La verità sugli adattatori USB-C: pin mancanti, velocità ridotte e scorciatoie progettuali

Perché alcuni adattatori USB-C rallentano la velocità anche se sembrano USB 3.x — e come scorciatoie progettuali nascoste causano il fallback a USB 2.0

La risposta breve è che questi adattatori possono effettivamente rallentare la velocità di trasferimento dati, ma non sempre. L’adattatore nella foto è un adattatore USB-A verso USB-C, dove l’inserto blu sul lato USB-A indica il supporto USB 3.x. Se rallenta o meno i dati dipende da diversi fattori. Il primo fattore è la velocità supportata dall’adattatore stesso. Se l’adattatore è stato progettato per USB 3.0 o USB 3.1 Gen 1 a 5Gbps, o USB 3.1 Gen 2 a 10Gbps, non limiterà le prestazioni finché tutti gli elementi della catena supportano la stessa velocità. Tuttavia, molti adattatori economici sono internamente solo USB 2.0 a 480Mbps, anche se esternamente sembrano adattatori USB-C — e questi rallentano la trasmissione in modo significativo.

Il secondo fattore è la capacità del dispositivo in cui l’adattatore viene collegato. Molti telefoni, laptop e tablet — soprattutto i modelli economici — supportano solo velocità USB 2.0 tramite USB-C; in quel caso la connessione sarà lenta indipendentemente dall’adattatore. Il terzo fattore riguarda la velocità dell’unità flash o del dispositivo di archiviazione collegato. Se il drive supporta solo USB 2.0, sarà lento a prescindere dall’adattatore.

L’adattatore mostrato nell’immagine sembra essere un tipico adattatore OTG da USB-A (femmina) a USB-C (maschio). Questo tipo di adattatori spesso funziona male perché molti sono costruiti internamente come dispositivi USB 2.0, anche se la porta USB-A include un inserto blu che suggerisce USB 3.0. Molti di questi adattatori non collegano i cavi SuperSpeed, costringendo l’intera connessione a ritornare in modalità USB 2.0. Inoltre spesso dispongono di una capacità di alimentazione ridotta, peggiorando le prestazioni con SSD esterni.

Esiste un metodo semplice per verificare se l’adattatore è il collo di bottiglia: se si collega una chiavetta USB 3.0 veloce o un SSD esterno e si osservano solo 35–40 MB/s, allora l’adattatore limita la velocità a USB 2.0. Se invece si superano i 300 MB/s, l’adattatore funziona a velocità USB 3.0. Anche marca e modello possono aiutare a verificarne la reale capacità.

Alcuni adattatori sono semplici connettori pin-to-pin, mentre altri integrano logica e circuiti dedicati, a seconda dello scopo. Gli adattatori passivi USB-A verso USB-C — come quello dell’articolo — solitamente non includono controller né effettuano conversioni di segnale. Si limitano a mappare passivamente i pin SuperSpeed e alimentazione dal connettore USB-C alla porta USB-A. In condizioni di produzione ideali, tali adattatori supporterebbero velocità USB 3.0 senza problemi.

Molti produttori economici però non collegano tutto correttamente. Alcuni lasciano scollegate le coppie differenziali SuperSpeed. Altri collegano solo VBUS, GND, D+ e D–, ovvero i pin USB 2.0. Alcuni non gestiscono correttamente le resistenze CC (Configuration Channel). Quando si verificano queste scorciatoie, il dispositivo lato USB-C tornerà a USB 2.0, indipendentemente dall’aspetto dell’adattatore. Anche se tecnicamente passivi, cablaggi scadenti provocano prestazioni lente.

Altri tipi di adattatori includono logica o chip integrati. Qualsiasi adattatore che effettua conversioni di segnale necessita di tali circuiti. Un adattatore USB-A verso USB-C che supporta USB Power Delivery deve includere un IC di negoziazione della potenza. Un adattatore USB-C verso HDMI o DisplayPort richiede un IC per alt-mode o conversione video. Gli hub USB-C e OTG contengono controller hub USB, controller PD e IC di commutazione. Un adattatore USB-C verso USB-A progettato per supportare la modalità host sugli smartphone deve includere le resistenze CC corrette affinché il telefono lo riconosca.

