Secure Digital Memory Card (SD) — формат карт памяти (флеш-память), разработанный SD Association (SDA) для использования в портативных устройствах. На сегодняшний день широко используется в цифровых фотоаппаратах и видеокамерах, мобильных телефонах, КПК, коммуникаторах и смартфонах, электронных книгах, GPS-навигаторах и в некоторых игровых приставках.
Существует пять поколений карт памяти данного формата, различающиеся возможным объёмом данных (совместимы сверху вниз):
Этот стандарт был введён в августе 1999 года фирмами Panasonic, SanDisk и Toshiba на основе MMC-карты и стал отраслевым стандартом. В 2000 году на CES компаниями Matsushita, SanDisk и Toshiba было объявлено о создании SD Card Association.
SDHC (англ. Secure Digital High Capacity) — сменная карта флеш-памяти, удовлетворяющая спецификации SDA 2.00, введённой SD Card Association. SDHC стал развитием формата SD, унаследовав большинство его характеристик.
Потенциальный максимальный объём карт SDHC увеличен до 32 ГБ. Как правило, для хранения информации на картах этого типа используют файловую систему FAT32 (для SD использовалась FAT16/32).
Карты SDHC несовместимы с устройствами, изначально рассчитанными только на SD-карты. Ключевым нововведением для SDHC-карт, позволившим им превзойти объём в 4 Гб, стало введение посекторной адресации (аналогично жёстким дискам), в то время как обычные SD-карты имеют побайтную адресацию (как оперативная память) и, соответственно, при 32-разрядном адресе могут иметь объём не более 4 Гб.
Некоторые устройства (кардридеры, коммуникаторы и др.), рассчитанные на работу только с картами SD, после смены программного обеспечения могут «научиться» работать с SDHC, если аппаратная поддержка данных карт была предусмотрена производителем.
Также следует обращать внимание на версию реализации карты SD (SD 1.0 или SD 1.1). Если её планируется использовать в старом устройстве, поддерживающем карты памяти объёмом до 2 Гб, убедитесь, что она выполнена в версии 1.0, а не 1.1, иначе будут возникать сбои при форматировании и при заполнении карты памяти информацией.
В 2009 году на CES SD Association представила новый стандарт SDXC (англ. Secure Digital eXtended Capacity), поддерживающий карты объёмом до 2 TБ и использующий файловую систему exFAT.
Также в новой спецификации добавлен четырёхбитовый режим передачи данных для карт SDHC и SDXC — т. н. шина UHS (Ultra High Speed) со скоростью передачи до 312 Мбайт/c. Карты памяти с шиной UHS также совместимы с обычным режимом передачи.
Устройства с поддержкой SDXC обеспечивают поддержку карт предшествующих стандартов SD и SDHC. Карты SDXC объёмом 64 Гбайт и более можно использовать в устройствах SDHC (читать с них и записывать на них информацию), если они отформатированы в файловой системе FAT32[1].
Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела. |
Сразу же после утверждения стандарт подвергся критике из-за того, что стандартной файловой системой для него является запатентованная exFAT. Её спецификаций в свободном доступе нет, полноценного свободного драйвера тоже нет (на данный момент существует собственнический драйвер для Linux и Android для фирм и OEM-производителей оборудования[5]). Таким образом, карты SDXC нельзя будет использовать в свободных операционных системах. Даже если при помощи обратной разработки будет создан полнофункциональный драйвер для этой файловой системы, то его использование из-за патентов может быть незаконно в некоторых странах. При переформатировании карты в другую файловую систему, свободную и поддерживающую накопители и файлы большого объёма (например, ext4 или UDF), карта может потерять совместимость с устройствами, для которых предназначена[6].
В 2018 году SD Association представила новый стандарт SDUC (англ. Secure Digital Ultra Capacity), поддерживающий карты объёмом до 128 TБ и использующий файловую систему exFAT. Стандарт описан в спецификации SD версии 7.0[7].
