Flashback: USB-C, l'unico cavo per domarli tutti

La battaglia per il connettore cablato per smartphone è finita e USB-C è la via da seguire. Questa porta multifunzionale può fare praticamente tutto: può caricare dispositivi, trasferire dati, gestire l'uscita audio e video e persino collegare accessori.

Come siamo arrivati ​​qui? Ebbene, ormai da anni l'Unione Europea cerca di convincere i produttori di elettronica a stabilirsi su uno standard comune per evitare il disordine (e lo spreco) che creano i connettori proprietari. All'inizio il microUSB era il connettore preferito, ma con l'arrivo di USB Type C, o USB-C in breve, l'industria è passata al nuovo standard.

E grazie ad alcune normative dell'UE che entreranno in vigore alla fine del 2024, USB-C è obbligatorio praticamente per tutti i dispositivi elettronici portatili (con alcune eccezioni per dispositivi più piccoli come gli smartwatch).

La maggior parte dei produttori di smartphone ha prontamente adottato l'USB-C, proprio come avevano fatto in precedenza con microUSB. L'unica grande resistenza è Apple, che utilizza ancora Lightning sui suoi iPhone, AirPods e EarPods: tutto il resto è passato a USB-C, incluso il telecomando per la nuova Apple TV.

Pensiamo che la gamma di Apple sia un buon esempio del motivo per cui USB-C è così buono. L'illuminazione è essenzialmente una porta USB 2.0. Ciò significa trasferimenti di dati lenti durante la sincronizzazione dei file tra un iPhone e un computer o quando si spostano foto RAW da una scheda di memoria a un iPad.

Sapevi che in realtà esiste un lettore di schede basato su Lightning che funziona a velocità USB 3.0? Quindi sono possibili trasferimenti più veloci, ma a quanto pare è un'impresa difficile da raggiungere e solo gli iPad Pro lo supportano. E anche allora Apple non ha mai rilasciato una scheda video che possa superare i 1080p.

Il fulmine è anche limitato nella quantità di energia che può trasportare. Il caricabatterie per iPhone arriva a 30 W, mentre il caricabatterie USB-C di Apple per i nuovi MacBook può fornire 140 W. Ok, non è del tutto standard, ma non è nemmeno il massimo che USB-C può offrire.

Proviamo a mantenere le cose organizzate e ad analizzare una per una le principali funzioni di USB-C.

Dati

L'USB è nato come porta dati. USB 1.0 e 1.1 sono lenti e ricordati a malapena ora, USB 2.0 è ancora molto vivo. USB-C ha un totale di 24 pin, 12 su ciascun lato (beh, 22 pin, ma non impantaniamoci nei dettagli). Proprio nel mezzo c'è una singola coppia D+/D-, che è la connessione dati del tipico cavo USB 2.0 ed è obbligatoria per USB-C. Ciò garantisce che tutti i cavi abbiano almeno un po' di connettività.

Il pinout di un cavo USB Type-C

USB 3 ha aggiunto coppie extra di cavi per il trasferimento dei dati: ci sono quattro coppie extra in una presa USB-C. Mentre USB 2 è limitato a 480 Mbps, il cablaggio aggiuntivo di un cavo USB-C consente velocità di trasferimento di 10, 20, 40 e persino 80 GBps.

Una breve nota: il connettore USB-C è utilizzato da USB, ovviamente, ma anche da Thunderbolt. Questa distinzione è destinata a scomparire poiché USB 4 è basato su Thunderbolt 3 e la nuova versione 2 di USB 4 è basata su Thunderbolt 4.

Un'altra applicazione interessante è il trasporto di segnali PCI-Express: si tratta sostanzialmente di una versione cablata degli slot PCIe sulla scheda madre di un computer. Ciò ha consentito di collegare GPU esterne ai laptop utilizzando un singolo cavo.

video

Un altro uso popolare di USB-C è l'uscita video. DisplayPort è probabilmente l'uso più comune e USB-C ha ampiamente sostituito la grande vecchia porta DP. Ancora più importante, non sono dati O video, sono dati E video E potenza.

Ciò consente a un singolo dispositivo di connettersi a un hub che aggiunge una porta HDMI standard, più porte USB di tipo A e di tipo C, forse un lettore di schede, jack audio e microfono, ecc. Questi hub sono integrati in alcuni monitor, consentendo per lanciare un'esperienza desktop completa collegando un singolo cavo.

Questo è abbastanza utile per i laptop, ovviamente, ma diversi produttori di smartphone offrono modalità desktop: DeX di Samsung, Ready For di Motorola, persino Huawei ne ha una. Anche Apple ne ha uno, Stage Manager per iPad Pro (che utilizza USB-C, ovviamente).

Ci sono altre opzioni oltre a DisplayPort, sono disponibili anche adattatori MHL e HDMI. Alcuni di questi sono adattatori attivi che convertono da uno standard all'altro, ma esistono anche semplici adattatori passivi.

audio

Menzioneremo rapidamente l'audio qui. L'USB può alimentare un DAC esterno a cui è possibile collegare le cuffie. Tuttavia, come per il video, esiste anche un'opzione passiva: la modalità accessorio adattatore audio.

