Porte del computer: cosa sono e quali le differenze

Sebbene gli standard senza fili stiano divenendo sempre più popolari, le porte del computer rappresentano sempre un punto di riferimento per collegare una vasta schiera di dispositivi. Negli ultimi anni, l’evoluzione tecnologica ha portato all’introduzione di nuove porte più veloci, versatili e compatte, mentre alcune delle vecchie stanno lentamente scomparendo. Scopriamo insieme le varie tipologie di porte, quelle più diffuse sui computer moderni e le loro specifiche applicazioni.

Inoltre, quando si parla genericamente di porte del computer, non si fa riferimento soltanto a quelle usate per collegare il sistema alla rete locale, per connettere monitor, stampanti, fotocamere, dispositivi di input e così via. Spesso ci si riferisce invece alle porte di comunicazione, cui corrispondono numeri logici utilizzati per identificare specifici processi o servizi. Le porte consentono di fare una distinzione netta tra le diverse tipologie di traffico, anche se stanno utilizzando la stessa connessione fisica. Ne parliamo più avanti.

Porte del computer più comuni e utilizzate: USB

Le porte USB sono senza dubbio tra le più comuni, ampiamente utilizzate sui computer odierni. Introdotte alla fine degli anni ’90, hanno rivoluzionato il modo di connettere periferiche come tastiere, mouse, stampanti, fotocamere, supporti di memorizzazione esterni e molto altro ancora. Le prime versioni di USB, come USB 1.1 offrivano una velocità di trasferimento dati fino a 12 Mbps, mentre la più recente USB4 2.0 può raggiungere gli 80 Gbps (oppure 120 Gbps in una sola direzione), rendendola adatta anche per collegare display esterni ad alta risoluzione.

Ad ogni modo, non cadete nell’errore di confondere porta e interfaccia. La porta USB è il connettore fisico sul dispositivo (computer, smartphone, stampante,…) dove si collega il cavo USB. È il punto di collegamento esterno, dove avviene la connessione fisica del dispositivo USB. Le porte USB più comuni sono le porte USB di tipo A (quelle grandi rettangolari, chiamate anche USB-A) e le porte USB di tipo C (più piccole e simmetriche, altrimenti dette USB-C).

Le porte USB-C sono reversibili (non importa il verso di inserimento) mentre le USB-A accettano il collegamento con il dispositivo in un unico verso. L’inventore del connettore USB era consapevole della sua scarsa praticità ma negli anni ’90 quella fu la soluzione ritenuta migliore anche al fine del contenimento dei costi. Nell’articolo citato c’è un bellissimo video che celebra il co-inventore Ajay Bhatt.

Interfacce USB

Il “formato” della porta non necessariamente indica la sua velocità: ne parliamo nell’articolo sulle versioni e differenze tra porte e cavi USB. Le prestazioni raggiungibili via USB sono determinate dall’interfaccia usata. Ed anzi le prestazioni del trasferimento dati si allineano alle specifiche dell’interfaccia più lenta, dall’uno o dall’altro capo del cavo USB: ne parliamo nell’articolo su come capire quali dispositivi USB sono più lenti.

L’interfaccia USB si riferisce allo standard di comunicazione e protocolli utilizzati per il trasferimento di dati tra il dispositivo host (ad esempio un computer) e il dispositivo USB collegato. Definisce le specifiche elettriche, i requisiti di alimentazione, i protocolli di comunicazione e i comandi da utilizzare. USB 3.x e USB4 sono tra gli esempi più recenti di interfacce USB.

I colori delle porte USB

Sapevate che le porte USB possono essere colorate? E sapevate che ciascun colore ha un significato preciso?

Innanzi tutto, le porte USB di colore blu o azzurro indicano che utilizzano l’interfaccia USB 3.0 o più recente. Le porte USB 3.0 o superiori, però, non sono necessariamente sempre di colore blu. Il colore blu è solo una convenzione diffusa, ma non una regola assoluta. Tant’è vero che alcuni produttori usano il colore nero standard anche per porte USB 3.x, senza alcuna distinzione cromatica. A volte il rosso è usato per indicare porte USB 3.1 o USB 3.2 ad alta velocità.

