Alcune informazioni che dovresti sapere sull'USB

Questo articolo riguarda lo standard del bus del computer. Per altri usi, vedere USB (disambiguazione).

Universal Serial Bus (USB) è uno standard di settore, sviluppato da USB Implementers Forum (USB-IF), per la trasmissione di dati digitali e l'erogazione di energia tra molti tipi di dispositivi elettronici. Specifica l'architettura, in particolare l'interfaccia fisica interfacce, e protocolli di comunicazione da e verso host, come computer personali, da e verso periferiche, ad esempio display, tastiere e dispositivi di archiviazione di massa, e da e verso hub intermedi, che moltiplicano il numero di porte di un host.[2]

Introdotto nel 1996, l'USB è stato originariamente progettato per standardizzare la connessione delle periferiche ai computer, sostituendo varie interfacce come porte seriali, porte parallele, porte per giochi, e Apple Desktop Bus (porte ADB).[3] Le prime versioni di USB sono diventate comuni su un'ampia gamma di dispositivi, come tastiere, mouse, fotocamere, stampanti, scanner, chiavette USB, smartphone, console per videogiochi e power bank.[4] Da allora, USB si è evoluta in uno standard per sostituire praticamente tutte le porte comuni su computer, dispositivi mobili, periferiche, alimentatori e molti altri piccoli dispositivi elettronici.

Nell'ultimo standard, il USB-C connettore sostituisce molti tipi di connettori per l'alimentazione (fino a 240 W), display (ad es. DisplayPort, HDMI) e molti altri usi, oltre a tutti i precedenti connettori USB.

A partire dal 2024, USB è composto da quattro generazioni di specifiche: USB 1.x, USB 2.0, USB 3.x, e USB4. La specifica USB4 migliora la funzionalità di trasferimento dati e erogazione di potenza con "un'architettura di tunneling orientata alla connessione progettata per combinare più protocolli su una singola interfaccia fisica in modo che la velocità e le prestazioni totali del Fabric USB4 possano essere condivise dinamicamente."[2] In particolare, USB4 supporta il tunneling del Thunderbolt 3 protocolli, ovvero PCI Express (PCIe, interfaccia load/store) e DisplayPort (interfaccia display). USB4 aggiunge anche interfacce host-to-host.[2]

Ogni sottoversione della specifica supporta diverse velocità di segnalazione da 1,5 e 12 Mbit/s half-duplex in USB 1.0/1.1 a 80 Gbit/s full-duplex in USB4 2.0.[5][6][7][2] USB fornisce anche alimentazione ai dispositivi periferici; le ultime versioni dello standard estendono i limiti di erogazione di potenza per la ricarica delle batterie e per dispositivi che richiedono fino a 240 watt, come definito in USB Power Delivery (USB-PD) Rev. V3.1.[8] Nel corso degli anni, USB(-PD) è stato adottato come formato standard di alimentazione e ricarica per molti dispositivi mobili, come i telefoni cellulari, riducendo la necessità di caricabatterie proprietari.[9]

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USB è stato progettato per standardizzare la connessione di periferiche ai personal computer, sia per scambiare dati che per fornire energia elettrica. Ha in gran parte sostituito interfacce come porte seriali e porte parallele ed è diventato comune su vari dispositivi. Le periferiche collegate tramite USB includono tastiere e mouse per computer, videocamere, stampanti, lettori multimediali portatili, telefoni digitali (portatili) mobili, unità disco e adattatori di rete.

I connettori USB hanno progressivamente sostituito altri tipi di cavi di ricarica per dispositivi portatili.[10][11][12]

Le interfacce dei connettori USB sono classificate in tre tipi: i numerosi connettori legacy Type-A (upstream) e Type-B (downstream) presenti su host, hub e dispositivi periferici, e il moderno Type-C (USB-C) connettore, che sostituisce i molti connettori legacy come unico connettore applicabile per USB4.

I connettori di Tipo A e Tipo B erano disponibili nelle dimensioni Standard, Mini e Micro. Il formato standard era il più grande e veniva utilizzato principalmente per desktop e periferiche di grandi dimensioni. I connettori Mini-USB (Mini-A, Mini-B, Mini-AB) furono introdotti per i dispositivi mobili. Tuttavia, furono rapidamente sostituiti dai connettori Micro-USB più sottili (Micro-A, Micro-B, Micro-AB). Il connettore di Tipo C, noto anche come USB-C, non è esclusivo di USB, è l'unico standard attuale per USB, è obbligatorio per USB4 ed è richiesto da altri standard, tra cui DisplayPort moderno e Thunderbolt. È reversibile e può supportare varie funzionalità e protocolli, incluso USB; alcuni sono obbligatori e molti sono opzionali, a seconda del tipo di hardware: host, dispositivo periferico o hub.[13][14]

Le specifiche USB forniscono retrocompatibilità, che di solito comporta una riduzione delle velocità di segnalazione, della potenza massima offerta e di altre capacità. La specifica USB 1.1 sostituisce USB 1.0. La specifica USB 2.0 è retrocompatibile con USB 1.0/1.1. La specifica USB 3.2 sostituisce USB 3.1 (e USB 3.0) includendo al contempo la specifica USB 2.0. USB4 "sostituisce funzionalmente" USB 3.2 mantenendo il bus USB 2.0 operativo in parallelo.[5][6][7][2]

La specifica USB 3.0 ha definito una nuova architettura e un nuovo protocollo denominato **SuperSpeed** (noto anche come **SuperSpeed USB**, commercializzato come **SS**), che includeva una nuova corsia per un nuovo schema di codifica del segnale (simboli 8b/10b, 5 Gbit/s; in seguito noto anche come **Gen 1**), consentendo trasferimenti dati full-duplex che richiedevano fisicamente cinque fili e pin aggiuntivi, pur preservando l'architettura e i protocolli USB 2.0 e mantenendo quindi i quattro pin/fili originali per la retrocompatibilità con USB 2.0, per un totale di 9 fili (con 9 o 10 pin nelle interfacce dei connettori; il pin ID non è cablato).

La specifica USB 3.1 ha introdotto un sistema Enhanced SuperSpeed, preservando l'architettura e il protocollo SuperSpeed (SuperSpeed USB), con un'architettura e un protocollo aggiuntivi SuperSpeedPlus (noto anche come SuperSpeedPlus USB) che aggiungono un nuovo schema di codifica (simboli 128b/132b, 10 Gbit/s; noto anche come Gen 2); per un certo periodo commercializzato come SuperSpeed+ (SS+).

