Ormai sono passati 5 anni da quando Apple ha presentato il primo MacBook 12″ con sola una porta USB-C. È stato un segnale forte che ha dato una scossa al mercato ma ci sono voluti altri 4 anni prima che la porta si diffondesse a dovere. L’abbiamo vista rapidamente apparire su tutti i Mac ed anche su alcuni portatili della concorrenza più blasonata, ma solo tra la fine del 2018 e l’inizio del 2019 lo standard si è diffuso a sufficienza da abbracciare tutte le tipologie di computer in ogni fascia di mercato. È stato molto più rapido a vedersi su smartphone e tablet (Apple esclusa…) mentre sui PC, in particolare sui fissi, la resistenza dovuta al lunghissimo storico di dispositivi USB in formato tradizionale ha reso la vita difficile sia ai consumatori che ai produttori.

Parte della colpa, però, io l’attribuisco all’USB IF (USB Implementers Forum) ed alle sue politiche su questo nuovo standard, nonché alle assurde nomenclature. Entro il 2022 (qualcuno spera anche 2021) inizierà a diffondersi il prossimo USB4, il quale avrà il compito di fare un po’ d’ordine grazie all’apporto di Intel, che ha reso open il Thunderbolt 3 offrendolo come base per la prossima connessione unica e per il futuro dell’Universal Serial Bus. Abbiamo dunque ancora un bel po’ di tempo per fare amicizia con le USB 3.1 e 3.2, sperando che non esca intanto la 3.3!

Proprio sui nomi verte la più grande difficoltà di comunicazione relativa all’attuale USB-C, soprattutto perché molti non hanno compreso che questo nome rappresenta solo il formato e non lo standard che supporta. Un altro problema noto, forse uno dei più importanti e che affligge anche gli esperti, è che le diverse funzionalità nate con lo standard USB 3.1 non sono vincolate l’una all’altra in modo univoco. Questo significa che possiamo avere un cavo USB-C che va più veloce di un altro ma veicola minor carica, o viceversa. Dato che con la presentazione delle specifiche 3.2 sembra che il Forum sia arrivato finalmente al capolinea ed ora si concentrerà solo sulla successiva versione 4, mi sembra un buon momento per mettere insieme tutte le caotiche informazioni fin qui disponibili al fine di fornire un documento sintetico di controllo, da poter consultare in caso di necessità.

USB-C è solo la forma

Iniziamo con alcune informazioni di base:

• USB-C è la contrazione di USB Type-C ed identifica solo e soltanto la forma fisica
• Le porte USB-C più diffuse ad oggi sono USB 3.1 gen 1 (5 Gbps) e la 3.1 gen 2 (10 Gbps), che esistono anche nel tradizionale formato Standard-A, sinteticamente ribattezzato USB-A
• Le specifiche della USB 3.2 sono identiche alle precedenti per le gen 1 e gen 2. È stato però aggiunto il nuovo standard 3.2 gen 2×2 in cui il segnale bidirezionale porta la velocità teorica totale a 20 Gbps. Questo è l’unico standard disponibile solo nel formato USB-C e non USB-A, mentre fino alla velocità di 10 Gbps (USB 3.2 gen 2) si possono avere anche le vecchie porte

Colpevolmente in ritardo, l’USB-IF si è accorta di aver creato una confusione incredibile con queste sigle ed ora sperano che il problema venga risolto da chi fa informazione e da chi vende prodotti informatici. Infatti nel loro ultimo paper sulla USB 3.2 “raccomandavano” di usare solo le seguenti nomenclature per uniformare tutte le USB 3.0, 3.1 e 3.2 sotto un’unica struttura razionale:

• SuperSpeed USB 5Gbps: alias USB 3, USB 3.1 gen 1, USB 3.2 gen 2
• SuperSpeed USB 10Gbps: alias USB 3.1 gen 2, USB 3.2 gen 2
• SuperSpeed USB 20Gbps: alias USB 3.2 gen 2×2

Tutto bellissimo, peccato che questa distinzione arriva davvero troppo tardi e dunque non è facile rieducare tutti. Soprattutto dopo anni in cui non si è fatto altro che parlare di USB-C portando la maggior parte delle persone a pensare che il nome sottintenda anche la maggiore velocità, mentre la versione base della SuperSpeed USB ha sempre 5 Gbps come la vecchia USB 3.0, sia che si usi un connettore USB-A che USB-C. La differenza è nelle funzionalità aggiuntive:

• SuperSpeed: in quanto a velocità di scambio dati USB 3.1 (o 3.2) gen 1 sono uguali alla vecchia USB 3.0, si sale a 10 Gbps con la gen 2 e poi a 20 Gbps con la gen 2×2
• Alternate Mode: le porte e i cavi USB-C 3.1 supportano anche audio e video ad alta risoluzione
• Power Delivery: le porte e i cavi USB-C 3.1 possono gestire la ricarica fino a 100W

Thunderbolt 3 o USB-C?