27 июня 2018 года организация SD Association представила новый класс карт памяти SD Express в трех разновидностях: SDUC 1 express, SDXC 1 express и SDHC 1 express (максимальная ёмкость 128 Тбайт, 2 Тбайт и 32 Гбайт соответственно). Эти карты используют интерфейс PCI Express 3.0 и протокол NVMe 1.3 через второй ряд контактов (также присутствующий в картах UHS-II/III) для достижения скоростей до 0.9 ГБ/с. Карты express обратно совместимы с картами стандарта UHS-I[8][9]. Внешне карты SD Express отмечены маркировкой "SD Ex".
Для миниатюрных приборов разработаны miniSD размером 20×21,5×1,4 мм и самая маленькая из всех карт — MicroSD (ранее известная как TransFlash, T-Flash или TF)[10] размером 11×15×1 мм. Для карт MiniSD и MicroSD существуют переходники (адаптеры), при помощи которых их можно вставлять в любой слот для обычной SD-карты. В некоторые кардридеры miniSD и microSD могут быть вставлены без адаптера.[11]
microSD Express — новый формат карт памяти со скоростью до 985 МБ/с
25 февраля 2019 года организация SD Association представила на MWC 2019 новую спецификацию карт памяти microSD Express. При сохранении обратной совместимости с предыдущим поколением microSD, новая технология позволяет получить скорость передачи до 985 МБ/с.
Как и в случае с SD Express, в анонсированном microSD Express применен интерфейс PCIe. На табличках в рамках стенда SD Association утверждается, что новый стандарт позволит «внедрить скорость SSD в мобильные устройства».
Карты microSD Express будут поддерживать режимы энергосбережения L1.1 и L1.2, определенные спецификацией PCIe 3.1. Это позволит снизить энергопотребление накопителей, что является важным для использования в мобильных устройствах. Для новых сигналов в microSD добавлен второй ряд контактов.
Карта размером 24×32×2,1 мм снабжена собственным контроллером[12][13] и специальной областью, способной, в отличие от MMC, записывать информацию таким образом, чтобы неавторизованное чтение информации было невозможно, в соответствии с требованиями «Secure Digital Music Initiative». Этот факт был отражён в названии стандарта («Secure Digital»). Для записи в защищённую область используется специальный протокол записи, недоступный для обычных пользователей. При этом карта также может быть защищена паролем, без которого доступ к записанной информации невозможен; восстановить работоспособность карты можно только её полным переформатированием с потерей записанной информации.
Карты формата Secure Digital снабжены механическим[14] переключателем защиты от записи. В положении «lock» невозможны запись информации, и, соответственно, удаление файлов и форматирование карты, что позволяет избежать случайной потери информации. Однако следует учитывать, что собственно защита от записи осуществляется не самой картой, а устройством, использующим карту, и может оказаться в нём не реализованной либо намеренно отсутствовать. Например, автозагрузка резидентной программы CHDK для фотоаппаратов Canon работает, только когда карта защищена от записи.
В большинстве случаев SD можно заменить MMC-картой. Обратная замена обычно невозможна: SD толще и может просто не войти в слот для MMC.
Карты могут поддерживать различные сочетания следующих типов шин и режимов передачи. Режим шины SPI и однобитовый режим шин SD является обязательным для всех типов карт, как описано в следующем разделе. Нумерация выводов для всех размеров карт SD и хост-устройств является одинаковой.