La specifica USB 3.2[15] ha aggiunto una seconda corsia al sistema Enhanced SuperSpeed, oltre ad altri miglioramenti, in modo che la parte del sistema SuperSpeedPlus USB implementi le modalità operative Gen 1×2, Gen 2×1 e Gen 2×2. Tuttavia, la parte SuperSpeed USB del sistema implementa ancora la modalità operativa a corsia singola Gen 1×1. Pertanto, le operazioni a due corsie, ovvero USB 3.2 Gen 1×2 (10 Gbit/s) e Gen 2×2 (20 Gbit/s), sono possibili solo con USB-C completo. A partire dal 2023, sono state implementate piuttosto raramente; Intel, tuttavia, ha iniziato a includerle nei suoi modelli di processori SoC di 11ª generazione, ma Apple non le ha mai fornite. D'altra parte, USB 3.2 Gen 1(×1) (5 Gbit/s) e Gen 2(×1) (10 Gbit/s) sono piuttosto comuni da alcuni anni.

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Articolo principale: USB hardware § Connettori

Ogni connessione USB viene realizzata utilizzando due connettori: un ricettacolo e una spina. Le immagini mostrano solo i ricettacoli:

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Il Bus Seriale Universale è stato sviluppato per semplificare e migliorare l'interfaccia tra personal computer e dispositivi periferici, come telefoni cellulari, accessori per computer e monitor, rispetto alle interfacce standard o proprietarie ad hoc precedentemente esistenti.[17]

Dal punto di vista dell'utente del computer, l'interfaccia USB migliora la facilità d'uso in diversi modi:

Lo standard USB offre anche numerosi vantaggi per i produttori di hardware e gli sviluppatori di software, in particolare per la relativa facilità di implementazione:

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Come tutti gli standard, l'USB presenta molteplici limitazioni nel suo design:

Per uno sviluppatore di prodotti, l'uso di USB richiede l'implementazione di un protocollo complesso e implica un controller "intelligente" nel dispositivo periferico. Gli sviluppatori di dispositivi USB destinati alla vendita al pubblico devono generalmente ottenere un ID USB, che richiede il pagamento di una tassa al USB Implementers Forum (USB-IF). Gli sviluppatori di prodotti che utilizzano la specifica USB devono firmare un accordo con l'USB-IF. L'uso dei loghi USB sul prodotto richiede tariffe annuali e l'iscrizione all'organizzazione.[17]

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Il logo USB tridente di base

Un gruppo di sette aziende iniziò lo sviluppo dell'USB nel 1995:[21] Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, e Nortel. L'obiettivo era rendere fondamentalmente più semplice collegare dispositivi esterni ai PC, sostituendo la moltitudine di connettori sul retro dei PC, risolvendo i problemi di usabilità delle interfacce esistenti, semplificando la configurazione software di tutti i dispositivi collegati tramite USB, oltre a consentire velocità di trasferimento dati maggiori per i dispositivi esterni e plug and play funzionalità.[22] I concetti del Atari SIO bus seriale, dei computer Atari a 8 bit, e del IEEE-488 derivato Bus Commodore, e Hewlett Packard's HP-IL bus ha pionieristicamente adottato questo approccio.[23][24] Un consorzio guidato da Apple, e comprendente Sony, Panasonic (Matsushita), LG, Toshiba, Hitachi, Cannon, Philips Electronics, Compaq, Thomson e Texas Instruments, ha sviluppato ulteriormente il concetto, a partire dal 1986, come IEEE 1394 standard Firewire e pool di brevetti.[25] Joseph C. Decuir, originariamente di Atari, poi Commodore, e progettista del bus comune SIO di Atari, avrebbe lavorato al progetto USB per Microsoft, ottenendo uno dei relativi brevetti statunitensi.[26] Ajay Bhatt e il suo team[a] hanno lavorato allo standard presso Intel;[28][29] i primi circuiti integrati che supportavano USB sono stati prodotti da Intel nel 1995.[30]

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Il logo USB Basic-Speed

Rilasciata nel gennaio 1996, USB 1.0 specificava velocità di segnalazione di 1.5 Mbit/s (Larghezza di banda ridotta o Bassa velocità) e 12 Mbit/s (Piena velocità).[31] Non consentiva l'uso di cavi di prolunga, a causa di limitazioni di temporizzazione e potenza. Pochi dispositivi USB arrivarono sul mercato fino al rilascio di USB 1.1 nell'agosto 1998. USB 1.1 fu la prima revisione ampiamente adottata e portò a ciò che Microsoft definì "PC senza legacy".[32][33][34]

Né USB 1.0 né USB 1.1 specificavano un design per connettori più piccoli del tipo A o B standard. Sebbene molti design per un connettore di tipo B miniaturizzato apparissero su numerose periferiche, la conformità allo standard USB 1.x era ostacolata dal trattare le periferiche con connettori miniaturizzati come se avessero una connessione vincolata (cioè: nessuna spina o presa all'estremità della periferica). Non esisteva un connettore miniaturizzato di tipo A noto fino all'introduzione di USB 2.0 (revisione 1.01).

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Il logo Hi-Speed USB

USB 2.0 è stato rilasciato nell'aprile 2000, aggiungendo una velocità di segnalazione massima superiore di 480 Mbit/s (throughput teorico massimo dei dati 53 MByte/s[35]) denominata High Speed o High Bandwidth, oltre alla velocità di segnalazione Full Speed di USB 1.x di 12 Mbit/s (throughput teorico massimo dei dati 1,2 MByte/s).[36]

Le modifiche alla specifica USB sono state apportate tramite avvisi di modifica tecnica (ECN). Le più importanti di queste ECN sono incluse nel pacchetto di specifiche USB 2.0 disponibile su USB.org:[37]

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Articolo principale: USB 3.0

Logo SuperSpeed USB deprecato

La specifica USB 3.0 è stata rilasciata il 12 novembre 2008, con la gestione trasferita dal gruppo promotore USB 3.0 all'USB Implementers Forum (USB-IF) e annunciata il 17 novembre 2008 alla conferenza degli sviluppatori SuperSpeed USB.[39]

USB 3.0 aggiunge una nuova architettura e un protocollo chiamato SuperSpeed, con relativi retrocompatibili spine, prese e cavi. Le spine e le prese SuperSpeed sono identificate da un logo distintivo e inserti blu nei connettori di formato standard.