Se la situazione non fosse già sufficientemente confusa c’è un altro grosso problema che ha afflitto sia la comunicazione che gli utenti ed è che Intel ha scelto per lo standard Thunderbolt 3 un connettore con la medesima forma di quello USB-C. Tuttavia questo ha specifiche superiori sia in termini di velocità che di connessione:

• Formato: i cavi e le porte USB-C hanno la stessa forma di quelli Thunderbolt 3 (ma non le specifiche!)
• Retrocompatibilità: le specifiche Thunderbolt 3 includono anche quelle USB 3.1 gen 2, questo vuol dire che si possono collegare dispositivi USB-C su porte Thunderbolt 3 sfruttando la velocità fino a 10 Gbps.
• Velocità a corto raggio: con dispositivi e porte Thunderbolt 3 la velocità massima teorica è di 40 Gbps
• Velocità a lungo raggio: superati gli 1,8″ (più o meno 50cm) la velocità scende a 20 Gbps se non si utilizzano cavi attivi, ovvero che includono dei chip all’interno dei connettori
• Daisy Chain: possibilità di collegare in serie fino a 6 dispositivi Thunderbolt 3
• Networking: tramite la connessione Thunderbolt 3 si crea anche una rete a 10Gb tra i vari nodi-computer
• PCIe: la connessione Thunderbolt 3 gestisce 4 linee PCI Express Gen 3 (32 Gbps) e questo consente di collegare le GPU esterne anche se si avrà un taglio di banda rispetto al totale di 16 linee. La PCI Express bidireazionale viene sfruttata anche per audio e dati (per questi ultimi fino ad un massimo di 22 Gbps)
• Video: il segnale audio/video viene veicolato tramite lo standard DisplayPort 1.2 e verso HDMI/VGA con adattatori
• PowerDelivery: fino a 100W

Cable Madness

Stabiliti i punti principali dei vari standard, ritorniamo un attimo con i piedi per terra e parliamo più specificatamente delle porte e dei cavi. Per prima cosa va detto che non c’è l’obbligo per i produttori di computer di indicare visivamente il tipo di porta. Alcuni lo fanno, quindi se vedete un fulmine sapete subito che quella è una porta Thunderbolt 3, ma se non c’è scritto nulla l’unico modo per scoprire di che porta si tratta è quello di analizzare le informazioni hardware sul computer o sul sito del produttore.

Altri punti importanti che devo ribadire sono:

1. A differenza di quel che si potrebbe pensare, i cavi USB-C non sono tutti veloci: esistono cavi USB-C che in termini di scambio dati sono fermi ancora alla USB 2.0 (480 Mbps) e che vengono venduti ed utilizzati come cavi di ricarica (ad esempio sono così i cavi bianchi associati agli alimentatori dei MacBook)
2. In una filiera composta da computer / cavo / dispositivo, la velocità massima raggiungibile (sia di scambio dati che ricarica) è quella dell’elemento più lento della catena
3. Utilizzare cavi di classi superiore su standard inferiori è quasi sempre possibile, con l’unica eccezione dei cavi Thunderbolt 3 attivi che non supportano USB-C (sia porte che dispositivi)
4. Per quanto detto finora va da sé che il segnale audio/video veicolato dipende dallo standard del cavo in uso

Vediamo infine un piccolo specchietto riepilogativo con alcuni devi cavi USB-C / Thunderbolt 3 più significativi, divisi per velocità dati e power delivery.

Nuovi cavi per vecchi dispositivi

Per connettere dispositivi che usano vecchie porte alle nuove USB-C o Thunderbolt 3 si possono usare degli adattatori. Ne esistono di diverso tipo in commercio e sicuramente conviene averne almeno un paio di scorta, mentre per i prodotti che si usano più spesso è meglio avere dei cavi dedicati. Esistono infatti in commercio cavi che hanno da una parte USB-C e dall’altra tutte le connessioni legacy che si usano un tempo. Ovviamente in questo caso non andranno più velocemente (per quanto detto al punto 2 riguardo la catena di connessione) ma saranno più comodi da utilizzare e più stabili.