Физический интерфейс включает в себя 9 контактов, за исключением того, что для карт miniSD добавлено два несвязанных контакта в центре и microSD-карты не используют один из двух общих контактов.[15]
MMC вывод | SD вывод | miniSD вывод | microSD вывод | Название | Вх/Вых | Логика | Описание |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Выбор режима SPI (негативная логика) | |||||||
Ввод данных SPI в последовательном режиме | |||||||
Общий | |||||||
Питание | |||||||
Синхронизация SPI | |||||||
Общий | |||||||
Вывод данных SPI в последовательном режиме | |||||||
Прерыв. | Вых | ОК | Не используется (карты памяти) Прерывание (SDIO) (негативная логика) | ||||
Не используется | |||||||
Зарезервировано | |||||||
Зарезервировано |
MMC вывод | SD вывод | miniSD вывод | microSD вывод | Название | Вх/Вых | Логика | Описание |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Не используется | |||||||
ОК | Команда, Ответ | ||||||
Общий | |||||||
Питание | |||||||
Синхронизация | |||||||
Общий | |||||||
Передача данных SD 0 | |||||||
Прерыв. | Вых | ОК | Не используется (карты памяти) Прерывание (SDIO) (негативная логика) | ||||
Не используется | |||||||
Зарезервировано | |||||||
Зарезервировано |
MMC вывод | SD вывод | miniSD вывод | microSD вывод | Название | Вх/Вых | Логика | Описание |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Передача данных SD 3 | |||||||
ОК | Команда, Ответ | ||||||
Общий | |||||||
Питание | |||||||
Синхронизация | |||||||
Общий | |||||||
Передача данных SD 0 | |||||||
Прерыв. | Вых | ОК | Передача данных SD 1 (карты памяти) Прерывание (SDIO) | ||||
Передача данных SD 2 | |||||||
Зарезервировано | |||||||
Зарезервировано |
Описание:
Потребляемая мощность SD-карты зависит от её скоростного режима, производителя и модели.
Во время передачи потребляемая картами мощность может находиться в диапазоне 66-330 мВт (20-100 мА при напряжении питания 3,3 В). Для карт, созданных по технологии TwinMos, максимальная мощность потребления в режиме записи составляет 149 мВт (45 мА). По технологии фирмы Toshiba потребление составляет от 264 до 330 мВт (80-100 мА).[16] Ток в режиме ожидания значительно ниже: менее чем 0,2 мА (карты microSD 2006 года выпуска).[17] Если есть обмен данных в течение длительного периода, то происходит значительное потребление энергии батареи в портативных устройствах, например в смартфонах, где батареи имеют ёмкость в 6 Втч (Samsung Galaxy S2, 1650 мАч @ 3,7 В)).
Если хост-устройство поддерживает режим скорость шины SDR104 или UHS-II, то современные карты UHS-II могут потреблять мощность до 2,88 Вт. Минимальное энергопотребление в случае UHS-II составляет 0,72 Вт.
Скорость шины | Максимальная скорость шины МБ/с | Максимальная тактовая частота [МГц] | Уровень сигнала [В] | SDSC [W] | SDHC [W] | SDXC [W] |
---|---|---|---|---|---|---|
скорость | ||||||
скорость |
UHS (Ultra High Speed) bus — высокоскоростной протокол обмена данными, введённый в версиях стандарта 3 и 4. Спецификация требует обратной совместимости карт и контроллеров UHS с более ранними интерфейсами на Normal Speed и High Speed.[19]
Интерфейс UHS-I определён в техническом описании версии 3.01. Скорость обмена данными по интерфейсу — 50 МБ/с или 104 МБ/c. Используются стандартные контакты, однако назначение некоторых контактов переопределено для реализации 4-битового обмена данными.
Интерфейс UHS-II определён в техническом описании версии 4.00. Скорость обмена — 156 МБ/с или 312 МБ/c. Карты этого стандарта содержат два ряда контактов — 17 для обычной карты и 16 для microSD; используется 4-битовый режим обмена. В 2013 году компании Panasonic, PNY и Toshiba представили свою первую продукцию с применением данной технологии.