Come ricordiamo spesso, però, il suggerimento è sempre quello di concentrarsi sulle sigle Gen 1 (5 Gbps), Gen 2 (10 Gbps), Gen 2×2 (20 Gbps) e Gen 3×2 (40 Gbps).

Cosa sono le porte Thunderbolt

Thunderbolt è un’interfaccia sviluppata da Intel che combina trasferimento dati ad altissima velocità, trasmissione video e alimentazione elettrica in un’unica porta compatta. Le porte Thunderbolt 3 e Thunderbolt 4 utilizzano la stessa connessione fisica USB-C, e offrono prestazioni convincenti, con velocità di trasferimento dati fino a 40 Gbps. Con Thunderbolt 5 è addirittura possibile arrivare a trasferire fino a 120 Gbps.

Questa tecnologia è molto apprezzata per collegare display esterni, sistemi di storage ad elevate prestazioni e persino consentire il backup completo di un computer portatile su un’unità esterna.

Le porte Thunderbolt hanno lo stesso aspetto fisico delle porte USB-C, ma sono contrassegnate dal logo Thunderbolt ovvero un fulmine stilizzato. Nell’attesa che inizi a diffondersi l’interfaccia Thunderbolt 5, Thunderbolt 4 è retrocompatibile con Thunderbolt 3 e USB-C, ma offre funzionalità più complete come il supporto per due monitor 4K o un monitor 8K a 60Hz. Supporta inoltre il collegamento in cascata di un numero massimo di 6 dispositivi tramite singola porta, senza bisogno di hub.

Porte video: HDMI e DisplayPort

Con la crescente diffusione di configurazioni multi-monitor e display ad alta risoluzione, le porte video svolgono un ruolo cruciale. HDMI (High-Definition Multimedia Interface) è l’interfaccia ampiamente utilizzata per connettere monitor, televisori e proiettori. Le versioni più recenti come HDMI 2.1 supportano risoluzioni fino a 8K e frequenze di aggiornamento elevate.

In un altro articolo abbiamo visto come scegliere un cavo HDMI soffermandoci anche sulle specifiche dello standard. Nell’approfondimento su HDMI ARC, invece, concentriamo l’attenzione sul miglioramento dell’esperienza audio.

Sebbene non sia possibile decretare un chiaro vincitore, l’alternativa a HDMI ossia DisplayPort è di certo migliore quando si tratta di gestire risoluzioni elevate. HDMI, invece, si mette in chiara evidenza sul versante della compatibilità. Ne parliamo nell’articolo sul confronto tra HDMI e DisplayPort.

In termini di formato, le porte HDMI spiccano per l’impostazione trapezoidale mentre le DisplayPort sono rettangolari con un angolo “tagliato”.

Networking: la porta Ethernet

Nei sistemi portatili, compatti e sottili, la porta Ethernet è stata ormai rimossa da tempo. Esistono comunque appositi adattatori che consentono di collegare il notebook alla rete locale usando la porta USB da un lato e la RJ-45 (Ethernet) dall’altro.

La porta Ethernet è uno degli elementi fondamentali nella moderna connettività di rete. Offre una connessione stabile e veloce, sia per uso domestico che professionale. Utilizza inoltre connettore RJ-45, standardizzato e compatibile con cavi Ethernet di varie categorie (Cat-5e, Cat-6, Cat-6a, Cat-7, Cat-8). Questi cavi differiscono in termini di larghezza di banda e lunghezza del collegamento supportati.

Le varie porte Ethernet RJ-45 possono essere di tipo Fast Ethernet: sono le più datate e non consentono di trasferire dati oltre i 100 Mbps. Le porte Gigabit Ethernet possono spingersi fino a 1 Gbps: sono lo standard attuale per la maggior parte delle reti domestiche e aziendali. Le porte 10 GbE sono utilizzati in contesti professionali e permettono di godere di una larghezza di banda molto più generosa. In un altro articolo abbiamo visto cosa fare se la velocità su Ethernet sembra limitata a 100 Mbps.

Alcune porte sono compatibili PoE (Power-over-Ethernet), tecnica che permette di alimentare dispositivi come telefoni VoIP, telecamere IP e access point wireless attraverso il cavo Ethernet stesso, eliminando la necessità di un cavo di alimentazione separato.

