale.

No, non ci siamo dimenticati dell'USB 2.0. Se dovessimo considerare solo le specifiche, l'USB 4 avrebbe dovuto vincere. Ma se dovessimo valutare l'impatto sull'uso quotidiano, l'USB 2.0 ha un'eredità difficile da superare. È stato introdotto nel 2000 e ha aumentato la velocità da 12 a 480 Mbps, circa quaranta volte. È stato un salto di qualità che ha trasformato l'USB da un connettore utilizzato principalmente per tastiere, mouse e dispositivi simili in un'interfaccia pratica per dischi esterni, chiavette USB, stampanti, unità ottiche, fotocamere, dispositivi musicali e persino interfacce di rete.

Ancora più sorprendente è il fatto che l'USB 2.0 non sia scomparso. Un quarto di secolo dopo, è ancora presente nei nuovi dispositivi. Una tastiera, un mouse o un controller spesso non necessitano di centinaia di gigabit di trasferimento dati, quindi 480 Mbps sono ancora più che sufficienti. Esistono persino cavi e dispositivi USB-C che utilizzano fisicamente il connettore moderno, ma rimangono USB 2.0 in termini di trasferimento dati. Lo standard USB-IF consente esplicitamente questa opzione.

USB-C potrebbe essere il cambiamento più grande, ma non è una generazione di USB

Sarebbe quasi impossibile ignorare l'USB-C nella storia dello standard USB, anche se tecnicamente non appartiene alla scala generazionale. I connettori precedenti avevano un orientamento ben definito. L'USB-C ha eliminato questo limite, rendendo al contempo lo stesso connettore fisico sufficientemente flessibile da adattarsi a telefoni, laptop, monitor, SSD esterni, docking station e caricabatterie.

Con la tecnologia USB Power Delivery, il suo ruolo è diventato ancora più importante. L'attuale specifica USB PD può fornire fino a 240 W di potenza tramite un cavo USB-C compatibile, mentre prima dell'introduzione dell'Extended Power Range il limite era di 100 W. Ciò significa che l'USB-C non serve più solo per caricare i telefoni, ma può alimentare anche laptop da gioco piuttosto potenti e altri dispositivi.

Ma la flessibilità stessa del connettore USB-C ha creato un nuovo problema. Un cavo apparentemente identico a un altro potrebbe supportare solo lo standard USB 2.0, essere in grado di raggiungere una velocità di 80 Gbps, supportare una ricarica a 60 W o 240 W e, in alcuni casi, trasmettere immagini.

Ecco perché oggigiorno bisogna fare molta attenzione quando si acquista un cavo. Altrimenti, si rischia di caricare il telefono con metà della sua potenza effettiva, oppure il cavo potrebbe non essere in grado di trasferire dati.

Trasferimento dati veloce non significa ricarica veloce

Uno dei malintesi più comuni riguardo all'USB-C è che una porta dati potente implichi automaticamente un'elevata potenza di ricarica. In realtà, la parte relativa al trasferimento dati e l'USB Power Delivery per l'alimentazione sono due cose distinte. L'USB-C definisce principalmente la porta fisica, mentre il produttore decide quali standard di trasferimento dati e quale potenza supporterà effettivamente.

Pertanto, possiamo avere un cavo USB-C che trasferisce dati solo a USB 2.0 a 480 Mbps, ma supporta anche USB Power Delivery. Viceversa, possiamo avere un cavo dati ad alta velocità in cui la potenza è limitata a seconda del cavo, del caricabatterie o del dispositivo. L'USB-IF sottolinea esplicitamente che i termini USB-C, USB4 e USB Power Delivery non sono sinonimi e che la forma del connettore stesso non fornisce nessuna di queste funzioni.

La tecnologia USB Power Delivery ha fatto molta strada. Lo standard USB PD 3.1 ha esteso il precedente limite di 100 W a 240 W. Il sistema Extended Power Range ha introdotto tensioni più elevate di 28, 36 e 48 V, consentendo rispettivamente una ricarica a 140, 180 e un massimo di 240 W.