Карты памяти UHS используются в фото- и видеоаппаратуре, игровых консолях высокого ценового сегмента и других устройствах, требующих высокие скорости обмена данными. Современные смартфоны в формате UHS не нуждаются.[20]
Интерфейс шины данных | Логотип карт[21] | Логотип шины | Скорость обмена | Версия стандарта |
---|---|---|---|---|
Normal Speed | — | 12,5 МБ/с | 1.01 | |
High Speed | 25 МБ/с | 2.00 | ||
UHS-I | 12,5 MБ/с (SDR12) 25 MБ/с (SDR25) 50 MБ/с (SDR50, DDR50) 104 MБ/с (SDR104) | 3.01 | ||
UHS-II | 156 МБ/с (FD156) 312 МБ/с (HD312) | 4.00/4.10[22] | ||
UHS-III | 312 МБ/c (FD312) 624 МБ/с (FD624) | 6.0[23] | ||
PCIe 3.0 / NVMe | SD Express | 985 MB/s (FD985) | 7.0[24] |
Для обычных карт скоростной класс обозначается числом внутри буквы C. Для карт стандарта UHS скоростной класс обозначается числом внутри буквы U[25]. Для карт стандарта Video Speed Class — числом справа от буквы V[26][27][28]. Для карт стандарта Application Performance Class — числом справа от буквы A[29].
Минимальная скорость записи | Speed Class | UHS Speed Class | Video Speed Class | Область применения |
---|---|---|---|---|
2 МБ/с | - | - | Запись видео стандартного разрешения (SD) | |
4 МБ/с | - | - | Запись видео высокой чёткости (HD), включая Full HD (от 720p до 1080p/1080i) | |
6 МБ/с | - | |||
10 МБ/с | Запись видео Full HD (1080p) и серийная съёмка в HD (шина High Speed), потоковое вещание и файлы HD-видео большого объёма (шина UHS) | |||
30 МБ/с | - | Запись видеофайлов с разрешением 4K c частотой 60/120 кадров в секунду (шина UHS) | ||
60 МБ/с | - | - | Запись видеофайлов с разрешением 8K c частотой 60/120 кадров в секунду (шина UHS) | |
90 МБ/с | - | - |
Application Performance Class | Минимальная установившаяся скорость записи | Случайное чтение, минимум | Случайная запись, минимум |
---|---|---|---|
10 МБ/с | 1500 IOPS | 500 IOPS | |
4000 IOPS | 2000 IOPS |
Рейтинг | Скорость (МБ/с) | Speed Class |
---|---|---|
16× | 2,34 | |
32× | 4,69 | |
48× | 7,03 | |
100× | 14,6 |
По мере появления новых версий спецификаций и карт с повышенной скоростью записи производители стали указывать на картах памяти специальный множитель (подобно CD-ROM): 1× = 150 Кб/с. Простейшие карты имеют скорость 6× (900 Кб/с), самые быстрые — 633× (95 000 Кб/с).[30] Подавляющее большинство производителей присваивает множители, соответствующие режиму чтения — скорость записи обычно ниже в два или более раза. Позднее SD Card Association[31] ввела стандартную классификацию скоростных характеристик карт и устройств для работы с ними, так называемый Speed Class, в котором класс карты определяется по скорости записи.
Стандартной для карт SD и SDHC является файловая система FAT (до 2 Гб включительно — FAT16, от 2 до 32 Гб включительно — FAT32), для карт SDXC (от 64 Гб) — файловая система exFAT); многие производители поставляют карты предварительно отформатированными. Однако, как и любое запоминающее устройство с произвольным доступом, карты Secure Digital при помощи соответствующего программного обеспечения можно отформатировать любым желаемым способом — например, аналогично жёсткому диску с использованием таблицы разделов. Следует помнить, что применение в карточках системы NTFS со стандартными настройками является нежелательным, поскольку она является журналируемой (с опросами), а количество циклов перезаписи для карт — ограничено. Режим ведения журнала опросов для разделов NTFS можно отключить, чтобы уменьшить износ памяти.
Следует учитывать, что поддержка той или иной файловой системы зависит от ОС или микропрограммы использующего карту устройства; так, некоторые устройства поддерживают исключительно FAT16, вследствие чего имеют ограничение на максимальный объём используемой карты — 2 Гб.
SD-карты навигационных систем могут иметь свои форматы.
