Lo standard USB, Universal Serial Bus, è ormai largamente considerato come l’interfaccia di comunicazione seriale via cavo più diffusa.
I potenziali utilizzi di questa tecnologia spaziano dalla connessione di periferiche a un computer desktop o laptop, all’alimentazione di dispositivi portatili (come smartphone, tablet e simili).
Le caratteristiche che hanno permesso all’USB di soppiantare le interfacce precedenti sono diverse. La funzionalità Plug and Play, che permette di collegare le periferiche e renderle pienamente funzionanti senza dover riavviare un computer è forse quella più rivoluzionaria.
Altra peculiarità di questa tecnologia è che si tratta di un sistema asimmetrico, che permette con un singolo gestore (detto hub) di collegare un gran numero di periferiche contemporaneamente.
USB: dalle origini ai giorni nostri
La soluzione relativa alle prese USB che si utilizza abitualmente al giorno d’oggi, su PC e notebook di ultima generazione, è il risultato di un’evoluzione avvenuta con il passare degli anni.
Tale tecnologia infatti è stata sviluppata a partire dal 1994 da un gruppo composto dai principali colossi informatici dell’epoca (Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC e Norte).
All’epoca, i connettori presenti nella parte posteriore dei computer erano una moltitudine, estremamente diversi tra loro. La finalità di tale introduzione, oltre ad offrire uno standard condiviso, era anche l’aumento di velocità nello scambio dati tra i PC e le periferiche esterne (mouse e tastiere su tutti).
Con il lancio di USB 1.0 nel gennaio del 1996, di fatto, si è aperta una nuova era che, come vedremo, ha cambiato in maniera considerevole il modo di interfacciarsi con i dispositivi elettronici.
USB 2.0: un cambiamento epocale
La naturale evoluzione, USB 2.0, è stata proposta al grande pubblico nel corso del 2000. In questo senso, l’upgrade sotto il punto di vista delle velocità è consistente (perlomeno secondo l’ottica di quel periodo). Si passa infatti dai 12 Mbps ai 280 Mbps. Di fatto, USB 2.0 permette per la prima volta di raggiungere la “vertiginosa” velocità di 35 MB/s.
USB 2.0 ha potuto giovare, nel corso degli anni, di diversi aggiornamenti e nuovi formati come micro-USB e mini-USB (Mini-A e Mini-B). Con l’integrazione della successiva tecnologia OTG poi, è stato possibile per la prima volta collegare periferiche come hard disk esterni e penne USB direttamente a smartphone e via dicendo.
Un’altra innovazione sostanziale è il supporto alla ricarica dei dispositivi attraverso questo tipo di interfaccia. Fino a quel momento, infatti, era necessario affidarsi a caricabatterie e alimentatori esterni per ricaricare uno smartphone o device simili.
USB 3.0: la nuova generazione
L’era moderna di questa tecnologia comincia a cavallo tra il 2009 e il 2010. In quel periodo, infatti, viene lanciato USB 3.0 che, seppur retrocompatibile, ha rapidamente soppiantato i precedenti standard (2.0, 1.1 e 1.0).
USB 3.0 è uno standard proposto al pubblico con la dicitura Super-Speed. Non si tratta di una semplice trovata pubblicitaria: essa si riferisce al nome del BUS adottato, in grado di trasferire dati su un singolo supporto attraverso più flussi, raggiungendo l’allora vertiginosa velocità di 3,2 Gbps (400 MB/s).
Per fare un confronto con USB 2.0, basti pensare che la precedente versione raggiungeva un massimo di velocità reale pari a 280 MB/s.
USB 3.1: il connettore USB-C e la modalità alternata
USB 3.1 Super-Speed+ rappresenta la naturale evoluzione della precedente versione ed è stata introdotta sul mercato nel 2013.
Questa è suddivisa in due distinte generazioni: la Gen1 e la Gen2. La prima offre una velocità massima di trasferimento pari a 5 Gbps, mentre la seconda raggiunge i 10 Gbps (ovvero 900 MB/s).
USB 3.1 supporta cinque diversi possibili profili, ovvero:
- Profilo 1: 5 V a 2,0 A (10 W);
- Profilo 2: 5 V a 2,0 A (10 W), 12 V a 1,5 A (18 W);
- Profilo 3: 5 V a 2,0 A (10 W), 12 V a 3 A (36 W);
- Profilo 4: 5 V a 2,0 A (10 W), 12 V, 20 V a 3 A (36 W, 60 W);
- Profilo 5: 5 V a 2,0 A (10 W), 12 V, 20 V a 5 A (60 W, 100 W).
L’esordio di questa nuova tecnologia è stata seguita dall’introduzione del connettore USB-C. Questo è caratterizzato da una forma diversa dagli standard del settore, in quanto ovale.
Un’altra innovazione legata a USB 3.1 è la possibilità di utilizzare la modalità alternata. Attraverso questa, alla retrocompatibilità viene affiancata la possibilità di gestire segnali solitamente legati ad interfacce diverse come DisplayPort e HDMI.
USB 3.2: un passo intermedio
USB 3.2 giunge sui mercati nel corso del 2019, rappresentando una tappa intermedia tra USB 3.0 e USB4. In tal senso, si presenta a sua volta suddiviso in tre distinte generazioni:
- USB 3.2 Gen 1, con velocità di trasferimento fino a 5 Gbps;
- USB 3.2 Gen 2, con velocità di trasferimento fino a 10 Gbps;
- USB 3.2 Gen 2×2 – Velocità di trasferimento fino a 20 Gbps (grazie all’utilizzo di due linee da 10 Gbps contemporaneamente).
Mentre le prime due generazioni vanno solamente a modificare la denominazione rispettivamente delle versioni 3.0 e 3.1, USB 3.2 Gen 2×2 rappresenta l’unica vera novità, affiancandosi per velocità a Thunderbold 2.0.
USB4: uno sguardo verso il futuro
USB4 è tutt’ora una tecnologia in fase di sviluppo, che promette di rivoluzionare questo particolare settore. A differenza dei suoi predecessori, questa soluzione si affida completamente ai connettori USB-C che diventano dunque uno standard consolidato.
USB4 si basa sulle specifiche del protocollo Thunderbolt 3, risultando dunque pienamente compatibile con tale interfaccia.
Sotto questo punto di vista, la nuova generazione di USB offre una velocità di trasferimento che si uniforma a quella di Thunderbolt 3, dunque raggiungendo i 40 Gbps. Ovviamente, USB4 garantisce piena retrocompatibilità anche rispetto ai precedenti standard 3.2, 3.1 e 2.0.
