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Confronto tra due bus seriali: faccia a faccia tra USB e FireWire

09/01/2010
- A cura di
Hardware & Periferiche - Rivolgiamo lo sguardo verso il futuro della trasmissione seriale... partendo dalle origini dei bus USB e FireWire.

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Lo standard per trasmissioni seriali Universal Serial Bus (USB) è stato considerato quasi una rivoluzione, fin dalla sua prima versione.

Pur non garantendo una grande ampiezza di banda (1,4 MB/sec. per USB 1.0), venne adottato per la sua ormai nota flessibilità, in quanto permetteva e permette tutt'ora un collegamento a caldo (il cosiddetto Hot-Swap), ossia la possibilità di connettere periferiche dotate dell'interfaccia in questione, mentre il computer è ancora acceso.

Con l'avvento di USB 2.0 (successore di USB 1.1, denominato anche full speed-12Mbit/s, introdotto nel Settembre del 1998) il miglioramento principale è stato sicuramente quello rilevato sotto il fronte della velocità; questa nuova versione, infatti, garantiva throughput di 57,2MB/sec, rendendo USB l'interfaccia più utilizzata per collegare dispositivi come stampanti, scanner, mouse ma anche telecamere e dispositivi di storage portabili. Questa è l'odierna versione, la più usata.

Ma all'orizzonte del panorama tecnologico ecco che si intravede quella che sarà la terza versione del famoso bus seriale: Il cosiddetto Superspeed, ovvero USB 3.0.

Con una velocità di 572 MB/sec, la terza revisione di USB è dieci volte superiore all'odierno USB 2.0 ed aiutato dall'implementazione di un sistema di streaming bidirezionale (chaiamto Dual Simplex) è capace di leggere e scrivere dati simultaneamente.

Ma l'adozione di massa di questa nuova versione sembra essere frenata a causa di Intel che non integrerà, almeno nell'immediato, nei propri chipset il controller USB 3.0: tale chip è attualmente prodotto unicamente da NEC e riservato alle schede madri destinate alla fascia più alta del mercato.

FireWire

Parallelamente allo sviluppo dell standard USB 2.0 è stata implementata l'interfaccia IEEE 1394 (il cui nome commercial più utilizzato è, appunto, "FireWire"). Si tratta sempre di un bus seriale particolarmente efficiente, ma, per via dei più alti costi di produzione, è stato relegato principalmente al mondo professionale, dove è impiegato nel campo del Video/Audio-Editing. Anche FireWire supporta l'Hot-Swap.

La specifica nacque come FireWire S100, la quale garantiva un throughput di 12 MB/s. La seconda versione fu la FireWire S200 la cui velocità di trasferimento era di circa 24MB/s. Dopodiché venne implementata la FireWire S400 che garantiva una ampiezza di banda di 47,6 MB/s, seguita dalll'odierna versione S800 il cui throughput è di circa 95,3 MB/s.

La tecnologia IEEE 1394, in generale, è tecnicamente superiore all'USB ma viene meno utilizzata a causa dei costi legati di licenza imposti da Apple.

Anche il futuro di FireWire calca quello della concorrente: è stata infatti annunciata la realizzazione della versione S3200, che oltre a garantire la retrocompatibilità, consentirà di raggiungere la velocità di ben 381 MB/s.

USB e FireWire: Lato elettrico e pin-out

Osserviamo da un punto di vista elettrico il connettore USB e notiamo subito la semplicità, caratteristica della trasmissione seriale:

Usbintera.JPG

Dove il pin 1 è la tensione di alimentazione DC 5V, i pin 2 e 3 sono dedicati alla gestione del flusso dati. Il pin 4 non è definito ed il 5 è la massa.

Osserviamo ora un connettore FireWire a 6 pin:

Firewireintera.jpg

In questa FireWire il pin 1 è dedicato alla tensione di alimentazione DC di 30V, il pin 2 è la massa, i restanti pin sono dedicati al trasferimento dei dati: in questo caso, il numero dei canali dedicati ai dati è il doppio rispetto all'USB.

Nella FireWire il trasferimento dati avviene in maniera sincrona, ossia i dati vengono inviati continuamente, e la ricezione dei pacchetti avviene in tempo reale mediante l'utilizzo di un canale logico assegnato all'inizio. Con questo sistema il bus garantisce la velocità ma la trasmissione viene privata del buffering che causa l'impossibilità di rimediare gli eventuali errori di trasferimento.

FireWire può lavorare anche nella classica modalità asincrona, che viene utilizzata laddove si desideri ottenere una comunicazione affidabile, a discapito della velocità di trasferimento.

Nell'interfaccia USB, invece, la connessione avviene in maniera centralizzata: l'intera comunicazione si basa sulla cosi detta hub, che generalmente è il controller USB. Questa tipologia di collegamento si traduce in una minor velocità di trasferimento, a tutto vantaggio della maggiore affidabilità.

USB 2.0 contro FireWire S800

In questa tabella confrontiamo le caratteristiche dei due standard odierni (2010)

Usb2fw800.jpg

Si nota subito come la FireWire sia nettamente in vantaggio rispetto alla concorrente, non solo sotto il profilo prestazionale, ma anche sotto l'aspetto funzionale; infatti le specifiche della FireWire permettono una lunghezza massima del bus quattro volte superiore a quella dell'USB, inoltre consentono il collegamento di maggiori dispositivi in cascata e in maniera decentralizzata.

La FireWire inoltre utilizza una codifica di linea che permette di raddoppiare il flusso dei dati in trasmissione.

Il futuro è prossimo: USB 3.0 contro FireWire S3200

Come precedentemente accennato, è prevista un'evoluzione sia per il bus USB sia per quello FireWire.

Diamo una prima occhiata alle loro caratteristiche: Usb3vsfw3200.jpg

Notiamo che, in questo nuova nuova specifica, la velocità dell'USB supera abbondantemente quella della rivale, pur mantenendo un tipo di trasmissione inferiore.

Anche USB 3.0 introduce un raddoppio di banda, ma a differenza di FireWire, dove il raddoppio è ottenuto mediante una codifica di linea, con USB 3.0 questo avviene grazie allo streaming bidirezionale dual simplex, che permette di leggere e scrivere dati in simultanea.

Uno dei punti a favore di USB 3.0 è sicuramente il risparmio energetico: infatti questo standard consuma dieci volte meno rispetto a FireWire 3200.

Considerazioni finali

Tornando a FireWire S800, si può tranquillamente asserire che supera sotto ogni aspetto USB 2.0.

La struttura del bus e il tipo di trasmissione adottato garantiscono una velocità ed efficienza che USB 2.0 non permette, inoltre è possibile utilizzare FireWire per connessioni LAN, superando di gran lunga la velocità Fast Ethernet, cosa impossibile per l'USB.

Per il resto, come già anticipato, USB è un'interfaccia proprietaria di Intel, ma la sua l'implementazione da parte dei produttori di hardware non porta costi aggiuntivi, diversamente da FireWire. Ed è per questo motivo che, nonostante l'inferiorità prestazionale, USB 2.0 resta più diffuso del suo rivale.

Per quanto riguarda i nuovi standard da entrambe le parti, almeno sulla carta USB 3.0 sembra superare FireWire 3200; anche se la prima non si avvale della trasmissione sincrona, la velocità sembra colmare ampiamente tale lacuna.

In definitiva, lo standard FireWire, rimane la giusta scelta laddove si debba trasferire grandi quantità di dati (film, e contenuti multimediali). Per il resto delle operazioni, USB è più conveniente, sopratutto sotto il profilo economico.

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