Тип | MMC | RS-MMC | MMC Plus | SecureMMC | SD | SDIO | miniSD | microSD |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Разъём SD | Да | Механический адаптер | Да | Да | Да | Да | Электромеханический адаптер | Электромеханический адаптер |
Число контактов | 7 | 7 | 13 | 7 | 9 | 9 | 11 | 8 |
Ширина | 24 мм | 24 мм | 24 мм | 24 мм | 24 мм | 24 мм | 20 мм | 11 мм |
Длина | 32 мм | 18 мм | 32 мм | 32 мм | 32 мм | 32 мм+ | 21,5 мм | 15 мм |
Толщина | 1,4 мм | 1,4 мм | 1,4 мм | 1,4 мм | 2,1 мм (возможны исключения) | 2,1 мм | 1,4 мм | 1 мм (0,7 мм без выступа) |
Режим SPI | Опционально | Опционально | Опционально | Да | Да | Да | Да | Да |
1-битовый режим | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Да |
4-битовый режим | Нет | Нет | Да | Нет | Опционально | Опционально | Опционально | Опционально |
8-битовый режим | Нет | Нет | Да | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет |
Прерывания | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Опционально | Нет | Нет |
Тактовая частота обмена | 20 МГц | 20 МГц | 52 МГц | 20 МГц? | 208 МГц | 50 МГц | 208 МГц | 208 МГц |
Максимальная скорость передачи | 20 Мбит/с | 20 Мбит/с | 416 Мбит/с | 20 Мбит/с? | 832 Мбит/с | 200 Мбит/с | 832 Мбит/с | 832 Мбит/с |
Максимальная скорость передачи по SPI | 20 Мбит/с | 20 Мбит/с | 52 Мбит/с | 20 Мбит/с | 50 Мбит/с | 50 Мбит/с | 50 Мбит/с | 50 Мбит/с |
DRM | Нет | Нет | Нет | Да | Да | N/A | Да | Да |
Пользовательское шифрование | Нет | Нет | Нет | Да | Нет | Нет | Нет | Нет |
Упрощённая спецификация | Да | Да | Нет | Ещё нет? | Да | Да | Нет | Нет |
Стоимость членства | 2500 долл./год (не обязательно) | 2000 долл./год (общая), 4500 долл./год (исполнительная) | ||||||
Стоимость спецификации | Бесплатно начиная с версии 4.3 | ? | ? | Для членов | Для членов | Для членов | Для членов | |
Лицензия для хоста | Нет | Нет | Нет | Нет | 1000 долл./год + стоимость членства | |||
Лицензия для карты памяти | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Да |
Лицензия для карты ввода-вывода | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | Да: $1000/год + стоимость членства | N/A | N/A |
Совместимость со свободным ПО | Да | Да | Да? | Да? | Да | Да | Да | Да |
Номинальное рабочее напряжение | 3,3 В | 3,3 В | 3,3 В[32][33] | 1,8 В/3,3 В | 3,3 В(SD), 1,8 В/3,3 В (SDHC), 1,8 В/3,3 В (SDXC) |
3,3 В | 3,3 В(miniSD), 1,8 В/3,3 В (miniSDHC) |
3,3 В(microSD), 1,8 В/3,3 В (microSDHC), 1,8 В/3,3 В (microSDXC) |
Максимальная ёмкость (доступная в продаже)(теоретическая ёмкость — описана на странице) | 128 ГБ | 2 ГБ | 128 ГБ? | 2 ГБ | 4 ГБ (SD), 32 ГБ (SDHC), 1 ТБ (SDXC) |
? | 4 ГБ (miniSD), 16 ГБ (miniSDHC) |
4 ГБ (microSD), 32 ГБ (microSDHC), 512 ГБ (microSDXC) |
Тип | MMC | RS-MMC | MMC Plus | SecureMMC | SD | SDIO | miniSD | microSD |
Часто встречаются контрафактные карты, использующие логотипы известных производителей. Такие карты имеют проблемы, начиная с несоответствия стандартам скорости передачи и заканчивая поддельной ёмкостью - при этом карта распознается как карта номинальной ёмкости, но по факту имеет меньшую ёмкость. Выражается это в том, что при записи данные записываются на карту "циклически", перезаписывая себя поверх. В итоге с такой карты можно извлечь лишь последние записанные данные, соответствующие по объёму реальной ёмкости карты
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .