USB 3.1 y USB Tipo-C: todas las claves

por Javier Rodríguez 23/08/2015 3

Introducción y USB 3.1

Introducción

USB 3.1 y USB Tipo-C son compañeros de viaje pero uno no es requisito para el otro. Teniendo esto claro podemos avanzar sobre ambas tecnologías. Una funcional y de velocidad y otra meramente física que no depende del interfaz que se esté usando puesto que se ha diseñado precisamente para poder ser incorporado con conectividad de generaciones anteriores. Primero veamos qué ofrece USB 3.1, sus variantes y nueva nomenclatura.

USB 3.1

El consorcio USB ha querido simplificar las cosas desde la incorporación de la revisión .1 al USB 3.0 con una nueva forma de llamar a las capacidades que disfrutábamos con el USB 3.0 y esta nueva variante.

El USB 3.0 ahora será reconocido también como USB 3.1 Gen1 (generación 1) y las prestaciones funcionales son las que ya conocemos. Tiene una capacidad de ancho de banda de 5gbps con una mejora de 10 veces el rendimiento sobre USB 2.0. Por poner un ejemplo, es lo que ha conseguido que tengamos pendrives y discos de almacenamiento externos capaces de superar ampliamente la limitación de los 30MB/s (reales) que tenia el USB 2.0.

Es completamente compatible con estándares anteriores, todos los USB hasta la fecha lo son, y amplía la potencia eléctrica suministrada por conector hasta los 900mA frente a los 500mA de USB 2.0. También exige menos tiempos de CPU y por tanto reduce el consumo o la necesidad eléctrica.

USB 3.0 introduce también un nuevo protocolo de transferencia de información. Hasta ahora el sistema usado, que también es compatible USB 3.0, era BOT (Bulk Only Transport). Un sistema sencillo, fácil de implementar y barato, muy barato. El problema es que en la simplicidad, que sin duda ha sido una ayuda durante muchos años, el USB 3.0 encontraba limitaciones importantes como no poder provisionar múltiples conexiones de forma simultánea. Esto, solo esto, ya hacía que las velocidades del interfaz fueran muy limitadas en la práctica.

Dispositivos económicos ya integran tecnología UASP para ser usado con la unidad de almacenamiento que queramos. Otras unidades externas ya tienen de serie esta tecnología.

Surge entonces el UAS (USB Attached SCSI) y en consecuencia el UASP (USB Attached SCSI Protocol). Este estándar o protocolo de transporte de datos por USB fue desarrollado inicialmente por el ANSI pero es realmente desarrollado por el USB-IF (USB implementers fórum). Básicamente introduce técnicas de manejo de datos ya resueltas en un estándar tan veterano y avanzado como es SCSI. Esto incluye la autogestión del mejor modo de manejar múltiples conexiones, el ordenamiento de las mismas, etc. UASP desarrolla verdaderamente todo el potencial de ancho de banda de USB 3.0. Hasta aquí lo que USB 3.0, ahora USB 3.1 Gen1, introdujo en el mercado hace ya algunos años. Desde el año pasado podemos disfrutar de una revisión de este estándar que no es otro que el USB 3.1.

Arriba rendimiento con adaptador y controladora UASP, abajo sin ello.

USB 3.1 o USB 3.1 Gen2.  Primero, y muy importante, USB 3.1 Gen2 o USB 3.1 Superspeed 10gbps no es Tipo-C ni Tipo-C es USB 3.1 Gen2. Esto tenemos que tenerlo claro antes de llevarnos sorpresas desagradables con los resultados de las tecnologías que compramos o creamos haber comprado.

En este panel de conectores traseros de una placa base moderna podemos ver en azul oscuro un conector USB 3.0, ahora denominados USB 3.1 Gen1, y en color más claro los conectores USB 3.1 Gen2 o SuperSpeed 10gbps.  También podemos identificar una hembra de conector tipo C híbrido.

USB 3.1 Gen2 aumenta de forma notable la capacidad de transferencia del interfaz. Concretamente lo aumenta hasta los 10gbps, duplicando, la velocidad de transferencia que soporta. Esta revisión soporta también el protocolo UASP así que tendremos las ventajas heredadas con básicamente más velocidad de transferencia. Esto se consigue aumentando la multiplexación y no afecta al numero de conectores que requiere un cable o conector USB 3.1. Son exactamente iguales y por tanto completamente compatibles.

USB 3.1 Gen2 introduce otra mejora importante, el perfil de alimentación 2 y es tanto o más relevante que el aumento de ancho de banda. Se trata de su capacidad de suministro eléctrico o potencia de carga. Desde la incorporación de esta revisión USB 3.1 Gen2 es capaz de suministrar hasta 100w de carga por conector. Las implicaciones de esto son notables puesto que comenzaremos a ver sistemas como televisores con concentradores de este tipo que sean capaces de alimentar directamente los dispositivos que conectamos a ellos habitualmente como reproductores, discos duros, consolas, altavoces, etc. Todos conectados y alimentados por el USB USB 3.1 Gen2 con perfil de alimentación 2 del televisor.

Lo mismo podremos comenzar a ver con monitores de PC, dockstations para portátiles, etc.  No solo es más rápido sino que su uso pasará de ser un método de transmisión de datos para convertirse también en un medio muy capaz para alimentar otros dispositivos.

