#140 – USB

#140 – USB

 
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Una rapida carrellata dal lentissimo USB1 al moderno USB3.2 e poi USB-C, con qualche lacrimuccia dal passato.

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Ciao a tutti e bentornati all’ascolto di Pillole di Bit, questa è la puntata 140 e io sono, come sempre, Francesco, sempre al solito posto, spesso con un po’ di mal di schiena.

Devo essere sincero, questa puntata doveva essere sull’immane figura di cacca fatta dal sito dell’INPS nella giornata della richiesta del bonus di 600€ per le Partite IVA, non per gettare benzina sul fuoco, ma per capire bene cosa può essere successo, cosa hanno sbagliato, cosa hanno inventato e compagnia cantante. 
Ma non me la sono sentita, quindi riprendo, anche se ancora in quarantena, la normale programmazione con i contenuti standard di Pillole di Bit.
Non cancello la puntata sull’INPS, ma magari tra un po’.

La storia dell’informatica è costellata da invenzioni e da evoluzioni di queste invenzioni, a volte sono evoluzioni di contorno, a volte sono evoluzioni epocali che possono essere chiamate anche rivoluzioni.
Tanti anni fa, quando ho iniziato a usare il computer, facevo le scuole medie, era il 1990 circa, il computer si accendeva con un floppy da 5 pollici e un quarto a 360KB dentro il quale c’era il DOS.
La tastiera era collegata al PC con il connettore PS2 e la stampante con la porta parallela. 
Ecco partiamo da qui.
I modi per far comunicare le periferiche con il computer non erano moltissimi, i due più usati erano la seriale RS232 e la porta parallela.
La differenza sostanziale tra i due metodi di comunicazione era la modalità di trasmissione dei dati.
In parole semplici, per trasmettere un byte, composto da 8 bit, nella seriale gli 8 bit venivano trasmessi uno dopo l’altro su un solo filo, nella parallela, venivano trasmessi tutti insieme, su 8 fili diversi. La connessione parallela quindi aveva un connettore con più pin e un cavo con molti più fili rispetto alla connessione seriale che invece aveva il connettore più piccolo e il cavo con meno fili, ma non solo 2.
Ovviamente trasmettere 8 bit tutti insieme era nettamente più veloce che trasmetterli uno dopo l’altro.
Ma i tempi cambiano e i dati aumentano, da 8 si passa a 16, 32 e 64 bit. Trasmettere in parallelo tutti questi dati iniziava a diventare un problema, avere tutti questi fili in un cavo era oltremodo complesso e tenere in sincrono i dati in parallelo era molto difficile.
Le velocità aumentavano e quindi ci si è accorti che avere una trasmissione seriale molto veloce era molto più semplice e conveniente di una connessione parallela.
Un altro dettaglio non da poco, che gli ascoltatori giovani ignorano completamente, è che un dispositivo seriale o parallelo, se non era connesso all’accensione del PC, non veniva visto dal sistema fino al riacvvio del sistema operativo. Questo avveniva anche con le tastiere e i mouse PS2. La vita non era così comoda.
Nel 1996 esce un nuovo e innovativo metodo di comunicazione. Viene presentato lo Universal Serial Bus, comunemente detto USB, che ha cambiato il modo di usare i computer, fino ad oggi.
Solo 4 fili. Un solo connettore per qualunque dispositivo. Inserimento dispositivo e rimozione a caldo. Insomma, un gran passo in avanti.
USB 1 andava alla folle velocità di 125KB per secondo. Per trasferire un file di 100MB erano necessari 800 secondi, un po’ più di 13 minuti.
Ok, avere un file da 100MB nel 1996 non era proprio facile, in effetti.
Il tempo passa e lo standard evolve. Attenzione, mantenendo lo stesso connettore.
USB 1.1 esce nel 1998 e viaggia  875KB al secondo, 7 volte di più. I 100MB di prima si trasferiscono in meno di 115 secondi, quindi poco meno di due minuti
Nel 2000 esce USB 2, che porta la velocità a 35MB al secondo. Un gran salto. Adesso, per trasferire 100MB bastano meno di 4 secondi.
Due piccole note.
Ho parlato di velocità reali, quelle teoriche del protocollo sono sensibilmente più alte.
Il nome ufficiale dei protocolli è diverso, ve ne parlerò dopo, perché è parecchio assurdo e fa anche un po’ ridere, un po’ come le numerazioni di Microsoft nei sistemi operativi o nelle console.
Il mondo del BUS USB resta tranquillo per 8 anni, un’eternità nell’informatica, quando, nel 2008, esce USB 3. Anche chiamato USB 3.2 Generazione 1×1 oppure Super Speed USB.
