lunedì 2 maggio 2016

Porte e pennette USB....queste sconosciute.


Spesso, parlando con amici e conoscenti, mi è capitato di cimentarmi in discorsi riguardanti le porte (nata nel lontano 1996) e pennette USB. constatando che molte persone non conoscono questo argomento...quindi è giunto il momento di scrivere una guida (o presunta tale).
Senza tediarvi con inutile teoria, vi basti sapere che con USB si intende un'interfaccia standard di comunicazione seriale sviluppata a metà degli anni 90 per standardizzare in un unico formato di comunicazione cavi e connettori da utilizzare per la connessione, la comunicazione e l'alimentazione tra computer e periferiche elettroniche, quali ad esempio:
  • Fotocamera | Videocamera | Webcam
  • Lettore disco ottico esterno
  • Stampante | Scanner 
  • Mouse | Tastiera
  • Smartphone | Tablet | Smartwatch
  • Chiave USB | Hard Disk Esterno
  • Lettore MP3
e, ad oggi giorno, chi più ne ha più ne metta. Infatti troviamo le porte USB su ogni cosa, da uno smartphone, fino ai ventilatori portatili. Addirittura ci sono modelli di prese della corrente a muro, che prevedonio già la porta USB al posto delle classiche presa di corrente.
Anche se universalmente riconosciuta ed utilizzata, la porta USB ha dei limite tecnici da non sottovalutare, come ad esempio:
  • La lunghezza massima che può avere un cavo USB senza che il segnale diventi troppo debole è pari a 5 m (con l'USB 1.0 la distanza era 3m), oltre questa distanza bisogna prevedere degli amplificatori di segnale;
  • Gli oggetti che hanno richieste energetiche elevate devono essere alimentate a parte. infatti i limiti energetici dello standard vanno seguiti scrupolosamente, pena il probabile danneggiamento del gestore, dato che lo standard USB non prevede nelle specifiche minime la sconnessione in caso di sovraccarico;
  • Non trasmette segnale video (da rimandare ai classici Display Port o cavi HDMI), unico modello adibito al trasferimento video sono le porte usb 3.1 (ancora poco diffuse);
  • Non trasmette segnali audio (da rimandare ai classici cablaggi audio standard o cavi HDMI).
Secondo chi l'ha inventato, (non credo che gli utilizzatori hanno lo stessa idea) il disegno dell'USB è stato pensato per consentire un semplice inserimento e rimozione....questa cosa lascia molto a desiderare, considerando che spesso non si trova mai il verso d'inserimento al primo tentativo.

Ovviamente dal 1996 ad oggi, la porta USB ha avuto un evoluzione, partendo dalla USB 1.0 fino ad arrivare alla USB 3.0 e tutt'ora all'ultimissima versione 3.1. Essenzialmente quello che differenza le varie versioni è la loro velocità di trasmissione (oltre che la struttura interna, ma questo è un discorso troppo tecnico). Per farvi un riassunto dell'evoluzione dei modelli e relativa velocità, vi rimando all'immagine successiva:


