La gestione USB 1.1 e 2.0 dei nuovi Mac
di Settimio Perlini
16 -09-2003

Introdotta nella versione 1 da Intel ma portata ai maggiori fasti da Apple che con il suo primo iMac "costrinse" gli acquirenti a dotarsi di ogni genere di periferica con tale tipo di collegamento, USB si è evoluta per prestazioni fino ad arrivare all'attuale versione Hi-Speed ed è entrata a far parte della dotazione standard di molti PC desktop.

Ora con i nuovi G4, iMac e PowerBook anche Apple ha introdotto USB2: un "ritardo" voluto in attesa di produrre nuove piastre madri e per spingere la propria FireWire 800 che presenta prestazioni molto superiori.
Vediamo da vicino le implicazioni che derivano dall'uso della tecnologia anche su periferiche di tipo USB 1.1 e il confronto con Firewire 400 e 800 e l'implementazione di Cupertino sulle sue nuove macchine desktop.

Quando utilizzare USB 2.0?
Le specifiche di USB 2.0 sono state rilasciate al WinHEC nell'aprile 2000: elaborate da USB 2.0 Promoter Group composto da Compaq, Hewlett Packard, Intel, Lucent, Microsoft, NEC e Philips.
Le nomenclature Hi-Speed USB e USB 2.0 anche se molte volte usate indifferentemente non sono in realtà equivalenti:
USB 2.0 copre le tre velocità 480 Mbps, 12 Mbps e 1.5 Mbps, "Hi-Speed USB" si riferisce alla sola posizione da 480 Mbps delle specifiche USB 2.0.
Cosicchè nell'accezione comune si utilizza il termine "USB" per riferirsi alle velocità 12Mbps e 1.5Mbps e USB 2 per la velocità maggiore.

Hi-Speed USB 2.0 non viene vista da Intel e vari produttori come un competitore di IEEE 1394-Firewire a tutto campo perchè a quest'ultima viene riconosciuta la netta superiorità nel settore audio e video ma l'ottima possibilità di integrazione nelle piastre madri e la relativa economicità ha creato diverse soluzioni al "margine" del settore occupato da Firewire.

Non esistono telecamere con interfaccia USB 2.0 per il trasferimento di video DV mentre sono apparse in queste ultime settimane convertitori analogici o TV-Tuner in grado di inviare segnale compresso - analogamente a quello che fa EyeTV di El Gato su Mac - al computer con degli standard di compressione di piu' alto livello (MPEG 2 al posto di Mpeg1) grazie alla maggiore banda passante.

Se pensate di sfruttare l'interfaccia per collegare dischi esterni non occasionalmente o per motivi professionali è meglio rivolgersi a Firewire, meglio se in versione 800 nel caso di DTP o gestione di grandi file Audio e/o Video.

Se volete utilizzare un masterizzatore CD o DVD ad alta velocità, o dischi esterni per uso saltuario USB 2.0 è in grado di accontentarvi senza problemi mantenendo la compatibilità a bassa velocità con Mac più obsoleti.
Assolutamente da sconsigliare allo stato della tecnologia, masterizzatori USB con solo collegamento 1.1 quando si ha a disposizione sul proprio Mac una presa Firewire.

Se utilizzate un lettore Mp3 su hard disk per il trasferimento occasionale di archivi, (come iPod, Archos, FlashTrack di Smart Disk e altri..) USB 2.0 è un enorme passo avanti rispetto alla versione 1.1 e mantiene la compatibilità con vecchi computer Mac e PC (dotati di sistema operativo Windows 98 o superiore) dotati di tale interfaccia e di media formattati opportunamente.

Ma il mercato piu' promettente che usa USB 2.0 è quello della fotografia digitale: il basso costo e consumo del chip permettono l'inserimento nelle fotocamere digitali consumer e quello nelle stampanti fotografiche o meno. Oltre a questo sono disponibili convertitori di memorie flash che rendono tutto il processo dell'immagine digitale, dal passaggio delle immagini al computer alla stampa finale molto più efficiente nel caso si utilizzi l'implementazione "veloce" della tecnologia.

Tante sono le fotocamere digitale e le stampanti che usano USB 2 per il collegamento.

Ma quanto è veloce USB 2.0?
Dalla tabella che vede qui sotto potete verificare quali siano i miglioramenti notevoli, in termini di banda passante rispetto all'interfaccia USB 1.1 e come "nominalmente" USB 2.0 sia superiore di poco a Firewire 400.



Test effettuati con applicazioni reali e che mettono a confronto diverse tipologie di collegamento di Hard Disk dimostrano che se fatta 100 la velocità di scrittura e lettura di molteplici file da 128k-1024k (si pensi alla gestione di grandi database di immagini fotografiche) su un disco Ultra 320 SCSI (su interfaccia PCI), la velocità di un collegamento ATA 133 ha prestazioni velocistiche del 75%, corrispondenti a quelle di Firewire 800 (che arrivano in pratica al limite delle attuali meccaniche di hard disk Ultra ATA), Firewire 400 arriva al 50% e USB 2.0 a circa il 33% nonostante una velocità nominale di 480 Mbps rispetto ai 400 Mbps di Firewire 400.
I risultati sul campo mostrano quindi velocità di trasferimento inferiore a causa della trasmissione "a pacchetti" utilizzata dal bus seriale.