Con l’avvento di USB4, si è dimostrato come sia possibile creare una rete full-mesh che non ha nulla da invidiare alle configurazioni più tradizionali. La modalità di connessione USB4/Thunderbolt rappresenta oggi il modo più veloce per spostare dati tra 2 computer moderni. In Windows, la connessione è gestita alla stregua di una porta Ethernet, con la velocità di trasferimento dati che possono addirittura arrivare a saturare le performance di un’unità SSD.

Non ne parliamo in questo articolo perché è ormai caduta in disuso ma la stessa interfaccia FireWire, presentata da Apple nel 1994, permetteva di trasformare un notebook in un hard disk esterno di grandi dimensioni, utile per salvare temporaneamente dati o effettuare l’installazione rapida del sistema operativo.

Porte audio

La porta audio più comune sui PC è il jack cuffia da 3,5 mm, noto anche come mini-jack o TRS (Tip-Ring-Sleeve). Questa porta è utilizzata per cuffie, auricolari, microfoni e altoparlanti. I jack da 3,5 mm possono essere di tipo TRS (tipicamente per segnali stereo) o TRRS (supporta sia audio stereo che microfono, comunemente usato per le cuffie o auricolari con microfono integrato).

Meno comuni sui PC standard, i jack da 6,35 mm (conosciuti anche come jack da 1/4 di pollice) sono spesso utilizzati su attrezzature audio professionali. Possono essere trovati su alcune schede audio dedicate e sono al servizio di strumenti musicali, come chitarre, tastiere e apparecchiature di registrazione.

La porta S/PDIF (Sony/Philips Digital Interface) è un’interfaccia digitale utilizzata per trasmettere audio digitale senza compressione. Può essere ottica (TOSLINK), quindi basata su fibra ottica, oppure coassiale.

Le schede audio dedicate offrono una varietà di porte audio che possono non essere presenti sulle schede madri standard. Queste includono ingressi e uscite bilanciate (XLR), porte MIDI per strumenti musicali e connessioni multicanale, utilizzabili con i sistemi audio surround avanzati.

Le porte di comunicazione

Come accennato in apertura, le porte di comunicazione in ambito networking sono numeri logici utilizzati per identificare processi o servizi. In Windows digitate cmd nella casella di ricerca quindi impartite il seguente comando

netstat -nao

Il comando mostra le connessioni di rete attive e le porte su cui il dispositivo è in ascolto. Nello specifico:

• -a: Mostra tutte le connessioni e le porte in ascolto.
• -n: Visualizza gli indirizzi e i numeri di porta in formato numerico.
• -o: Mostra l’ID del processo (PID) associato ad ogni connessione.

Le porte di comunicazione sono utilizzate sia dai protocolli TCP (Transmission Control Protocol) che UDP (User Datagram Protocol) per l’invio e la ricezione di pacchetti dati in rete. Ogni porta è identificata da un numero che va da 0 a 65535.

Come abbiamo spiegato nell’articolo sulla suite di protocolli TCP/IP, TCP è orientato alla connessione, offrendo un trasporto affidabile dei dati. Esempi di porte TCP comuni includono la 80 e la 443, tipicamente utilizzate per i trasferimenti Web (rispettivamente HTTP e HTTPS). UDP, viceversa, è un protocollo orientato alle prestazioni ma intrinsecamente non affidabile: ecco perché è ampiamente utilizzato in ambito VoIP, nello streaming, nelle applicazioni di videoconferencing e nel gaming, quando la perdita di uno o più pacchetti non incide negativamente sul funzionamento del servizio o dell’applicazione nel suo complesso.

Le cosiddette well-known ports da 0 a 1023 sono destinate a servizi e protocolli ben noti. Ad esempio, la porta 22 è usata per SSH (Secure Shell), la porta 25 per SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), 20-21 per FTP (File Transfer Protocol), 110 e 993, rispettivamente, per POP3 e IMAP (posta elettronica) e così via. Una lista completa è disponibile in questa pagina.

Nulla vieta a un’applicazione o a un servizio di utilizzare porte originariamente destinate ad altre tipologie di traffico. Ad esempio, lo stesso Tor imita le connessioni HTTPS per difendersi dalla censura.

Cruciale è verificare le porte aperte su router e IP pubblico, al fine di evitare di esporre moduli server in esecuzione sui propri sistemi e, potenzialmente, informazioni riservate.

Credit immagini nell’articolo: iStock.com – Sensvector