25 anni di connessione con USB (dopo tre tentativi)

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Tutti sanno che le chiavette USB devono essere girate tre volte per farle avere l'orientamento corretto NavissOne / Shutterstock

La versione 1.0 dello standard Universal Serial Bus (USB) è stata rilasciata nel gennaio 1996. 25 anni e tre tentativi dopo, siamo passati dalle velocità di 12 Mbit / s di USB 1.0 alle velocità di 40 Gbit / s di USB4. Ecco come l'USB ha conquistato il mondo.

Il problema: lottare con porte e IRQ

All'inizio degli anni '90, collegare le periferiche ai PC era un disastro. Per utilizzare la configurazione di qualsiasi PC, era necessario utilizzare una manciata di diversi tipi di porte e connettori incompatibili. Più comunemente, quelli includevano una porta per tastiera, una porta seriale RS-232 a 9 o 25 pin e una porta parallela a 25 pin. Inoltre, i controller di gioco per PC utilizzavano il proprio standard a 15 pin e spesso i mouse venivano collegati a porte seriali o schede proprietarie.

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Allo stesso tempo, i produttori di periferiche hanno iniziato a imbattersi nei limiti di velocità dei dati nelle porte esistenti utilizzate per le periferiche sui PC. La domanda di applicazioni per telefonia, video e audio era in crescita. Tradizionalmente, i fornitori avevano aggirato queste limitazioni introducendo le proprie porte proprietarie che potevano essere installate come schede aggiuntive, ma che aggiungevano costi e aumentavano i problemi di compatibilità tra le macchine.

E infine, l'aggiunta di una nuova periferica su un PC è stato un mal di testa. Spesso significava configurare dettagli tecnici come impostazioni IRQ, canali DMA e indirizzi I / O in modo che non entrassero in conflitto con altri dispositivi installati nel sistema. (Gli utenti medi di computer non devono più pensarci.) Doveva esserci un modo più semplice.

La soluzione: USB

Il soccorso sarebbe presto arrivato sotto forma di un'unica porta in grado di unificare il settore: l'Universal Serial Bus. USB è nato come progetto congiunto del 1994 tra otto aziende di alto profilo: Intel, Microsoft, IBM, Compaq, Digital Equipment Corporation, NEC e Northern Telecom. Dopo lo sviluppo per il prossimo anno e mezzo, il gruppo ha pubblicato la specifica USB 1.0 il 15 gennaio 1996.

Quello che hanno escogitato è stato un bus per periferiche per computer seriale che utilizzava semplici connettori a 4 pin che erano robusti e poco costosi. L'USB consentiva connessioni fino a 12 megabit al secondo (sufficienti per le applicazioni di rete all'epoca) e poteva servire fino a 127 dispositivi su un singolo bus se concatenati insieme tramite hub.

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Soprattutto, l'USB era completamente plug-and-play, il che significava che i dispositivi si configuravano automaticamente (o cercavano driver appropriati) quando li collegavi. Niente più wrestling con IRQ. E a differenza degli standard precedenti, l'USB supportava lo scambio a caldo, il che significava che era possibile collegare e scollegare le periferiche mentre il computer era ancora in esecuzione: non è necessario il riavvio quando si cambia qualcosa di semplice come il mouse.

A quel tempo, l'industria stava anche osservando standard concorrenti come Firewire (IEEE 1394), Apple GeoPort, ACCESS.bus e SCSI. Ma la semplicità e la flessibilità dell'USB hanno avuto la meglio, soprattutto quando i fornitori hanno dimostrato di poter creare chipset USB a costi relativamente bassi per hub e periferiche.

USB appare in natura

L'industria dei PC ha inizialmente adottato l'USB lentamente, con miglioramenti incrementali nello standard che si sono verificati per diversi anni prima che l'adozione diffusa prendesse piede. Microsoft ha supportato per la prima volta USB in Windows 95 OSR 2.1 nell'agosto 1997 (e anche Win NT in quel periodo).

Secondo ComputerWorld, il desktop Unisys Aquanta DX, annunciato il 13 maggio 1996, è stato il primo PC annunciato con porte USB integrate, sebbene altri fornitori come IBM possano averli battuti sul mercato. I rapporti di Byte Magazine dicono che i chipset USB non erano disponibili su larga scala fino alla metà della fine del 1996. Tuttavia, alla fine del 1996, quasi una dozzina di fornitori di PC avevano annunciato PC che includevano porte USB, di solito due porte per macchina.

Anche con un supporto iniziale per USB da parte dei produttori di PC, le periferiche USB che potevano effettivamente utilizzare le porte erano poche e distanti tra loro fino al 1998. Fino a quel momento, quasi tutti i PC venivano forniti con porte legacy, quindi i produttori hanno continuato a sviluppare e vendere dispositivi che li ha usati.

Mela

Un evento ha cambiato drasticamente la disponibilità delle periferiche USB. Nell'agosto 1998, Apple ha rilasciato l'iMac, un'elegante macchina all-in-one che ha abbandonato tutte le sue porte legacy per USB. Per la prima volta in oltre un decennio, Apple aveva creato una macchina senza SCSI, ADB o porte seriali, ei produttori di periferiche Mac furono costretti a passare all'USB in modo significativo.

Sebbene Apple non possa rivendicare il merito di aver reso popolare l'USB (c'è un sano dibattito a riguardo su StackExchange), la forte attenzione della stampa sulla dipendenza dell'iMac dall'USB ha portato la porta alla coscienza popolare in grande stile per la prima volta.

Ben presto, quelle periferiche USB per Mac furono disponibili anche per PC con USB e con un sano supporto per USB in Windows 98, chipset a basso costo e revisioni allo standard USB, il mercato dei PC iniziò ad adottare USB con entusiasmo intorno alla svolta del Anni 2000. Alla fine, i telefoni cellulari hanno iniziato a supportare anche le connessioni USB e da allora la popolarità dell'USB non è più rallentata.

USB nel corso degli anni

Esempi dei principali tipi di connettori USB nel corso degli anni. iunewind / Shutterstock

Dal 1996, le capacità USB si sono notevolmente ampliate, incluso il supporto per tipi di connettori più nuovi e più piccoli e velocità molto più elevate. In tutto, lo standard è stato mantenuto dall'USB Implementers Forum (USB-IF). Ecco alcuni punti salienti.

  • USB 1.0 (1996): L'introduzione formale dello standard USB con connettori di tipo A e tipo B. L'alta velocità è di 12 megabit / secondo, la bassa velocità è di 1,5 megabit / secondo.
  • USB 1.1 (1998): Questa versione ha risolto i bug nello standard 1.0, inclusi i problemi con gli hub USB, ed è diventato il primo standard USB ampiamente adottato. Ha anche introdotto connettori USB Mini tipo A e B.
  • USB 2.0 (2001): Ciò ha introdotto una nuova modalità 480 megabit / secondo ad alta velocità pur mantenendo la retrocompatibilità con i dispositivi USB 1.1. Una revisione del 2007 ha introdotto per la prima volta i connettori USB Micro.
  • USB 3.0 (2011): Lo standard 3.0 ha introdotto una nuova velocità di trasmissione dati di 5 gigabit / secondo chiamata SuperSpeed. Ha inoltre introdotto nuovi connettori di tipo A, tipo B e micro con più pin per supportare la velocità di trasmissione dati più elevata.
  • USB 3.1 (2014): Ciò ha aumentato la velocità dati USB a 10 gigabit / secondo. In questo periodo, l'USB-IF ha anche introdotto il connettore USB-C simmetrico, che può essere collegato in entrambi i modi e funziona ancora. (Non dovrai più capovolgere il tuo dispositivo USB tre volte per trovare l'allineamento corretto!)
  • USB 3.2 (2017): Con questa revisione, l'USB è salito a 20 gigabit / secondo e ha deprecato i connettori di tipo B e micro a favore del tipo C.
  • USB 4.0 (2019): Questo standard è compatibile con Thunderbolt 3 e supporta connessioni fino a 40 gigabit / secondo. Tutti i connettori diversi da USB-C sono stati deprecati.

Il futuro è USB

A partire dal 2021, l'USB è ancora forte, supportato così ampiamente che i connettori USB sono diventati di fatto prese di alimentazione per la ricarica di smartphone, tablet, controller per videogiochi, giocattoli per bambini alimentati a batteria e per articoli di novità come scaldatazze e minuscoli desktop aspirapolvere.

L'USB non ha smesso di migliorare. USB4 mostra che il settore è seriamente intenzionato a mantenere lo standard competitivo poiché i computer diventano più veloci e i dati che mescoliamo tra i dispositivi diventano sempre più grandi.

Sta persino facendo breccia: i tablet iPad Pro di Apple hanno scaricato le loro porte Lightning proprietarie per USB-C, sebbene Lightning sia ancora presente su iPhone e molti altri dispositivi Apple.

Buon compleanno, USB!

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