Secure Digital

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Сравнение размеров различных видов SD-карт

Secure Digital Memory Card (SD) — формат карт памяти, разработанный для использования в основном в портативных устройствах. На сегодняшний день широко используется в цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах, КПК, коммуникаторах и смартфонах, электронных книгах, GPS-навигаторах и в некоторых игровых приставках.

Существуют четыре поколения карт памяти данного формата (совместимы сверху вниз):

  • SD 1.0 — от 8 МБ до 2 ГБ;
  • SD 1.1 — до 4 ГБ;
  • SDHC — до 32 ГБ;
  • SDXC — до 2 ТБ.

О формате[править | править исходный текст]

Формат был разработан в 1999 году фирмами Panasonic, SanDisk и Toshiba на основе MMC-карты. В 2000 году на CES компаниями Matsushita, SanDisk и Toshiba было объявлено о создании SD Card Association.

Карта размером 24×32×2,1 мм снабжена собственным контроллером[1][2] и специальной областью, способной, в отличие от MMC, записывать информацию таким образом, чтобы «незаконное» 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 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. SD поддерживает дополнительные протоколы, которые не поддерживает MMC.[источник не указан 1081 день]

Не все производители SD-карт заботятся о полном соответствии стандарту. Встречаются карты, которые отказываются работать в отдельных устройствах, например, SD-карты Apacer в мобильных телефонах Nokia.[источник не указан 1081 день]

Сравнение технических особенностей MMC и SD вариантов карт[править | править исходный текст]

Тип MMC RS-MMC MMC Plus SecureMMC SD SDIO miniSD microSD
Разъём SD Да Механический адаптер Да Да Да Да Электро-механический адаптер Электро-механический 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 208 МГц 50 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
Упрощенная 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? Кроме файловой системы по SDXC Да Кроме файловой системы в SDXC? Кроме файловой системы в SDXC?
Номинальное рабочее напряжение 3,3 В 1,8 В/3,3 В 1,8 В/3,3 В[3][4] 1,8 В/3,3 В 2,7-3,6 В[5]
Тип MMC RS-MMC MMC Plus SecureMMC SD SDIO miniSD microSD

Скорость обмена для всех карт типа SD[править | править исходный текст]

Устройство SD-карты: U1 — контроллер, две микросхемы снизу — память. Контактные площадки расположены с обратной стороны платы.

По мере того, как совершенствовались технологии, многие производители стали выпускать карты с повышенной скоростью записи. Чтобы обозначить скорость, на картах памяти обычно указывается специальный множитель (подобно CD-ROM): 1× = 150 КБ/с. Простейшие карты имеют скорость 6× (900 КБ/с), самые быстрые — 633× (95 000 КБ/с).[6]

Подавляющее большинство производителей из коммерческих соображений присваивают «нечестные» множители. Фактически, если карта показывает такую скорость, то только в режиме чтения; скорость записи обычно ниже вдвое и более.

Позднее SD Card Association ввела классификацию скоростных характеристик карт и устройств для работы с ними, так называемый SD Speed Class. Изначально было определено три класса, позже в SD Card Specification Ver.3.0 был добавлен ещё один (Class 10):

  • SD Class 2 — (скорость записи не менее 2 МБ/с) — 13×;
  • SD Class 4 — (скорость записи не менее 4 МБ/с) — 26×;
  • SD Class 6 — (скорость записи не менее 6 МБ/с) — 40×;
  • SD Class 10 — (скорость записи не менее 10 МБ/с) — 66×;
  • SD Class 16 — (скорость записи не менее 16 МБ/с) — 106×.
Рейтинг Скорость (МБ/с) SDHC-класс
0,9 н/д
13× 2,0 2
26× 4,0 4
32× 4,8 5
40× 6,0 6
66× 10,0 10
100× 15,0 15
133× 20,0 20
150× 22,5 22
200× 30,0 30
266× 40,0 40
300× 45,0 45
400× 60,0 60
600× 90,0 90

Для записи видеопотока в разрешении 1920×1080 (Full HD) при использовании алгоритмов компрессии скорость составляет — 24 Мбит/с (3 МБ/с), следовательно требуется карта класса не ниже 4. В то же время реальные тесты, показали, что скорость видеопотока в Full HD качестве может достигать 50 Мбит/с. Поэтому для современных фотокамер рекомендуется уже приобретать карты не ниже Class 6.

