SD-карты: путеводитель покупателя
Жизнь современного человека сложно представить без разнообразных электронных устройств. Во многих из них предусмотрена возможность установки сменных карт памяти для хранения и переноса самых разных данных. В этой публикации мы расскажем об истории носителей наиболее распространенного на данный момент формата Secure Digital, а также дадим ряд практических рекомендаций по выбору подходящей модели.
Краткая история формата Secure Digital
Сменные носители формата Secure Digital (SD) были разработаны в 1999 году компаниями Panasonic (в то время — Matsushita), SanDisk и Toshiba. Для продвижения и внедрения нового формата в начале 2000 года упомянутые компании основали ассоциацию SD Association. В настоящее членами этой организации в настоящее время являются уже более тысячи компаний.
Наследник MMC
Формат Secure Digital возник не на пустом месте. Фактически он стал эволюционным развитием существовавшего ранее MultiMedia Card (MMC). Размеры SD-карты — 24×32×2,1 мм, а вес — около 2 г. На корпусе SD-карт имеется 9 контактных площадок (у MMC их было 7), а также микропереключатель, блокирующий функцию записи во избежание случайного удаления данных.
Карточка формата MMC |
Одним из принципиальных отличий SD-карт от носителей MMC является наличие защищенной области, для записи данных в которую используется специальный протокол, недоступный для обычных пользователей. Это позволяет задействовать различные технологии защиты цифрового медиаконтента, а также предотвратить несанкционированный доступ к хранящимся на карте данным путем установки пароля.
Карточка формата Secure Digital (SD) |
Серийный выпуск SD-карт, соответствующих требованиям спецификации SD версии 1.01, был начат в 2001 году. Изначально емкость этих носителей не превышала нескольких десятков мегабайт. Пропускная способность шины SD-карт первого поколения составляла 12,5 Мбайт/с, а максимальный объем — 2 Гбайт. Для форматирования носителей использовалась файловая система FAT.
По пути миниатюризации
В начале 2003 года корпорация SanDisk продемонстрировала образцы носителей miniSD — уменьшенной версии карт Secure Digital, которые обладали обратной совместимостью с базовым форматом. Физические размеры карточек miniSD — 21,5×20×1,4 мм. В том же году SD Association узаконила этот вариант как мини-версию носителей SD.
В 2004 году SanDisk представила еще более компактный вариант карт памяти, изначально получивший коммерческое название T-Flash (впоследствии оно было изменено на TransFlash из-за претензий, выдвинутых коммуникационной компанией T-Mobile). Размеры этого носителя, разработанного специально для использования в смартфонах и других малогабаритных мобильных устройствах, составляют всего 11×15×1 мм.
Размеры SD-карточек обычного, мини- и микроформата |
В июле 2005 года SD Association по просьбе представителей SanDisk утвердила спецификацию карт памяти microSD, которые конструктивно и функционально полностью идентичны носителям TransFlash. Вскоре был начат серийный выпуск карточек microSD емкостью 32, 64, и 128 Мбайт.
Носители miniSD, microSD и TransFlash совместимы с полноразмерными SD-карточками и могут быть установлены в соответствующий слот при помощи пассивных (электромеханических) адаптеров.
Secure Digital High Capacity
Важным этапом в развитии формата стало принятие спецификации SD 2.0. Этот документ, утвержденный членами SD Association весной 2006 года, дал зеленый свет серийному производству карточек нового типа — SDHC (Secure Digital High Capacity — носители Secure Digital высокой емкости). Физические размеры, а также количество и расположение и контактных площадок не изменились. Как и SD-карты, носители SDHC были представлены в корпусах трех типоразмеров: стандартном, мини (miniSDHC) и микро (microSDHC).
Карточка формата SDHC |
Наиболее важными преимуществами носителей SDHC по сравнению с обычными SD являются более высокая производительность и возможность создания карточек большего объема. Так, пропускная способность новой шины данных (High Speed Bus) была увеличена вдвое (до 25 Мбайт/с), а максимальный объем носителей — до 32 Гбайт. Кроме того, для форматирования карточек SDHC применяется файловая система FAT32.