USB Tipo C

USB Tipo-C

A diferencia de lo que se pueda pensar, el conector tipo C o Type-C no tiene nada que ver con la introducción del estándar USB 3.1 Gen2. Pueden haberse solapado en el tiempo pero los desarrollos de los estándares, protocolos y otros sistemas solo influencian el tipo de conector puesto que una de las premisas  de USB es la retrocompatibilidad.

El conector de tipo “C” lo veremos incorporado en dispositivos USB 2.0, USB 3.1 Gen1 y USB 3.1 Gen2. Es un tipo de conector simétrico, plano con una redondez idéntica en cada lado. Permite, por tanto, usar el conector en cualquier posición. El secreto está en que los 18 conectores (USB 3.0 o USB 3.1 usan 9 conectores) que lo forman están en el conector hembra tanto en la parte superior como la inferior. Cuando enchufamos el macho usará los conectores de arriba o de abajo sin importar cómo lo hayamos conectado.

Este conector no obliga ni depende de que la controladora que lo sirve, o el hub controlador, sea de tipo USB 3.1, da igual la generación, así que mucho ojo si pensamos que nuestro nuevo teléfono móvil o Tablet disfrutará de velocidades de transferencia sorprendentes. Seguramente, a día de hoy, no sea así.

Un buen ejemplo de esto es el Nokia N1, que solo soporta USB 2.0 a pesar de usar este tipo de conector. Muchos otros dispositivos sufren de lo mismo. Otros como el nuevo ZUK K1, que está ahora mismo en preventa, ya sí incorporan en USB Type-C conectividad real de tipo 3.0 con mayores tasas de transferencia.

El Nokia N1 incorpora un conector Tipo C, cómodo para ponerlo a cargar, pero no es de tipo USB 3.1. Sus velocidades de transferencia estarán limitadas a USB 2.0.

Otros dispositivos, como el nuevo Macbook, han incorporado este conector de tal forma que no solo es el único medio de conectividad física del portátil sino que además es su fuente de carga. El conector de tipo-C tendrá una capacidad máxima de carga de unos 3A a 5v, unos 15w, pero esto dependerá también de otros factores. Aun así es una mejora importante sobre los 10w que ofrece un conector como el MicroUSB de tipo A y sus dimensiones físicas son muy similares. 

A pesar de la polémica de usar un único conector el conector Tipo C del MacBook 2015 es un buen ejemplo de integración de este nuevo conector. No hay soporte oficial para USB 3.1 en ningún chipset existente de Intel o AMD, ni conozco tampoco SOC comercializado con esta tecnología. Todo son controladoras añadidas. 

El Chomebook Pixel 2015 de Google también integra este nuevo tipo de conector. Las nuevas generaciones de máquinas podrán ser más delgadas e incorporar más conectores gracias a este nuevo formato. Los conectores de tipo A son adaptables.

Encontraremos en el mercado todo tipo de adaptadores a USB Tipo C. La incorporación de dispositivos antiguos no será ningún problema.

Thunderbolt 3 y conclusión

Thunderbolt 3

Pero la sorpresa la dio Intel hace algunas semanas con su tercera generación de conectividad Thunderbolt. La tercera generación de controladoras Thunderbolt, que como sabéis es un puente PCI Express, usará el conector Tipo-C de USB. Mantendrá no solo su conectividad de datos, que ahora alcanza los 40gbps por canal, sino también su conectividad gráfica Displayport y también será compatible con el transporte de USB 3.1 Gen2 incluyendo el perfil de alimentacion 2 que suministra hasta 100w.

Es un conector para todo, datos de alta velocidad, gráficos de alta definición con hasta dos pantallas 4k 60Hz de forma simultánea y un conector USB que podemos adaptar para cualquier periférico moderno o antiguo.

Con esta nueva generación de conectores Thunderbolt será fácil que las próximas generaciones de ordenadores portátiles y no portátiles usen únicamente este conector para casi todo. Seguro que el ejemplo lo tendremos en la próxima generación de portátiles Macbook de Apple tanto en sus gamas pro y air.

Durante el IDF de este año se han podido ver demostraciones de la versatilidad del nuevo Thunderbolt 3. Capaz de brindar, con calidad, de una vez por todas, gráficos externos de alto rendimiento a cualquier máquina compatible.

Hace tan solo un par de días Intel demostró en el IDF cómo este tipo de conectividad nos permitirá gráficos de alta velocidad con soluciones de gráficos externos que también nos ofrecerán conectividad general para hacer de dockstations más eficiente y capaces y sin necesidad de conectores propietarios puesto que estas soluciones, aunque más lentas, también funcionarán a través de USB 3.1 Gen2.

Conclusión

En definitiva. Tipo C no es garantía de USB 3.1 Gen2 o USB 3.1 Superspeed 10gbps. Es garantía de que puede soportarlo y de que nos ofrecerá una forma más sencilla e inteligente de conectar dispositivos sin andar mirando de qué lado los conectamos.

Vendrá asociado a nuevas tecnologías que añaden velocidad y aumento de la alimentación suministrada a diferentes dispositivos y seguramente dará vida a una nueva generación de dispositivos que conectaremos al ordenador, televisor inteligente, etc.

A partir de ahora si ves USB 3.1 Gen1 sabrás que se refiere al USB 3.0 clásico y que USB 3.1 Gen2 es el que añade estas nuevas prestaciones. UASP está presente en ambos estándares y por tanto eso nos dará también seguridad de que podemos aprovechar bien nuestros dispositivos o periféricos de alta velocidad.