L'architettura SuperSpeed prevede una modalità operativa a una velocità di 5,0 Gbit/s, in aggiunta alle tre modalità operative esistenti. La sua efficienza dipende da una serie di fattori, tra cui la codifica dei simboli fisici e il sovraccarico a livello di collegamento. A una velocità di segnalazione di 5 Gbit/s con codifica 8b/10b, ogni byte necessita di 10 bit per la trasmissione, quindi il throughput lordo è di 500 MB/s. Considerando il controllo di flusso, l'intelaiatura dei pacchetti e l'overhead del protocollo, è realistico che circa due terzi del throughput lordo, ovvero 330 MB/s, vengano trasmessi a un'applicazione.[40]: 4–19  L'architettura di SuperSpeed è full-duplex; tutte le implementazioni precedenti, USB 1.0-2.0, sono half-duplex, arbitrate dall'host.[41]

I dispositivi a bassa e alta potenza rimangono operativi con questo standard, ma i dispositivi che implementano SuperSpeed possono fornire una corrente aumentata compresa tra 150 mA e 900 mA, con incrementi discreti di 150 mA.[40]: 9–9 

USB 3.0 ha inoltre introdotto il Protocollo SCSI collegato via USB (UASP), che generalmente fornisce velocità di trasferimento più elevate rispetto al protocollo BOT (Bulk-Only-Transfer).

USB 3.1,[5] rilasciata nel luglio 2013, presenta due varianti. La prima conserva l'architettura e il protocollo SuperSpeed di USB 3.0, e la sua modalità operativa è stata rinominata USB 3.1 Gen 1,[42][43][44] mentre la seconda versione introduce una nuova architettura e protocollo SuperSpeedPlus, con una seconda modalità operativa denominata USB 3.1 Gen 2 (commercializzata come SuperSpeed+ USB). SuperSpeed+ raddoppia la velocità massima di segnalazione a 10 Gbit/s (in seguito commercializzata come SuperSpeed USB 10 Gbps dalla specifica USB 3.2), riducendo al contempo l'overhead di codifica di linea a solo il 3% modificando lo schema di codifica a 128b/132b.schema di codifica a 128b/132b.[42][45]

USB 3.2, rilasciato a settembre 2017,[15] preserva le architetture e i protocolli esistenti di USB 3.1 SuperSpeed e SuperSpeedPlus e le rispettive modalità operative, ma introduce due nuove modalità operative SuperSpeedPlus (USB 3.2 Gen 1×2 e USB 3.2 Gen 2×2) con la nuova USB-C Fabric con velocità di segnalazione di 10 e 20 Gbit/s (velocità dati grezze di 1212 e 2424 MB/s). L'aumento della larghezza di banda è il risultato del funzionamento a due corsie su cavi esistenti originariamente destinati alle capacità flip-flop del connettore USB-C.[46]

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A partire dalla specifica USB 3.2, USB-IF ha introdotto un nuovo schema di denominazione.[47] Per aiutare le aziende con il branding delle diverse modalità operative, USB-IF ha raccomandato di denominare le capacità da 5, 10 e 20 Gbit/s rispettivamente come SuperSpeed USB 5Gbps, SuperSpeed USB 10 Gbps e SuperSpeed USB 20 Gbps.[48]

Nel 2023, sono state nuovamente sostituite,[49] rimuovendo "SuperSpeed", con USB 5Gbps, USB 10Gbps e USB 20Gbps. Con nuovi loghi per Packaging e Porta.[50]

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Articolo principale: USB4

Logo Certified USB4 deprecato

La specifica USB4 è stata rilasciata il 29 agosto 2019 dall'USB Implementers Forum.[51]

La specifica USB4 2.0 è stata rilasciata il 1 settembre 2022 dall'USB Implementers Forum.[52]

USB4 si basa su Thunderbolt 3 protocollo.[53] Supporta una velocità di 40 Gbit/s, è compatibile con Thunderbolt 3 e retrocompatibile con USB 3.2 e USB 2.0.[54][55] L'architettura definisce un metodo per condividere dinamicamente un singolo collegamento ad alta velocità con più dispositivi finali, che serve al meglio il trasferimento dei dati in base al tipo e all'applicazione.

Durante CES 2020, USB-IF e Intel hanno dichiarato l'intenzione di consentire ai prodotti USB4 di supportare tutte le funzionalità opzionali come Thunderbolt 4 prodotti.

USB4 2.0 con velocità di 80 Gbit/s doveva essere presentato a novembre 2022.[56][57] Ulteriori dettagli tecnici sarebbero stati rilasciati in due giornate per sviluppatori USB previste per novembre 2022.[58][necessita aggiornamento]

La specifica USB4 stabilisce che le seguenti tecnologie devono essere supportate da USB4:[2]

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Una panoramica dello schema di denominazione USB introdotto a settembre 2022

(Viene mostrata una combinazione di specifiche USB e dei loro nomi commerciali

poiché le specifiche vengono talvolta utilizzate erroneamente come nomi commerciali.)

[contestato (for: USB4 20 Gbit/s non esiste; USB4 2×2 non è intercambiabile con USB 3.2 2×2 come indicato dal logo; i loghi per USB 3.x e USB4 sono diversi.) – discussione]

A causa dei precedenti schemi di denominazione confusi, USB-IF ha deciso di cambiarli ancora una volta. A partire dal 2 settembre 2022, i nomi commerciali seguono la sintassi "USB xGbps", dove x è la velocità di trasferimento in Gbit/s.[59] Una panoramica dei nomi e dei loghi aggiornati è visibile nella tabella adiacente.

Le modalità operative USB 3.2 Gen 2×2 e USB4 Gen 2×2 – oppure: USB 3.2 Gen 2×1 e USB4 Gen 2×1 – non sono intercambiabili né compatibili; tutti i controller partecipanti devono operare con la stessa modalità.

[Modifica il codice sorgente]

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Un sistema USB è costituito da un host con una o più porte rivolte verso il basso (DFP),[67] e più periferiche, formando una topologia a stella a livellitopologia a stella. Ulteriorihub USB può essere incluso, consentendo fino a cinque livelli. Un host USB può avere più controller, ciascuno con una o più porte. Fino a 127 dispositivi possono essere collegati a un singolo controller host.[68][40]: 8–29  I dispositivi USB sono collegati in serie tramite hub. L'hub integrato nel controller host è chiamato hub radice.

Un dispositivo USB può essere costituito da diversi sottodispositivi logici chiamati funzioni del dispositivo. Un dispositivo composito può fornire diverse funzioni, ad esempio una webcam (funzione dispositivo video) con un microfono integrato (funzione dispositivo audio). Un'alternativa è un dispositivo composito, in cui l'host assegna a ciascun dispositivo logico un indirizzo distinto e tutti i dispositivi logici si collegano a un hub integrato che si collega al cavo USB fisico.