Nei grafici qui sotto che analizzano la velocità di trasferimento di archivi di diversa dimensione in lettura e scrittura, rielaborati dagli originali di BareFeat, i valori piu' alti rappresentano migliori prestazioni

Ma veniamo all'hardware Apple: 3 porte sugli iMac G4 e 2 porte sui PowerBook G4 12,15,17 presentati a Settembre 2003: vediamo come funziona però sui PowerMac G5 che sono i "padri" dell'evoluzione della struttura I/O delle nuove macchine.

USB Dentro e fuori il nuovo PowerMac G5
Il G5 dispone di due porte Universal Serial Bus (USB) di tipo 2.0 sul retro ed una sul fronte oltre ad una porta interna sullo slot AGP per il collegamento al display esterno (che come sappiamo supporta connessione video, alimentazione e USB su un unico cavo grazie al connettore ADC.
Le porte esterne USB sono collegate al controller USB collegato al bus PCI attraverso K2.
Oltre a queste ci sono due porte USB 1.1 sulla tastiera fornita di serie.
Le porte USB esterne (escluse quelle della tastiera) sono compatibili con le specifiche USB 2.0 e possono supportare quindi dispositivi esterni come masterizzatori, hard disk e lettori esterni ad alta velocità (vedremo in seguito cosa significa questo).

USB2 permette di raggiungere velocità di 480 Mbps con dispositivi che utilizzano una interfaccia di tipo EHCI (Enhanced Host Controller Interface).
Quando viene collegato un dispositivo a bassa velocità viene utilizzato un controller OHCI (Open Host Controller Interface) abbinato.
Ciascuna delle porte USB sul retro è collegata ad un hub root USB nelle velocità classiche permettendo ad ognuna di supportare dispositivi che usano una banda da 12 Mbps senza alcun peggioramento delle prestazioni.

Gli hub root USB sono connessi al modem interno e la connnessione del monitor ADC.
I connettori esterni sono tutti di tipo A (compatibili con USB 1.1 e 2.0), il software di sistema è in grado di gestire le velocità diverse di collegamenti USB 1.1 e 2.0 contemporanei.
Ogni porta USB esterna sul G5 dispone di alimentazione 5 Volt e 500 mA: sono collegati alla stessa alimentazione ed è disponibile una circuito di protezione comune.

Vi ricordiamo che come per USB 1.1 si possono collegare fino a 127 dispositivi per singolo host con una lunghezza dei cavi di 5 metri al massimo per evitare ritardi di propagazione.


Risveglio dallo sleep
Nelle specifiche USB viene definito il cosiddetto USB-suspend mode attraverso il quale i dispositivi USB forniscono una funzione di "risveglio remoto" al computer.
USB root hub nel G5 è regolato in modo di supportare un risveglio remoto con l'invio di un evento RESUME ogni qualvolta un dispositivo viene collegato al bus (la cosa è possibile anche con i mouse e la tastiera forniti di serie).

Conclusioni
In pratica i nuovi Mac con USB 2.0 diventano più versatili e aperti all'interscambio di dati e all'utilizzazione di periferiche di ogni tipo ma se vi servono dischi esterni veloci e gestite grandi quantità di dati Firewire 400 e meglio ancora Firewire 800 sono il meglio che potete ottenere.

Per mantenere il massimo della compatibilità e velocità potete pensare, nel caso di hard disk, a quelli dotati sia di interfaccia Firewire (meglio se 800) e USB 2.0.
Ne esistono in commercio diversi modelli che vi abbiamo già segnalato nei mesi scorsi e che proveremo sul campo nelle prossime settimane.

E se volessi USB 2.0 sul mio "vecchio" Mac?
Nel campo PC solo negli ultimi mesi USB 2.0 è presente su qualsi tutte le piastre madri non economiche e sono ancora pochi i portatili dotati dell'interfaccia seriale veloce: per questo sono in commercio diverse soluzioni per l'integrazione successiva di USB 2 che trovano una corrispondenza anche nel mondo Mac.

Sia i Mac desktop con slot PCI (PowerMac) sia quelli con porta PCMCIA (PowerBook G3 e G4) possono essere equipaggiati con interfacce USB 2.0: Mac OS X 10.2 nelle versioni più recenti le supporta direttamente mentre queste funzionano in modalità 1.1 su due canali indipendenti (quindi con una doppia banda passante totale) con Mac OS 9.2.2.
Nelle prossime settimane faremo alcuni test di compatibilità con schede aggiuntive USB 2.0.
Nel frattempo vi segnaliamo i modelli con sicura compatibilità Mac (su 8.6 e 9.x funzionano in modalità USB 1.1) e anche Linux
di Keyspan distribuiti da Turnover Keyspan USB 2.0 HUB (un Hub che connette 4 dispositivi USB 2.0)
- Keyspan USB2+FireWire Card (una scheda combo che aggiunge anche porte Firewire 400)
- Keyspan USB 2.0 CardBus Card (una scheda PCMCIA per il PowerBook)
- Keyspan USB 2.0 Card (Una scheda PCI che aggiunge "solo" USB 2.0)

Oppure di Sonnet distribuita da Iceberg Technologies
- Tango 2.0 FireWire/USB 2.0 Combo Card (scheda PCI con porte Firewire e USB 2.0)