Come credo sia chiaro dall'immagine, le versioni più recenti, hanno uno scambio di dati maggiore, e sono anche più adatte a ricaricare oggetti elettronici. Nello specifico, con l'USB 3.1 è stato introdotto il nuovo connettore tipo C che introduce alcune novità, tra cui la possibilità di ricaricare dispositivi che richiedono più di 25 W tramite due nuovi pin, diventerà il nuovo standard per ricaricare i dispositivi cellulari, tablet, e portatili.
Per individuare le versioni delle porte usb, ci si basa sui colori. Infatti, abbiamo la seguente composizione:
  • USB 1.0, 1.1 e 2.0 sono di colore nero;
  • USB 3.0 a differenza delle versioni precedenti la plastica all'interno del connettore deve essere blu (per i più esperti il colore è Pantone 300C);
  • Con l'USB 3.1 la cosa si complica, infatti abbiamo i connettori saranno di colore Blu/Acqua se utilizzabili sia per l'alimentazione che per la trasmissione dati, mentre sarà di colore nero se utilizzabile soltanto per alimentazione.
Quindi se dovete caricare, ad esempio un telefonino, con una porta USB, ad esempio del PC, assicuratevi (non entrando troppo nello specifico, perchè il discorso è molto più complicato) che sia una USB 3.0, altrimenti (oltre che rovinare la batteria) rischierete di metterci molto tempo a completare la ricarica, che spesso potrebbe non arrivare mai al 100% a causa della bassa potenza erogata dalla porta stessa.
Per chi se lo stesse chiedendo, le porte presenti sugli smartphone e tablet (chiamata micro-USB) sono porte di alimentazione e scambio dati, universali. Questa scelta è stata dettata dall'Unione Europea (nel 2009) al fine di ridurre l'inquinamento elettronico (l'esistenza di decine di caricatori diversi obbliga chi intende cambiare cellulare a buttare via anche il relativo caricabatterie, essendo nella maggior parte dei casi incompatibile con il nuovo telefono).
Inizialmente il caricatore aveva valori standard erogati del tipo 5 V e 500 mA. Ultimamente si trovano sul mercato dei caricatori più potenti, quindi consiglio sempre di controllare il valore de mA richiesti dal proprio terminale, effettuando un controllo con il caricatore originale.
Prima della micro-USB, era stata immessa sul mercato un'ulteriore porta..la Mini-USB, di dimensioni leggermente più grandi, legate sopratutto allo spessore. Questa porta ha la stessa funzione della micro-usb, ma per gestire sempre più lo spessore dei terminali, è stata successivamente soppiantata da quest'ultima. La micro-USB si può trovare sugli hard disk, fotocamere digitali e telefonini, navigatori satellitari, ecc.

Un'ulteriore modello di USB, è la USB OTG (USB On-The-Go) permette a questi dispositivi (normalmente smartphone, tablet e altro) di assumere il ruolo di host (o master) e peripheral (o slave). Detto in soldoni, un telefono cellulare, ad esempio, può leggere da supporti rimovibili come le penentte usb, per leggere, copiare, incollare, eliminare o spostare qualsiasi file, senza dover utilizzare un terminale, come ad esempio un PC, che effettua il passaggio.

Vi riporto una piccola curiosità legata al connettore dei dispositivi Apple:

"Apple (dal 2009) è restia all'introduzione del nuovo connettore, in quanto quello in uso con l'iPod e l' iPhone è protetto da brevetti e l'uso da parte di altre aziende comporta il pagamento ad Apple di salati costi di licenza. Successivamente (2010) l'azienda dichiarò la propria volontà di uniformarsi al caricabatterie unico, ma le uscite sul mercato degli smartphone iPhone 4 (2010), iPhone 4S (2011), iPhone 5 (2012) ed iPhone 5s e 5C (2013) dimostrano che il produttore di Cupertino non intende introdurre sui suoi prodotti il connettore Micro-USB (tuttora i nuovi iPhone ne sono privi e adottano una nuova presa, sempre seguendo uno standard proprietario Apple, per la ricarica e la connessione al computer). Apple ha fatto sapere nel 2011 che avrebbe distribuito (a pagamento) un adattatore per permettere il collegamento del cavo Micro-USB al connettore Apple a 30 piedini rinunciando così di fatto alla comodità della presa universale in quanto obbligherebbe l'utente ad essere sempre in possesso, in qualsiasi circostanza, dell'adattatore, mentre per quanto riguarda il mercato cinese dove ancora non vige questo obbligo l'adattatore USB è fornito gratuitamente. Il 12 settembre 2012 è stato distribuito l'iPhone 5: il nuovo modello ha una nuova presa per la ricarica chiamata Lightning, più piccola e inseribile in entrambi i sensi, ma comunque facente parte di uno standard proprietario di Apple, dimostrando di fatto la lontananza della casa di Cupertino da qualsiasi idea di standardizzazione del connettore. Il giorno successivo al rilascio di iPhone 5, Apple ha annunciato la disponibilità di adattatori per convertire i propri connettori proprietari (iPod e Lightning) in Micro-USB."
Fonte: Wikipedia