Gli endpoint USB risiedono sul dispositivo periferico: I canali verso l'host sono chiamati pipe.

La comunicazione dei dispositivi USB si basa su pipe (canali logici). Un pipe collega il controller host a un'entità logica all'interno di un dispositivo, chiamata endpoint. Poiché i pipe corrispondono agli endpoint, i termini vengono talvolta usati in modo intercambiabile. Ogni dispositivo USB può avere fino a 32 endpoint (16 in ingresso e 16 in uscita), anche se è raro averne così tanti. Gli endpoint vengono definiti e numerati dal dispositivo durante l'inizializzazione (il periodo successivo alla connessione fisica chiamato enumerazione) e sono quindi relativamente permanenti, mentre i pipe possono essere aperti e chiusi.

Esistono due tipi di pipe: stream e message.

Quando un host avvia un trasferimento dati, invia un pacchetto TOKEN contenente un endpoint specificato con un tupladi (indirizzo_dispositivo, numero_endpoint). Se il trasferimento avviene dall'host all'endpoint, l'host invia un pacchetto OUT (una specializzazione di un pacchetto TOKEN) con l'indirizzo del dispositivo e il numero dell'endpoint desiderati. Se il trasferimento dati avviene dal dispositivo all'host, l'host invia invece un pacchetto IN. Se l'endpoint di destinazione è un endpoint unidirezionale la cui direzione designata dal produttore non corrisponde al pacchetto TOKEN (ad esempio, la direzione designata dal produttore è IN mentre il pacchetto TOKEN è un pacchetto OUT), il pacchetto TOKEN viene ignorato. Altrimenti, viene accettato e la transazione dati può iniziare. Un endpoint bidirezionale, invece, accetta sia pacchetti IN che OUT.

Due prese USB 3.0 Standard-A (a sinistra) e due prese USB 2.0 Standard-A (a destra) sul pannello frontale di un computer

Gli endpoint sono raggruppati in interfacce e ciascuna interfaccia è associata a una singola funzione del dispositivo. Fa eccezione l'endpoint zero, utilizzato per la configurazione del dispositivo e non associato ad alcuna interfaccia. Una singola funzione del dispositivo composta da interfacce controllate indipendentemente è chiamata dispositivo composito. Un dispositivo composito ha un solo indirizzo di dispositivo perché l'host assegna un indirizzo di dispositivo solo a una funzione.

Quando un dispositivo USB viene collegato per la prima volta a un host USB, viene avviato il processo di enumerazione del dispositivo USB. L'enumerazione inizia inviando un segnale di reset al dispositivo USB. La velocità di segnalazione del dispositivo USB viene determinata durante il segnale di reset. Dopo il reset, le informazioni del dispositivo USB vengono lette dall'host e al dispositivo viene assegnato un indirizzo univoco a 7 bit. Se il dispositivo è supportato dall'host, i driver del dispositivo necessari per comunicare con il dispositivo vengono caricati e il dispositivo viene impostato in uno stato configurato. Se l'host USB viene riavviato, il processo di enumerazione viene ripetuto per tutti i dispositivi collegati.

Il controller host dirige il flusso del traffico verso i dispositivi, quindi nessun dispositivo USB può trasferire dati sul bus senza una richiesta esplicita da parte del controller host. In USB 2.0, il controller host sondaggi il bus per il traffico, solitamente in un round-robin moda. La velocità effettiva di ciascuna porta USB è determinata dalla velocità più lenta tra la porta USB e il dispositivo USB collegato alla porta.

Gli hub USB 2.0 ad alta velocità contengono dispositivi chiamati traduttori di transazione che convertono tra bus USB 2.0 ad alta velocità e bus a velocità piena e bassa. Può esserci un traduttore per hub o per porta.

Poiché ci sono due controller separati in ogni host USB 3.0, i dispositivi USB 3.0 trasmettono e ricevono alle velocità di segnalazione USB 3.0 indipendentemente dai dispositivi USB 2.0 o precedenti collegati a quell'host. Le velocità di segnalazione operative per i dispositivi precedenti sono impostate in modo legacy.

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La funzionalità di un dispositivo USB è definita da un codice di classe inviato a un host USB. Ciò consente all'host di caricare moduli software per il dispositivo e di supportare nuovi dispositivi di diversi produttori.

Le classi di dispositivo includono:[70]

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Vedi anche: Classe di dispositivi di archiviazione di massa USB, Involucro per disco, e Disco rigido esterno

Una chiavetta USB, un tipico dispositivo di archiviazione di massa USB

Un M.2 (2242) unità a stato solido (SSD) collegato a un adattatore USB 3.0 connesso al computer

Il Classe di dispositivi di archiviazione di massa USB (MSC o UMS) standardizza le connessioni ai dispositivi di archiviazione. Inizialmente pensato per unità magnetiche e ottiche, è stato esteso per supportare unità flash e lettori di schede SD . La possibilità di avviare un supporto protetto da scrittura Scheda SD con un adattatore USB è particolarmente vantaggioso per mantenere l'integrità e lo stato incontaminato e non corruttibile del supporto di avvio.

Sebbene la maggior parte dei personal computer a partire dal 2005 possa avviarsi da dispositivi di archiviazione di massa USB, l'USB non è progettato come bus principale per l'archiviazione interna di un computer. Tuttavia, l'USB ha il vantaggio di consentire la sostituzione a caldo, rendendolo utile per periferiche mobili, inclusi vari tipi di unità.

Diversi produttori offrono unità disco rigidoUSB portatili esterne, o contenitori vuoti per unità disco. Questi offrono prestazioni paragonabili alle unità interne, limitate dal numero e dal tipo di dispositivi USB collegati e dal limite superiore dell'interfaccia USB. Altri standard concorrenti per la connettività delle unità esterne includono eSATA, ExpressCard, FireWire (IEEE 1394), e più recentemente Thunderbolt.

Un altro utilizzo dei dispositivi di archiviazione di massa USB è l'esecuzione portatile di applicazioni software (come browser web e client VoIP) senza la necessità di installarle sul computer host.[74][75]

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Vedi anche: Picture Transfer Protocol

Media Transfer Protocol (MTP) è stato progettato da Microsoft per fornire un accesso di livello superiore al filesystem di un dispositivo rispetto all'archiviazione di massa USB, a livello di file anziché di blocchi del disco. Include anche funzionalità opzionali di DRM. MTP è stato progettato per l'uso con lettori multimediali portatili, ma è stato successivamente adottato come protocollo di accesso all'archiviazione principale del sistema operativo Android dalla versione 4.1 Jelly Bean così come Windows Phone 8 (i dispositivi Windows Phone 7 utilizzavano il protocollo Zune, un'evoluzione di MTP). Il motivo principale è che MTP non richiede l'accesso esclusivo al dispositivo di archiviazione come fa UMS, alleviando potenziali problemi nel caso in cui un programma Android richieda l'archiviazione mentre è collegato a un computer. Lo svantaggio principale è che MTP non è altrettanto ben supportato al di fuori dei sistemi operativi Windows.