La porta USB-C non è più solo un connettore per telefoni e ultrabook sottili. Fino a 240 W di potenza sono sufficienti per alimentare laptop, monitor, docking station e altri dispositivi piuttosto potenti che fino a pochi anni fa necessitavano assolutamente di un alimentatore dedicato.

Tuttavia, il cavo rappresenta di nuovo un elemento di confusione. Per potenze più elevate, il cavo deve soddisfare i requisiti appropriati e comunicare correttamente le proprie capacità tramite un'etichetta elettronica o un E-marker. USB-IF prevede anche l'etichettatura dei cavi USB-C certificati con la relativa potenza, attualmente principalmente 60 W o 240 W, in modo che l'utente possa sapere più facilmente cosa ha acquistato.

In pratica, questo significa che potresti avere due cavi USB-C apparentemente identici sulla tua scrivania. Il primo potrebbe essere un lento cavo dati USB 2.0, ma sufficiente per caricare il tuo portatile. Il secondo potrebbe offrire un trasferimento USB 4 molto veloce e un'elevata potenza. Il terzo potrebbe supportare un trasferimento veloce, ma non la massima potenza.

USB4 o Thunderbolt? Qual è la differenza?

Oggigiorno USB4 e Thunderbolt sono così strettamente correlati che è facile confonderli. Intel ha contribuito con la specifica del protocollo Thunderbolt come uno dei fondamenti per lo sviluppo di USB4, quindi USB4 utilizza un'architettura molto simile e può trasportare diversi tipi di traffico su un'unica connessione, inclusi dati USB, DisplayPort e PCI Express.

Ma USB4 e Thunderbolt non sono la stessa cosa. La differenza principale sta nel livello di garanzia offerto da una determinata etichetta. USB4 è uno standard con diverse possibili funzionalità e implementazioni. Ad esempio, un dispositivo può supportare diverse velocità di trasferimento dati e il produttore deve indicare chiaramente le capacità di un particolare connettore.

Thunderbolt, d'altro canto, offre un set di funzionalità più definito e certificato da Intel. Pertanto, con un connettore Thunderbolt certificato, l'utente ottiene in genere una combinazione più prevedibile di connettività dati, video e PCIe.

Ad esempio, Thunderbolt 4 aveva una velocità di trasferimento dati massima di 40 Gbps, ma Intel aveva anche stabilito dei requisiti minimi per determinate funzionalità del connettore. Thunderbolt 5 ha alzato notevolmente l'asticella. Offre una larghezza di banda bidirezionale di 80 Gbps e, per il traffico video più impegnativo, la tecnologia Bandwidth Boost può indirizzare tre canali di connessione in una direzione, raggiungendo fino a 120 Gbps in una direzione e 40 Gbps nell'altra. Thunderbolt 5 si basa inoltre su USB 4 v2, DisplayPort 2.1 e PCIe Gen 4.

È interessante notare come lo sviluppo di USB4 abbia raggiunto cifre molto simili. La versione 2.0 di USB4 consente di operare a 80 Gb/s e la sua architettura supporta un'allocazione molto flessibile della larghezza di banda per dati e display.

La migliore chiavetta USB non è necessariamente la più recente

Uno dei principali vantaggi dell'USB è che una generazione più recente non rende automaticamente inutilizzabile quella precedente. Per una tastiera, l'USB 2.0 è ancora sufficiente. Per un normale SSD esterno, l'USB a 10 Gbps è spesso più che adeguato. Se si collegano un SSD NVMe veloce, più monitor e una rete tramite una singola docking station, l'USB 4 a 40 Gbps o 80 Gbps diventa decisamente più interessante.

In quasi trent'anni, la tecnologia USB è passata da 1,5 Mbps a 80 Gbps, ma il suo più grande successo non è stato solo la velocità. La chiave è stata la capacità delle nuove generazioni di rimanere in gran parte connesse alle precedenti.

Se dovessimo scegliere la generazione più importante in termini di impatto, USB 2.0 si aggiudicherebbe ancora il primato. USB 3.0 ha reso le memorie esterne estremamente veloci, e USB 4.0 sta trasformando USB in una connessione universale per dati, display, docking station e alimentazione.