USB-C ha molti pin con cui lavorare e alcuni di questi possono essere rimappati al cablaggio necessario per un tipico jack TRRS, quindi un semplice adattatore passivo può collegare un auricolare con un microfono. Si noti che questa è una modalità puramente analogica e i circuiti digitali sono disconnessi per evitare disturbi.

Potenza

Lo standard USB di base ha limiti di potenza piuttosto bassi (500 mAh per USB 2.0), sebbene la maggior parte dei produttori non segua lo standard alla lettera, quindi gli adattatori da 10 W sono piuttosto comuni.

Ovviamente, i produttori vogliono che i loro prodotti si distinguano e la ricarica rapida è un modo per farlo, soprattutto ora che le batterie degli smartphone hanno capacità che vanno da 3 a 6,000 mAh. Ciò ha portato a molte soluzioni proprietarie come Quick Charge di Qualcomm e VOOC di Oppo.

Il metodo standard, tuttavia, è USB Power Delivery (in breve USB-PD). La versione iniziale prescriveva diversi voltaggi e livelli di corrente che potevano essere supportati: 2A a 5V, più 3A o 5A a 12V o 20V. Ciò ha dato a Power Delivery una gamma piuttosto ampia da 10W a 100W.

Tuttavia, queste tensioni fisse richiedono la conversione da CC a CC all'interno del telefono per ridurle a qualcosa di più adatto alla batteria al litio all'interno. USB-PD Revision 2 ha introdotto un paio di voltaggi in più – 9V e 15V – ma non era abbastanza.

La revisione 3 consente ai dispositivi di comunicare con i loro caricabatterie e richiedere una tensione specifica. Può variare da un minimo di 3.3 V a un massimo di 21 V e può essere impostato con precisione in incrementi di 20 mV. I caricabatterie che lo supportano sono contrassegnati come "alimentatore programmabile". In questo modo il caricabatterie è quello che si occupa del calore extra, non il telefono (alle batterie al litio non piace quando le cose si surriscaldano).

L'ultimo standard USB-PD Extended Power Range aggiunge più tensioni fisse: 28 V, 36 V e 48 V. Ciò ha reso il nuovo massimo di 240 W di potenza (48 V a 5 A), che è sufficiente anche per laptop robusti (sebbene i telefoni siano già vicini al limite di 240 W). C'è anche una nuova opzione di alimentazione a tensione regolabile, che consente al dispositivo di regolare gradualmente la tensione tra 15 V e 48 V in passi di 100 mV.

Si noti che per motivi di sicurezza cavi così potenti richiedono un chip chiamato "e-marker". Questo chip segnala al caricabatterie e al telefono (o laptop o altro) che il cavo è in grado di trasportare la potenza extra.

Qualche critica

Per quanto amiamo USB-C, non possiamo fingere che sia perfetto. La nostra unica grande lamentela è che mentre ha così tante capacità, non tutti i dispositivi e non tutti i cavi supportano tutto. Molte delle funzionalità sopra menzionate sono opzionali.

La parte peggiore è che può essere molto difficile capire quali dispositivi e quali cavi supportano cosa. L'USB-IF sta cercando di sistemare le cose con nuove etichette che indicano chiaramente la quantità di dati e alimentazione che un determinato cavo può trasportare.

Questo dovrebbe anche risolvere la nostra altra lamentela, lo schema di denominazione è diventato un mostro assoluto. Sapevi che l'USB 3.0 non esiste più? È stato rinominato USB 3.1 Gen 1. Ma anche questo non esiste più, ora è USB 3.2 Gen 1.

Le cose sono diventate ancora più complicate con titoli come USB 3.2 Gen 2×2. Uffa. Per fortuna, tutto ciò verrà sostituito con etichette molto più chiare: USB 5 Gbps, USB 10 Gbps, USB 20 Gbps e USB 40 Gbps (e, presumibilmente, presto USB 80 Gbps). Molto meglio.

Per quanto riguarda la potenza, ci saranno due livelli: USB 60W e USB 240W. Non ci sarà un'etichetta da 100 W poiché apparentemente la differenza tra cavi da 100 W e cavi da 240 W è abbastanza piccola che quando entreranno in gioco le nuove etichette, non avrà più senso vendere cavi da 100 W.

Conclusione

USB-C è stato fantastico: lo usiamo per caricare i nostri telefoni, laptop, cuffie, rasoi, torce elettriche e praticamente qualsiasi altra cosa che abbia una batteria all'interno e si adatti a uno zaino.

Ci ha permesso di creare postazioni di lavoro confortevoli sulle nostre scrivanie con monitor, tastiere, mouse, ecc., il tutto animato dal collegamento di un unico cavo. E considerando che gli ultimi standard gli consentono di trasportare molte volte più dati e potenza rispetto alle specifiche originali, l'USB-C probabilmente non ha ancora finito di evolversi.

Ci sarà mai un USB-D? Forse, ma non presto. Il mondo abbandonerà i cavi e passerà al wireless? Probabilmente no - non è un modo efficiente per caricare. Non è eccezionale nemmeno per i dati, il Wi-Fi a 2.4 GHz è già dolorosamente congestionato nei condomini e anche i 5 GHz stanno diventando piuttosto affollati, il che ha spinto la Wi-Fi Alliance a passare alla banda a 6 GHz.

Per il prossimo futuro USB-C è l'unico cavo per domarli tutti.