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Articolo principale: Classe di dispositivi di interfaccia umana USB

Un mouse o una tastiera USB possono solitamente essere utilizzati con computer più vecchi che dispongono di Porte PS/2 con l'aiuto di un piccolo adattatore da USB a PS/2. Per mouse e tastiere con supporto a doppio protocollo, un adattatore passivo che non contiene circuiti logici può essere utilizzato: il hardware USBnella tastiera o nel mouse è progettato per rilevare se è collegato a una porta USB o PS/2 e comunicare utilizzando il protocollo appropriato.[citazione necessaria] Esistono anche convertitori attivi che collegano tastiere e mouse USB (di solito uno per tipo) a porte PS/2.[76]

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Device Firmware Upgrade (DFU) è un meccanismo generico per l'aggiornamento delfirmware di dispositivi USB con versioni migliorate fornite dai loro produttori, offrendo (ad esempio) un modo per implementare correzioni di bug del firmware. Durante l'operazione di aggiornamento del firmware, i dispositivi USB cambiano la loro modalità operativa diventando effettivamente un PROM programmatore. Qualsiasi classe di dispositivo USB può implementare questa funzionalità seguendo le specifiche DFU ufficiali. In questo modo è possibile utilizzare strumenti host compatibili con DFU per aggiornare il dispositivo.[73][77][78]

DFU viene talvolta utilizzato come protocollo di programmazione della memoria flash nei microcontrollori con funzionalità di bootloader USB integrata. [79]

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Il gruppo di lavoro USB Device Working Group ha stabilito le specifiche per lo streaming audio e sono stati sviluppati e implementati standard specifici per gli usi delle classi audio, come microfoni, altoparlanti, cuffie, telefoni, strumenti musicali, ecc. Il gruppo di lavoro ha pubblicato tre versioni delle specifiche dei dispositivi audio:[80][81] USB Audio 1.0, 2.0 e 3.0, denominate "UAC"[82] o "ADC".[83]

UAC 3.0 introduce principalmente miglioramenti per i dispositivi portatili, come la riduzione del consumo energetico trasmettendo i dati a raffiche e rimanendo più spesso in modalità a basso consumo, e domini di alimentazione per diversi componenti del dispositivo, consentendo loro di essere spenti quando non in uso.[84]

UAC 2.0 ha introdotto il supporto per USB ad alta velocità (oltre alla velocità normale), consentendo una maggiore larghezza di banda per interfacce multicanale, frequenze di campionamento più elevate,[85] una latenza intrinseca inferiore,[86][82] e un miglioramento di 8× nella risoluzione temporale in modalità sincrona e adattiva.[82] UAC2 ha anche introdotto il concetto di domini di clock, che fornisce all'host informazioni su quali terminali di ingresso e uscita derivano i loro clock dalla stessa fonte, oltre a un supporto migliorato per codifiche audio come DSD, effetti audio, clustering di canali, controlli utente e descrizioni dei dispositivi.[82][87]

I dispositivi UAC 1.0 sono ancora comuni, tuttavia, grazie alla loro compatibilità cross-platform senza driver,[85] e anche in parte a causa diMicrosoftnon aver implementato UAC 2.0 per oltre un decennio dopo la sua pubblicazione, avendo finalmente aggiunto il supporto aWindows 10tramite l'aggiornamento Creators del 20 marzo 2017.[88][89][87] UAC 2.0 è supportato anche damacOS, iOS, e Linux,[82] tuttavia Android implementa solo un sottoinsieme della specifica UAC 1.0.[90]

USB fornisce tre tipi di sincronizzazione isocrona (a larghezza di banda fissa),[91] tutti utilizzati dai dispositivi audio:[92]

Sebbene la specifica USB descrivesse originariamente la modalità asincrona utilizzata in "altoparlanti economici" e la modalità adattiva in "altoparlanti digitali di fascia alta",[96] esiste la percezione opposta nelalta fedeltà mondo, dove la modalità asincrona è pubblicizzata come una caratteristica, e le modalità adattiva/sincrona hanno una cattiva reputazione.[97][98][90] In realtà, tutti i tipi possono essere di alta o bassa qualità, a seconda della qualità della loro ingegneria e dell'applicazione.[94][82][99] L'asincrono ha il vantaggio di essere svincolato dal clock del computer, ma lo svantaggio di richiedere laconversione della frequenza di campionamento quando si combinano più sorgenti.

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Articolo principale: Connettori hardware USB §

I connettori specificati dal comitato USB supportano numerosi obiettivi fondamentali di USB e riflettono le lezioni apprese dai molti connettori utilizzati dall'industria informatica. Il connettore femmina montato sull'host o sul dispositivo è chiamato receptacle, mentre il connettore maschio attaccato al cavo è chiamato plug.[40]: 2-5–2-6  I documenti ufficiali delle specifiche USB definiscono periodicamente anche il termine maschio per rappresentare il plug, e femmina per rappresentare il receptacle.[100]

Il connettore USB Standard-A, un tempo il tipo più comune di connettore USB, ora uno dei tanti tipi legacy di connettore USB

Il design è pensato per rendere difficile inserire una spina USB in modo errato nella sua presa. La specifica USB richiede che la spina del cavo e la presa siano marcati in modo che l'utente possa riconoscere l'orientamento corretto.[40] La spina USB-C è invece reversibile. I cavi USB e i piccoli dispositivi USB sono tenuti in posizione dalla forza di presa della presa, senza viti, clip o girelle come in alcuni connettori.

USB Mini-B (a destra) e il suo successore USB Micro-B (a sinistra). Questi erano i tipi più comuni di connettore USB su hardware più piccolo e portatile fino alla creazione di USB Type-C.

I diversi connettori A e B impediscono di collegare accidentalmente due fonti di alimentazione. Tuttavia, parte di questa topologia diretta viene persa con l'avvento delle connessioni USB multiuso (come USB On-The-Go negli smartphone e router Wi-Fi alimentati via USB), che richiedono cavi A-A, B-B e talvolta cavi a Y/divisori.