Il tipo di adattatore mostrato nell’articolo di solito non contiene alcun chip di elaborazione dati. Normalmente include solo una resistenza CC e un cablaggio passivo. Tuttavia, i modelli a basso costo spesso eliminano completamente le coppie SuperSpeed o non rispettano pienamente la specifica USB-C, il che spiega le prestazioni lente.

In sintesi: i semplici adattatori USB-A verso USB-C solitamente non contengono logica interna, ma dipendono comunque da una corretta mappatura dei pin e da una corretta configurazione CC. Le versioni economiche che tagliano i costi causano spesso fallback USB 2.0, rilevamento incostante dei dispositivi, basse velocità e occasionali disconnessioni.

Molti si chiedono perché un produttore non colleghi tutti i pin, considerando che rame e materiali costano poco. Il motivo riguarda più la complessità produttiva e il rischio di fallimenti che il costo dei materiali. Il cablaggio SuperSpeed USB-C richiede tolleranze estremamente precise. Le coppie differenziali USB 3.0 richiedono abbinamento d’impedenza a 90 ohm, torsione uniforme, lunghezza controllata, schermatura e routing accurato per mantenere integrità del segnale a 5-10Gbps. Le fabbriche a basso costo non riescono a rispettare questi standard in modo affidabile.

Se provano comunque a cablare SuperSpeed in modo non corretto, gli adattatori falliscono a velocità elevate, mostrano disconnessioni casuali e non superano i test di conformità. Per evitare alti tassi di scarto, tali fabbriche semplicemente eliminano quei cavi. Così l’adattatore funziona sempre come USB 2.0 — molto più tollerante agli errori e quindi più economico e affidabile da produrre.

Il rispetto della specifica USB-C richiede anche logica CC corretta, routing appropriato per tutte le coppie di trasmissione e ricezione, corretta messa a terra e schermatura, e talvolta supporto E-Marker per velocità elevate o alti wattaggi. Ciò aumenta il lavoro per il controllo qualità, la complessità dei test e il tasso di scarto, facendo crescere i costi di produzione. I produttori economici evitano queste spese degradando internamente l’adattatore a un semplice USB 2.0.

La pressione dei costi deriva principalmente non dal rame ma dal rischio di prodotti difettosi. Se anche solo il 5-10% degli adattatori ad alta velocità fallisce i test SuperSpeed, la fabbrica perde denaro. Produrre un adattatore USB 2.0 mascherato da USB 3.0 riduce drasticamente il rischio di difetti e reclami. Poiché molti consumatori attribuiscono le basse velocità al drive o al computer, gli adattatori di bassa qualità raramente vengono incolpati — e il mercato non penalizza i produttori.

Infine, gli adattatori USB-C verso USB-A sono spesso utilizzati con smartphone — e molti smartphone supportano comunque solo USB 2.0 tramite USB-C. I produttori ritengono quindi inutile implementare la piena velocità USB 3.x quando la maggior parte dei dispositivi non la sfrutterà. Gli adattatori vengono quindi ottimizzati per gli scenari d’uso più comuni, non per le prestazioni massime.

In conclusione, i produttori non eliminano i pin extra perché il rame sia costoso; lo fanno perché il cablaggio SuperSpeed richiede precisione, la conformità USB-C è severa, i fallimenti ad alta velocità costano caro, gli adattatori USB 2.0 sono economici e affidabili — e la maggior parte degli utenti non nota alcuna differenza. La stessa logica spiega perché alcune chiavette USB 3.0 funzionano internamente solo a velocità USB 2.0: il costo della qualità necessaria per mantenere alte prestazioni supera quello del rame aggiuntivo.