Credo che il Tema delle porte USB sia legato a doppio filo con le Pennette USB. Infatti queste memorie esterne, ormai sono diffusissime e di facile utilizzo...ma sappiamo veramente come funzionano? Vediamolo insieme.
Di base, una chiave USB o chiavetta USB o penna USB (in inglese USB flash drive, o pendrive) è una memoria di massa portatile di dimensioni molto contenute (qualche centimetro in lunghezza e intorno al centimetro in larghezza) che si collega al computer mediante la sopra discussa porta USB. 
La capacità è limitata unicamente dalla densità delle memorie impiegate all'interno...ovviamente più è alta la concentrazione di MB e GB e più la penneta aumenterà di prezzo. 
Inizialmente la velocità di lettura/scrittura della memoria flash contenuta nelle chiavette era molto bassa, "limitata" dalla ridotta banda passante dell'interfaccia USB, che nella sua versione originale, la 1.1, è di 12 Mbit/s (teorici). Recentemente invece quasi tutte le chiavette di nuova costruzione utilizzano le più veloci versioni 2.0 o 3.0, perfettamente retrocompatibili con la versione 1.1, e dotate di una banda passante rispettivamente di 480 Mbit/s e di 4,8 Gbit/s. Ovviamente detto così, risulta tutto molto semplice, ma così non è...infatti la velocità non dipende solo dall'interfaccia, ma anche dal tipo di memoria flash utilizzata, e dalla eventuale presenza di microchip dedicati all'interno della chiavetta stessa. Esistono a questo proposito in commercio alcune chiavette che contengono un piccolo microprocessore dedicato ad ottimizzare il processo di lettura/scrittura sulla memoria flash. Ovviamente la maggiore complessità di queste soluzioni relegano per il momento questi "bolidi" ad un mercato professionale di fascia alta con esigenze specifiche.
Grazie alle dimensioni ridotte, all'assenza di inaffidabili meccanismi mobili (non c'è il rischio che si rompano facilmente a causa di cadute), alle crescenti dimensioni della memoria, la chiavetta sta sostituendo i CD, DVD e BluRay Disk come unità preferita per il trasporto fisico di dati. Si tenga però in considerazione il fatto che il numero di scritture che una memoria flash può supportare non è illimitato, seppur molto alto (oltre 100.000 cicli di scrittura).
A livello di evoluzioni le chiavette USB hanno beneficiato di incrementi costanti e significativi sia in termini di velocità di lettura/scrittura, che per quanto riguarda gli spazi di archiviazione, mentre il costo unitario per Byte stoccato è in continua diminuzione. Si pensi che intorno al 2002 una pendrive da 1 GB costava 100-150 € ed era la più capiente reperibile, mentre nel 2014 era praticamente scomparsa dal mercato e le chiavette attuali più capienti offrono spazi di archiviazione pari a 1 TB, con velocità (teoriche) pari a 300/400 Mb/s per le USB 3.0, a prezzi che partono dai 150 €. Inoltre sono comparse anche chiavette bluetooth, molto comode per collegarsi a tablet e cellulari o altri dispositivi che non posseggono porte USB standard.

Ora vi starete chiedendo: 

"ma io ho una pennetta da 32gb nuova e una porta USB 3.0 sul Pc...perchè i dati si trasferiscono a solo 2 mb/sec? dove sbaglio?"

Purtroppo non state sbagliando nulla. Il problema è leggermente più complesso. Infatti per sfruttare a pieno le potenzialità di USB 3.0 è necessario avere una chiavetta equipaggiata a sua volta con USB 3.0 che ha un costo leggermente maggiore di una "vecchia" 2.0 (o ancora peggio USB 1.0) ed è ancora raramente usata dagli utenti.

Cosa succede inserendo una USB 2.0 in una porta USB 3.0?
Teoricamente, inserendo una chiavetta 2.0 su una porta 3.0, la velocità di trasferimento dovrebbe essere identica ad un USB 2.0.

Praticamente, vi troverete a trasferire a velocità che non supereranno mai i 7 - 8mb/s in scrittura e i 20 - 25 mb/s in lettura.
La differenza di versione, tra 2.0 e 3.0, a livello fisico impone che la porta USB 3.0 è più profonda e i connettori, che permettono di raggiungere la velocità massima sono posizionati in fondo alla porta. In questo modo anche inserendo una chiavetta 2.0 non ci sarà possibilità che tocchi questi connettori, e quindi la velocità sarà notevolmente inferiore.

Quindi quando siete in procinto di effettuare un acquisto, cercate sempre di leggere le specifiche, così non rischierete di incappare in trasferimenti biblici...considerando che attualmente i file multimediali, come i film e videogiochi, superano ampiamente i 2 - 3 giga di dimensione.
Scegliete sempre una pennetta USB con una porta USb 3.0, così da avere il massimo del trasferimento e risparmiare tempo (spesso anche svariate decine di minuti) in fase di scrittura.

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