I tipi di connettori USB si sono moltiplicati con l'avanzare delle specifiche. La specifica USB originale descriveva in dettaglio i connettori standard-A e standard-B, sia maschi che femmina. I connettori erano diversi per impedire agli utenti di collegare tra loro due prese di computer. I pin dei dati nei connettori standard sono incassati rispetto ai pin di alimentazione, in modo che il dispositivo possa accendersi prima di stabilire una connessione dati. Alcuni dispositivi funzionano in modalità diverse a seconda che la connessione dati sia attiva. Le basi di ricarica forniscono alimentazione e non includono un dispositivo host o pin dati, consentendo a qualsiasi dispositivo USB compatibile di caricarsi o funzionare tramite un cavo USB standard. I cavi di ricarica forniscono connessioni di alimentazione, ma non dati. In un cavo solo ricarica, i fili dati sono cortocircuitati all'estremità del dispositivo; altrimenti, il dispositivo potrebbe rifiutare il caricabatterie come non adatto.

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Articolo principale:USB hardware § Cablaggio

Una varietà di cavi USB in vendita aHong Kong

Lo standard USB 1.1 specifica che un cavo standard può avere una lunghezza massima di 5 metri (16 ft 5 in) con dispositivi che operano a piena velocità (12 Mbit/s), e una lunghezza massima di 3 metri (9 ft 10 in) con dispositivi che operano a bassa velocità (1,5 Mbit/s).[101][102][103]

USB 2.0 prevede una lunghezza massima del cavo di 5 metri (16 ft 5 in) per dispositivi che funzionano ad alta velocità (480 Mbit/s).[103]

Lo standard USB 3.0 non specifica direttamente una lunghezza massima del cavo, richiedendo solo che tutti i cavi soddisfino una specifica elettrica: per cavi in rame conAWG26 fili, la lunghezza pratica massima è di 3 metri (9 ft 10 in).[104]

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I cavi bridge USB, o cavi di trasferimento dati, sono disponibili sul mercato e offrono connessioni dirette da PC a PC. Un cavo bridge è un cavo speciale con un chip e componenti elettronici attivi al centro del cavo. Il chip al centro del cavo funge da periferica per entrambi i computer e consente la comunicazione peer-to-peer tra i computer. I cavi bridge USB vengono utilizzati per trasferire file tra due computer tramite le loro porte USB.

Reso popolare da Microsoft come Windows Easy Transfer, l'utilità Microsoft utilizzava un cavo bridge USB speciale per trasferire file personali e impostazioni da un computer con una versione precedente di Windows a un computer con una versione più recente. Nel contesto dell'uso del software Windows Easy Transfer, il cavo bridge può talvolta essere indicato come cavo Easy Transfer.

Molti cavi bridge / di trasferimento dati USB sono ancora USB 2.0, ma esistono anche numerosi cavi di trasferimento USB 3.0. Nonostante USB 3.0 sia 10 volte più veloce di USB 2.0, i cavi di trasferimento USB 3.0 sono solo da 2 a 3 volte più veloci a causa della loro progettazione.[chiarimento necessario]

La specifica USB 3.0 ha introdotto un cavo incrociato A-A senza alimentazione per collegare due PC. Questi non sono destinati al trasferimento dati, ma sono pensati per usi diagnostici.

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I cavi bridge USB sono diventati meno importanti con l'introduzione delle capacità dual-role-device nella specifica USB 3.1. Secondo le specifiche più recenti, USB supporta la maggior parte degli scenari di connessione diretta tra sistemi tramite un cavo Type-C. Affinché questa funzionalità funzioni, tuttavia, i sistemi collegati devono supportare il cambio di ruolo. Le capacità dual-role richiedono la presenza di due controller all'interno del sistema, oltre a un controller di ruolo. Sebbene ciò possa essere previsto in una piattaforma mobile come un tablet o un telefono, i PC desktop e i laptop spesso non supportano i ruoli duali.[105]

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Articolo principale:Hardware USB § Alimentazione

I connettori USB a monte forniscono alimentazione a 5 V CC nominali tramite il pin V_BUS ai dispositivi USB a valle.

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Questa sezione descrive il modello di distribuzione dell'alimentazione di USB esistente prima di Power-Delivery (USB-PD). Sui dispositivi che non utilizzano PD, USB fornisce fino a 4,5 W attraverso connettori Type-A e Type-B e fino a 15 W attraverso USB-C. Tutta l'alimentazione USB pre-PD è fornita a 5 V.

Per un host che fornisce alimentazione ai dispositivi, USB ha il concetto di carico unitario. Qualsiasi dispositivo può assorbire la potenza di un carico e i dispositivi possono richiedere più potenza in questi passaggi discreti. Non è richiesto che l'host fornisca la potenza richiesta e un dispositivo non può assorbire più potenza di quella negoziata.

I dispositivi che assorbono non più di una unità sono detti dispositivi a bassa potenza. Tutti i dispositivi devono comportarsi come dispositivi a bassa potenza quando iniziano come non configurati. Per i dispositivi USB fino a USB 2.0, un carico unitario è di 100 mA (o 500 mW), mentre USB 3.0 definisce un carico unitario di 150 mA (750 mW). USB-C completo può supportare dispositivi a bassa potenza con un carico unitario di 250 mA (o 1250 mW).

I dispositivi che assorbono più di un'unità sono dispositivi ad alta potenza (come i tipici dischi rigidi da 2,5 pollici). USB fino a 2.0 consente a un host o a un hub di fornire fino a 2,5 W a ciascun dispositivo, in cinque passi discreti da 100 mA, mentre i dispositivi SuperSpeed (USB 3.x) consentono a un host o a un hub di fornire fino a 4,5 W in sei passi da 150 mA. USB-C consente il funzionamento a doppia corsia di USB 3.x con un carico unitario maggiore (250 mA; fino a 7,5 W).[106] USB-C consente inoltre la corrente di tipo C come sostituto di USB BC, segnalando la disponibilità di potenza in modo semplice, senza necessità di alcuna connessione dati.[107]

Per riconoscere la modalità di ricarica della batteria, una porta di ricarica dedicata pone una resistenza non superiore a 200 Ω tra i terminali D+ e D−. I canali dati in cortocircuito o quasi in cortocircuito con una resistenza inferiore a 200 Ω tra i terminali D+ e D− indicano una porta di ricarica dedicata (DCP) con velocità di ricarica indefinite.[108][109]

Oltre all'USB standard, esiste un sistema proprietario ad alta potenza noto come PoweredUSB, sviluppato negli anni '90 e utilizzato principalmente nei terminali punto vendita come i registratori di cassa.