Il connettore cambia poco per mantenere la retrocompatibilità e passa da 4 fili a 9, si differenzia dai vecchi connettori perché è di colore blu e soprattutto la velocità fa un balzo in avanti mostruoso. Adesso si viaggia a 400MB al secondo. I nostri 100MB si trasferiscono in un quarto di secondo. Vi ricordo che con USB 1 il tempo era di 13 minuti.
La catena di USB 3 è completamente compatibile con USB2, questo significa che posso mischiare connettore al PC, cavo e dispositivo, tra USB e USB3 e tutto funzionerà, ma se una sola cosa è USB 2 tutto andrà alla velocità di USB2.
I cavi USB3, per collegarsi ai dispositivi usano connettori leggermente diversi, che nei dispositivi USB2 non entrano, questo è da tenere a mente.
USB 3 evolve ancora con nomi sempre più strampalati, il successore è USB 3.2 Generazione 2×1, uscito nel 2013 con una velocità di 900 MB al secondo per finire con uno stratosferico USB 3.2 generazione 2×2 del 2017 che viaggia a 2.5GB al secondo.
In tutto questo abbiamo iniziato a collegare alla porta USB ogni genere di dispositivo, dai classici tastiera, mouse e stampante, alle ormai irrinunciabili chiavette USB, fino a schede video, videocamere e chi più ne ha più ne metta.
Ormai siamo talmente comodi che colleghiamo un dispositivo, questo dialoga con il computer, gli dice che driver gli serve e il sistema lo scarica, lo installa e il dispositivo funziona. Tutto da solo.
Siamo passati dal Plug & pray degli anni 90-2000 al vero plug&play attuale.
Poi è arrivato USB-C che ha di nuovo cambiato tutte le carte in gioco.
Connettore diverso e funzionalità diverse.
Talmente diverse che Apple ha realizzato un PC portatile con una sola porta USB-C, utile per fare qualunque cosa.
Cosa vuol dire qualunque cosa?
Partiamo dall’inizio.
Il connettore è diverso da quello dell’USB, è più piccolo e soprattutto è reversibile, cioè funziona sia se è inserito in un verso che nell’altro. Cosa che nel normale connettore USB non era possibile e tutti noi abbiamo sempre inserito la maledetta chiavetta sempre nel verso sbagliato per poi girarla e scoprire che in effetti il primo era il verso giusto.
USB-C è un connettore che permette il passaggio di più canali di comunicazione, anche in contemporanea, diventando quindi molto versatile. 
Tramite una porta USBC si può far passare USB3 e Thunderbolt per collegare periferiche di archiviazione, display port e HDMI per collegare dei display e, non ultimo, questa porta può essere usata per alimentare il dispositivo a cui è collegata o per usare il dispositivo come alimentatore. Questa funzione è detta Power Delivery.
Facciamo ancora un passo indietro.
USB, fino al 3, ha sempre funzionato ad una tensione nominale di 5V, questa tensione è sempre servita per alimentare i dispositivi che ci si collegavano, senza dover usare alimentatori esterni.
Power Delivery è una roba diversa, più evoluta.
Talmente evoluta che un alimentatore USB-C Power Delivery ha un computer a bordo perché per poter funzionare, deve poter comunicare con il dispositivo, circa in questo modo.
Collego il cavo, l’alimentatore fornisce una tensione di 5V e pochi milliAmpere, giusto per avviare la comunicazione. Il dispositivo e l’alimentatore si accordano su che tensione e che corrente deve essere usata per il corretto funzionamento, così l’alimentatore imposta i parametri come richiesto dal dispositivo e lo alimenta.
Quindi se collego il cavo a uno smartphone questo andrà a 5V, se lo collego a un PC, questo magari andrà a 15V. Tutto gestito elettronicamente da un piccolo computer all’interno dell’alimentatore, un computer che, come capacità di calcolo, è superiore al computer che fece arrivare l’uomo sulla luna nel 1969

I contatti
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Grazie a chi ha donato in questa settimana!

Il tip

Oggi nessun software o pezzo di hardware, ma una definizione. Grazie a Giorgio Bonfiglio ho scoperto che una cosa che io davo per scontata, tanto scontata non è.
Avete presente quando qualcosa non va e di dice “è andato in tilt”? Sapete da dove viene questo modo di dire?
Dagli anni 70 e 80, all’epoca dei flipper.
Quando, giocando a flipper, la pallina non andava dove si voleva, si poteva, con adeguata dose di forza, alzare il flipper per farla rallentare o deviare, in inglese la rotazione si dice “to tilt”.
I flipper hanno iniziato a inserire un sensore che quando rilevava una rotazione o dei colpi sul lato, bloccavano l’operatività del gioco, facendo perdere la pallina e sul display compariva la parola TILT.
Da qui il famoso detto.

Bene è proprio tutto, non mi resta che salutarvi e darvi appuntamento alla prossima puntata.

Ciao!