UHS[править | править исходный текст]

UHS (Ultra High Speed) — спецификация, определяющая скорость ввода-вывода карт памяти и протокол обмена данными, немного отличающийся от стандартного. Спецификация требует обратной совместимости карт и контроллеров UHS с более ранними стандартами.[7]

Стандарт UHS-I определён в техническом описании версии 3.01. Требование к скорости обмена данными по интерфейсу (не к скорости записи) — не ниже 50 МБ/с (до 104 МБ/c).

Стандарт UHS-II определён в техническом описании версии 4.00. Требование к скорости обмена — не ниже 156 МБ/с (до 312МБ/c). Карты этого стандарта содержат два ряда контактов — 17 для обычной карты и 16 для microSD. В 2013 году компании Panasonic, PNY и Toshiba представили свою первую продукцию с применением данной технологии.

Для скоростных характеристик карт стандарта UHS изначально определён только один класс, примерно соответствующий классу 10 для обычного стандарта.

Обозначение[править | править исходный текст]

Для обычных карт скоростной класс обозначается числом внутри буквы C. Для карт стандарта UHS скоростной класс обозначается числом внутри буквы U.

Файловые системы[править | править исходный текст]

Стандартной для карт SD, SDHC и SDXC является файловая система FAT (до 2 ГБ включительно — FAT16, до 32 ГБ включительно — FAT32, более 32 ГБ — exFAT); многие производители поставляют их 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, однако, помнить, что применение в карточках системы NTFS является нежелательным, поскольку она является журналируемой (с опросами), а количество циклов перезаписи для карт — ограничено.

Режим журналирования для дисков системы NTFS можно отключить.

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.

MiniSD и MicroSD[править | править исходный текст]

Адаптер, microSD-карта и 5-рублёвая монета

Для миниатюрных приборов разработаны miniSD размером 20x21,5x1,4 мм и самая маленькая из всех карт — MicroSD (ранее известная как TransFlash) размером 11x15x1 мм. Карты MiniSD и MicroSD имеют 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.[8]

Стандарты ёмкости[править | править исходный текст]

SDHC[править | править исходный текст]

Карта SDHC Class 6

SDHC (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).

Совместимость[править | править исходный текст]

Карты SDHC не совместимы с устройствами, изначально рассчитанными только на SD-карты; устройства, способные работать с SDHC-картами, поддерживают также и 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.

SDXC[править | править исходный текст]

В 2009 году на CES SD Association представила новый стандарт SDXC (eXtended Capacity), поддерживающий карты объёмом до 2 TБ. Компании Panasonic, Kingston и SanDisk представили SDXC карту объёмом 64 ГБ[9][10][11]. В феврале 2014 года компанией SanDisk была представлена SDXC карта объёмом 128 ГБ[12].

Компания SanDisk объявила о выпуске SDXC-карт объёмом 64 ГБ, которые имеют максимальную скорость передачи данных 90 МБ/с при записи и 95 МБ/с — при чтении. В дополнение к SDXC-карте SanDisk представила три модели SDHC-карт с аналогичными скоростными показателями[13]. Компания Lexar объявила о выпуске SDXC карт памяти объёмом 256 ГБ, которые имеют максимальную скорость передачи данных 90 МБ/с[14].

Карты памяти SDXC UHS-I (версия 3.01) совместимы с SDHC-устройствами. Устройства с поддержкой SDXC обеспечивают поддержку карт предшествующих стандартов — SD и SDHC.

Карты SDXC UHS-II (версия 4.0) с SDHC-устройствами не совместимы.

Поддержка операционными системами[править | править исходный текст]

  • SDXC-карты используют запатентованную файловую систему exFAT, разработанную компанией Microsoft. Официально поддержка кардридеров и карт стандарта SDXC заявлена для Windows Vista, Windows Server 2008, Windows 7 и Windows 8.
  • Поддержка в Linux реализована с помощью свободного драйвера exFAT, работающего вне ядра (fuse)[15]. По состоянию на сентябрь 2013 года драйвер доступен в репозиториях следующих дистрибутивов ALT Linux, Arch Linux, Debian, Fedora, FreeBSD, Gentoo, Mandriva, openSUSE, Red Hat, Slackware, Ubuntu. Пользователям других дистрибутивов предлагается собрать драйвер из исходников.
  • Обновленный в 2011 году MacBook Pro также имеет поддержку карт памяти SDXC[16]. Все новые устройства от Apple с Mac OS X 10.6.5 или старше поддерживают карты SDXC при наличии физического слота в устройстве.
  • Android поддерживает SDXC при использовании файловой системы ext2 и выше.

Проблемы совместимости[править | править исходный текст]

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[17]). 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), карта может потерять совместимость с устройствами, для которых предназначена[18].

См. также[править | править исходный текст]

Примечания[править | править исходный текст]

Ссылки[править | править исходный текст]