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Articolo principale: Comunicazioni USB § Segnalazione (USB PHY)

I segnali USB vengono trasmessi utilizzando segnalazione differenziale su doppino intrecciato cavi dati con 90 Ω ± 15% impedenza caratteristica.[110] USB 2.0 e specifiche precedenti definiscono una singola coppia in half-duplex (HDx). Le specifiche USB 3.0 e successive definiscono una coppia dedicata per la compatibilità con USB 2.0 e due o quattro coppie per il trasferimento dati: due coppie di fili dati che realizzano full-duplex (FDx) per varianti a corsia singola (×1) richiedono almeno connettori SuperSpeed (SS); quattro coppie che realizzano full-duplex per varianti a due corsie (×2) richiedono connettori USB-C.

USB4 Gen 4 richiede l'uso di tutte e quattro le coppie ma consente configurazioni asimmetriche delle coppie.[111] In questo caso, una coppia di fili dati viene utilizzata per i dati upstream e le altre tre per i dati downstream o viceversa. USB4 Gen 4 utilizza modulazione di ampiezza di impulso su 3 livelli, fornendo una trit di informazioni ogni baud trasmessa, la frequenza di trasmissione di 12,8 GHz si traduce in una velocità di trasmissione di 25,6 GBd[112] e la traduzione da 11 bit a 7 trit fornisce una velocità di trasmissione teorica massima di poco superiore a 40,2 Gbit/s.[113]

Una connessione USB avviene sempre tra un'estremità **A**, che può essere un **host** o una porta downstream di un hub, e un'estremità **B**, che può essere un **dispositivo periferico** o la porta upstream di un hub. Storicamente, questo era reso evidente dal fatto che gli host avevano solo porte di Tipo-A e i dispositivi periferici solo porte di Tipo-B, e ogni cavo compatibile aveva un connettore Tipo-A e uno Tipo-B. USB-C (Tipo-C) è un connettore singolo che sostituisce tutti i precedenti connettori Tipo-A e Tipo-B, quindi quando entrambi i lati sono dotati di porte USB Type-C, negoziano quale sia l'**host** e quale il **dispositivo**.

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Articolo principale: USB (Comunicazioni) § Livello di protocollo

Durante la comunicazione USB, i dati vengono trasmessi come pacchetti. Inizialmente, tutti i pacchetti vengono inviati dall'host tramite l'hub radice e, eventualmente, altri hub, ai dispositivi. Alcuni di questi pacchetti indicano a un dispositivo di inviare alcuni pacchetti in risposta.

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Articolo principale: USB (Comunicazioni) § Transazione

Le transazioni di base dell'USB sono:

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Il logo USB Wireless

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L'USB Implementers Forum ha introdotto lo standard di comunicazione wireless Media Agnostic USB (MA-USB) v.1.0 basato sul protocollo USB il 29 luglio 2015.USB Wireless è una tecnologia sostitutiva dei cavi e utilizzaultra-wideband tecnologia wireless per velocità di trasferimento dati fino a 480 Mbit/s.[114]

L'USB-IF ha utilizzato la specifica WiGig Serial Extension v1.2 come base iniziale per la specifica MA-USB ed è conforme a SuperSpeed USB (3.0 e 3.1) e Hi-Speed USB (USB 2.0). I dispositivi che utilizzano MA-USB saranno marchiati come "Powered by MA-USB", a condizione che il prodotto superi il suo programma di certificazione.[115]

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Articolo principale: InterChip USB

InterChip USB è una variante chip-to-chip che elimina i tradizionali ricetrasmettitori presenti nell'USB normale. L'HSIC livello fisico utilizza circa il 50% in meno di energia e il 75% in meno di scheda area rispetto a USB 2.0.[116] È uno standard alternativo a SPI e I2C.

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Articolo principale: USB-C

USB-C (ufficialmente USB Type-C) è uno standard che definisce un nuovo connettore e diverse nuove funzionalità di connessione. Tra queste supporta la Modalità Alternativa, che consente di trasportare altri protocolli tramite il connettore e il cavo USB-C. Questo viene comunemente utilizzato per supportare il DisplayPort o HDMI protocolli, che consente di collegare un display, come un monitor del computer o televisore, tramite USB-C.

Tutti gli altri connettori non sono in grado di supportare operazioni a due corsie (Gen 1×2 e Gen 2×2) in USB 3.2, ma possono essere utilizzati per operazioni a corsia singola (Gen 1×1 e Gen 2×1).[117]

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Articolo principale: DisplayLink

DisplayLink è una tecnologia che consente di collegare più display a un computer tramite USB. È stata introdotta intorno al 2006 e, prima dell'avvento della Modalità Alternativa tramite USB-C, era l'unico modo per collegare display tramite USB. È una tecnologia proprietaria, non standardizzata dall'USB Implementers Forum e richiede in genere un separatodriver di dispositivo sul computer.

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All'inizio, l'USB era considerato un complemento al FireWire (IEEE 1394) tecnologia, progettata come un bus seriale ad alta larghezza di banda che interconnette in modo efficiente periferiche come unità disco, interfacce audio e apparecchiature video. Nel progetto iniziale, l'USB operava a una velocità di trasferimento dati molto inferiore e utilizzava hardware meno sofisticato. Era adatta per piccole periferiche come tastiere e dispositivi di puntamento.

Le differenze tecniche più significative tra FireWire e USB includono:

Queste e altre differenze riflettono i diversi obiettivi di progettazione dei due bus: USB è stato progettato per semplicità e basso costo, mentre FireWire è stato progettato per prestazioni elevate, in particolare in applicazioni sensibili al tempo come audio e video. Sebbene simili nella velocità di segnalazione teorica massima, FireWire 400 è più veloce di USB 2.0 ad alta larghezza di banda nell'uso reale,[118] specialmente in applicazioni ad alta larghezza di banda come i dischi rigidi esterni.[119][120][121][122] Il più recente standard FireWire 800 è due volte più veloce di FireWire 400 e più veloce di USB 2.0 ad alta larghezza di banda sia teoricamente che praticamente.[123] Tuttavia, i vantaggi di velocità di FireWire si basano su tecniche di basso livello comeaccesso diretto alla memoria (DMA), che a loro volta hanno creato opportunità per exploit di sicurezza come il Attacco DMA.

