Protocolo de Dispositivo de Almacenamiento Masivo USB – ¿Qué es?

El Protocolo de Dispositivo de Almacenamiento Masivo USB define cómo deben interactuar los dispositivos USB conectados a un ordenador host (como memorias USB, discos duros externos y tarjetas de memoria), y este protocolo es fundamental para permitir la comunicación en el mundo de la informática. A continuación, un desglose de sus componentes principales:

Para que una memoria USB funcione de forma intercambiable con otros dispositivos, debe existir un estándar universal que sea creado, definido e implementado tanto para los fabricantes de dispositivos (las memorias USB) como para los fabricantes de hosts (aquello a lo que se conectan las memorias USB). El “Dispositivo de Almacenamiento Masivo” es el término más técnico para clasificar una memoria USB (o un disco duro USB u otro dispositivo de almacenamiento de memoria). La clasificación describe cómo funciona la comunicación entre el ordenador host y el dispositivo USB.

La siguiente información es una guía general destinada a lectores no técnicos para comprender mejor lo que es un Dispositivo de Almacenamiento Masivo USB. Un enlace al final dirigirá a los lectores a un recurso más técnico, por ejemplo, para alguien que esté leyendo en una clase de ciencias de la computación.

Comencemos con la “Clase de Dispositivo y Protocolo”

Como se mencionó, la Clase de Almacenamiento Masivo (también conocida como MSC) es un conjunto de especificaciones que definen una forma estandarizada en que el dispositivo USB se presenta y se comunica con el host (a lo que está conectado); por ejemplo, una computadora, un teléfono inteligente, un estéreo de automóvil o incluso el enchufe USB que encuentras en un avión. Todos estos “hosts” deben cumplir con una forma específica de comunicarse con el dispositivo.

Aunque mencionamos el enchufe USB de un avión, en esa situación particular no se requiere “transferencia de datos” y solo está destinado a la alimentación; sin embargo, se sigue requiriendo una especificación, incluso cuando solo se trata de energía y/o carga. Dicho esto, el protocolo más común para dispositivos MSC es el “Bulk Only Transport” o BOT. El BOT es un método que define cómo se lee o escribe la información de un dispositivo a otro. Está diseñado para ser rápido y optimizar la transferencia de datos, al mismo tiempo que proporciona una base de código confiable y estable para transferir datos.

Como nota adicional, el BOT fue mejorado con UASP. El nuevo UASP (Protocolo SCSI Adjuntado a USB) fue introducido para la velocidad de dispositivos USB 3.0+. El UASP mejora el BOT antiguo al permitir mayores velocidades de transferencia de datos y un mejor rendimiento para los dispositivos que soportan el nuevo UASP.

Entonces, ya sea que el host y el dispositivo conectado (como una memoria USB) usen BOT o UASP, los comandos provienen del protocolo SCSI (Interfaz de Sistema de Computadora Pequeña). Este protocolo fue desarrollado a finales de los años 70 y finalmente fue introducido al público en 1986. Así que el protocolo SCSI ha existido durante mucho tiempo.

Un pilar del protocolo SCSI es la apariencia de “dispositivo de bloques” de un dispositivo conectado a una computadora. Este enfoque de dispositivo de bloques ayuda a organizar los datos y permite que ambos se comuniquen en bloques. Recuerdas el básico 1024, ¿verdad? El enfoque de dispositivo de bloques permite que la transferencia de datos funcione de manera más eficiente y organizada que otros enfoques.

La especificación de Dispositivo de Almacenamiento Masivo clasifica las velocidades de transferencia de datos. Este tipo de clasificación configura el ordenador host y el dispositivo en el mejor método de comunicación. Esto es importante porque se quiere definir la capacidad de un Dispositivo de Almacenamiento Masivo para transmitir datos, ya sea en la operación de lectura o escritura, a una velocidad óptima para el mejor rendimiento. Por ejemplo, no se desea que un disco duro USB 3.0 se comunique con el ordenador host a velocidades de USB 2.0. La clasificación para la transferencia de datos sincronizará el protocolo adecuado.

Un resumen rápido de los protocolos de velocidad que tenemos:

• USB 1.1 (12 Mbps)
• USB 2.0 (480 Mbps)
• USB 3.0 (5 Gbps)
• USB 3.1 (10 Gbps)
• USB 3.2/USB 4.0 (20 Gbps+)

El siguiente punto en la lista de prioridades del protocolo de Dispositivo de Almacenamiento Masivo son los requisitos de energía. Es bastante obvio que la luz LED de esa memoria USB que parpadea durante la operación necesita obtener su energía de alguna parte. Pero hay más en la especificación de energía que solo proporcionar energía a las luces LED.

El ordenador host, que suministra energía al dispositivo USB conectado, comenzó con 500 mA para USB 1.1 y USB 2.0. Esto era suficiente para alimentar el dispositivo para su operación normal cuando se introdujo el USB. Sin embargo, con la introducción de USB 3.0, 3.1 y 3.2, también se aumentó el ancho de banda de energía. Esto se hizo porque se reconoció que hay dispositivos conectados que requieren más energía, como monitores que se conectan a través de USB o discos duros SSD que requieren más energía para el rendimiento más rápido que ofrecen. USB 3.0 y USB 3.1 pueden proporcionar hasta 900 mA por enchufe.

La salida de energía máxima actualmente alcanzable a través de USB-C es de 240 vatios. Este nivel de potencia se hizo posible con la introducción de la especificación USB Power Delivery (USB PD) 3.1 en 2021, que aumentó la potencia máxima de los 100 vatios anteriores (20V a 5A) a 240 vatios (48V a 5A).

¿Cubriríamos el acrónimo para USB? Universal Serial Bus. Y de ese acrónimo, la palabra clave es “universal”, el pilar del protocolo de Dispositivo de Almacenamiento Masivo USB. La funcionalidad de “plug and play” es lo que hace que el USB sea tan genial. “Plug and play” se refiere a la capacidad de un dispositivo de conectarse a una computadora o sistema y comenzar a funcionar sin necesidad de una configuración compleja o instalación manual. Cuando un dispositivo es plug and play, el sistema lo reconoce automáticamente, instala los controladores necesarios y lo deja listo para usar inmediatamente después de la conexión.

Junto a la conectividad universal del USB está la capacidad de intercambio en caliente. El protocolo de Dispositivo de Almacenamiento Masivo lo soporta. En informática, el intercambio en caliente se refiere a la capacidad de agregar o quitar periféricos de un sistema mientras está encendido y en funcionamiento, sin necesidad de apagar o reiniciar. Esta función permite a los usuarios reemplazar o actualizar partes sin interrumpir las operaciones del sistema, lo cual es especialmente útil en servidores, centros de datos y ciertos productos electrónicos de consumo. Un ejemplo rápido es que todos sabemos que una memoria USB o un disco duro USB se pueden conectar y desconectar sin que el ordenador host esté apagado.

En resumen, la especificación de almacenamiento masivo USB permite soluciones de almacenamiento estandarizadas, de alta velocidad y flexibles, compatibles con una amplia gama de dispositivos, lo que lo convierte en un método preferido para el almacenamiento externo.

El USB-IF o Foro de Implementadores de USB es el organismo que define el protocolo de Dispositivo de Almacenamiento Masivo. Los miembros fundadores incluyen Compaq, Digital Equipment Corporation, IBM, Intel, Microsoft, NEC y Nortel. Con el tiempo, el USB-IF ha crecido hasta incluir más de 1,000 empresas.

Para una especificación completa de la tecnología USB, visite:
https://www.usb.org/documents