Il chipset e i driver utilizzati per implementare USB e FireWire hanno un impatto cruciale su quanta della larghezza di banda prescritta dalla specifica viene raggiunta nel mondo reale, insieme alla compatibilità con le periferiche.[124]

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Gli standard IEEE 802.3af, 802.3at e 802.3bt Power over Ethernet (PoE) specificano schemi di negoziazione dell'alimentazione più elaborati rispetto all'USB alimentata. Operano a 48 V CC e può fornire più potenza (fino a 12,95 W per 802.3af, 25,5 W per 802.3at, noto anche come PoE+, 71 W per 802.3bt, noto anche come 4PPoE) su un cavo fino a 100 metri rispetto a USB 2.0, che fornisce 2,5 W con una lunghezza massima del cavo di 5 metri. Ciò ha reso PoE popolare per Voce su IP telefoni, telecamere di sicurezza, punti di accesso wireless, e altri dispositivi in rete all'interno degli edifici. Tuttavia, USB è più economico di PoE a condizione che la distanza sia breve e il consumo energetico sia basso.

EthernetLe normative richiedono un isolamento elettrico tra il dispositivo collegato in rete (computer, telefono, ecc.) e il cavo di rete fino a 1500 V CA o 2250 V CC per 60 secondi.[125] USB non ha tale requisito, essendo stata progettata per periferiche strettamente associate a un computer host, e di fatto collega le masse della periferica e dell'host. Ciò conferisce a Ethernet un significativo vantaggio in termini di sicurezza rispetto a USB con periferiche come modem via cavo e DSL collegati a cablaggi esterni che possono assumere tensioni pericolose in determinate condizioni di guasto.[126][127]

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La definizione della classe di dispositivi USB per dispositivi MIDI trasmette l'Interfaccia digitale per strumenti musicali (MIDI) dati musicali tramite USB.[128] La capacità MIDI è estesa per consentire fino a sedici cavi MIDI virtuali simultanei, ciascuno dei quali può trasportare i soliti sedici canali e clock MIDI.

L'USB è competitiva per dispositivi a basso costo e fisicamente adiacenti. Tuttavia, Power over Ethernet e lo MIDI lo standard dei connettori hanno un vantaggio nei dispositivi di fascia alta che possono avere cavi lunghi. L'USB può causare loop di massa problemi tra le apparecchiature, perché collega i riferimenti di terra su entrambi i ricetrasmettitori. Al contrario, lo standard dei connettori MIDI e Ethernet hanno isolamento integrato fino a 500 V o più.

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Il eSATA connettore è un più robusto SATAconnettore, progettato per il collegamento a hard disk esterni e SSD. La velocità di trasferimento dell'eSATA (fino a 6 Gbit/s) è simile a quella dell'USB 3.0 (fino a 5 Gbit/s) e dell'USB 3.1 (fino a 10 Gbit/s). Un dispositivo collegato tramite eSATA appare come un normale dispositivo SATA, offrendo sia prestazioni complete che piena compatibilità associate ai drive interni.

eSATA non fornisce alimentazione ai dispositivi esterni. Questo rappresenta uno svantaggio crescente rispetto all'USB. Sebbene i 4,5 W dell'USB 3.0 siano talvolta insufficienti per alimentare hard disk esterni, la tecnologia sta avanzando e i drive esterni necessitano gradualmente di meno energia, riducendo il vantaggio dell'eSATA.eSATAp (power over eSATA, noto anche come ESATA/USB) è un connettore introdotto nel 2009 che fornisce alimentazione ai dispositivi collegati utilizzando un nuovo connettore retrocompatibile. Su un notebook, eSATAp fornisce solitamente solo 5 V per alimentare un HDD/SSD da 2,5 pollici; su una workstation desktop può fornire anche 12 V per alimentare dispositivi più grandi, inclusi HDD/SSD da 3,5 pollici e unità ottiche da 5,25 pollici.

Il supporto eSATAp può essere aggiunto a un computer desktop tramite una staffa che collega le risorse SATA, di alimentazione e USB della scheda madre.

eSATA, come USB, supportahot plugging, sebbene ciò possa essere limitato dai driver del sistema operativo e dal firmware del dispositivo.

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Articolo principale: Thunderbolt (interfaccia)

Thunderbolt combina PCI Express e DisplayPort in una nuova interfaccia seriale dati. Le implementazioni originali di Thunderbolt hanno due canali, ciascuno con una velocità di trasferimento di 10 Gbit/s, con una larghezza di banda unidirezionale aggregata di 20 Gbit/s.[129]

Thunderbolt 2 utilizza l'aggregazione dei collegamenti per combinare i due canali da 10 Gbit/s in un unico canale bidirezionale da 20 Gbit/s.[130]

Thunderbolt 3 e Thunderbolt 4 utilizza USB-C.[131][132][133] Thunderbolt 3 ha due canali bidirezionali fisici da 20 Gbit/s, aggregati per apparire come un singolo canale bidirezionale logico da 40 Gbit/s. I controller Thunderbolt 3 possono incorporare un controller USB 3.1 Gen 2 per fornire compatibilità con i dispositivi USB. Sono anche in grado di fornire la modalità alternativa DisplayPort e DisplayPort su USB4 Fabric, rendendo la funzione di una porta Thunderbolt 3 un superset di quella di una porta USB 3.1 Gen 2.

DisplayPort Alternate Mode 2.0: USB4 (che richiede USB-C) richiede che gli hub supportino DisplayPort 2.0 tramite una modalità alternativa USB-C. DisplayPort 2.0 può supportare la risoluzione 8K a 60 Hz con colore HDR10.[134] DisplayPort 2.0 può utilizzare fino a 80 Gbit/s, che è il doppio della quantità disponibile per i dati USB, poiché invia tutti i dati in una direzione (verso il monitor) e può quindi utilizzare tutti e otto i fili dati contemporaneamente.[134]

Dopo che la specifica è stata resa royalty-free e la custodia del protocollo Thunderbolt è stata trasferita da Intel al USB Implementers Forum, Thunderbolt 3 è stato effettivamente implementato nella specifica USB4 – con compatibilità con Thunderbolt 3 opzionale ma incoraggiata per i prodotti USB4.[135]

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Articolo principale: Adattatore da USB a seriale

Varie convertitori di protocollo sono disponibili e convertono i segnali dati USB da e verso altri standard di comunicazione.

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A causa della diffusione dello standard USB, esistono molti exploit che utilizzano lo standard USB. Uno degli esempi più noti oggi è noto come USB killer, un dispositivo che danneggia i dispositivi USB inviando impulsi ad alta tensione attraverso le linee dati.

Nelle versioni di Microsoft Windows prima diWindows XP, Windows eseguiva automaticamente uno script (se presente) su determinati dispositivi tramiteEsecuzione automatica, uno dei quali sono dispositivi di archiviazione di massa USB, che possono contenere software dannoso.[136]