Краткое обозначение скоростного класса на корпусе носителя (слева — SDHC Class 4, справа — SDHC Class 10) |
Для маркировки скоростных характеристик носителей SDHC были введены так называемые скоростные классы (Speed Class 2, Speed Class 4 и Speed Class 6, а позднее — и Speed Class 10). Критерием принадлежности к тому или иному классу служит величина минимальной скорости, выраженная в количестве мегабайт в секунду, которую способен обеспечить носитель в процессе записи видео в течение продолжительного времени. Это нововведение оказалось весьма полезным, поскольку производители различных устройств, оборудованных слотами для установки карт памяти семейства Secure Digital, получили возможность указывать в руководстве по эксплуатации, носитель какого именно скоростного класса необходим для бесперебойной работы того или иного аппарата. Да и покупателям гораздо проще выбрать именно ту карту памяти, которая наилучшим образом подходит для имеющегося устройства.
Secure Digital eXtended Capacity
В начале 2009 года была утверждена спецификация SD версии 3.01, описывающая еще одну разновидность SD-карт — SDXC (Secure Digital eXtended Capacity — носители Secure Digital расширенной емкости). Физические размеры, а также количество и расположение и контактных площадок остались прежними. Поскольку к моменту принятия спецификации SD версии 3.01 выпуск устройств со слотами для SD-карточек мини-формата был уже прекращен, то носители SDXC производятся только двух типоразмеров: стандартного и микро (microSDXC).
Карточка формата SDXC |
Для носителей SDXC была разработана новая шина передачи данных — UHS-I (Ultra High Speed, первая версия). В зависимости от особенностей контроллера и режима работы максимальная пропускная способность шины UHS-I составляет 50 либо 104 Мбайт/с. Также следует отметить, что шиной UHS-I могут быть оборудованы не только карточки SDXC, но и SDHC.
Максимальный объем носителей SDXC составляет 2 Тбайт, а для форматирования этих карточек применяется файловая система exFAT, разработанная компанией Microsoft.
Для маркировки карт памяти, оборудованных шиной UHS, были введены новые скоростные классы — UHS-I Speed Class 1 (U1) и UHS-I Speed Class 3 (U3), соответствующие минимальному значению постоянной скорости при долговременной записи видео не менее 10 и 30 Мбайт/с соответственно.
Шина UHS-II
В июне 2011 года члены SD Association утвердили спецификацию SD версии 4.0, которая описывает еще более скоростную шины передачи данных — UHS-II (Ultra High Speed, вторая версия). Данное решение может быть реализовано как для носителей SDXC, так и SDHC. Теоретически достижимая пропускная способность шины UHS-II составляет 156 и 312 Мбайт/с в полнодуплексном и полудуплексном режимах соответственно.
У карточек формата SDXC, оборудованных шиной UHS-II, на задней стороне корпуса имеется 17 контактных площадок (слева), а не 9, как у носителей предшествующих поколений |
Карточка формата microSDXC, оборудованная шиной UHS-II |
Карты памяти, оборудованные шиной UHS-II, имеют важное конструктивное отличие от других носителей семейства Secure Digital — а именно дополнительный ряд контактных площадок на корпусе. Соответственно, суммарное количество контактов увеличилось до 17 в полноразмерных карточках и до 16 в случае microSDHC/microSDXC. Еще одним принципиальным отличием носителей, оборудованных шиной UHS-II, является меньшее напряжение питания. Именно поэтому такие карты памяти несовместимы с устройствами, контроллеры которых не поддерживают работу с шиной UHS-II.
Руководство по выбору SD-карты
Итак, мы ознакомили читателей с краткой историей носителей семейства Secure Digital. Переходим ко второй части обзора, в которой приведены практические советы по выбору носителя.
Шаг 1: размер
Прежде всего необходимо выяснить, каким слотом оборудовано имеющееся устройство. В настоящее время широко распространены как полноразмерные SD-карты (SD, SDHC и SDXC), так и носители микроформата (microSD, microSDHC и microSDXC). Что касается карточек miniSD и miniSDHC, то они вышли из употребления еще несколько лет тому назад.
Полноразмерная SD-карта |
Слоты для полноразмерных карточек предусмотрены в таких аппаратах, как настольные и портативные ПК, цифровые фото- и видеокамеры, медиапроигрыватели, телевизоры и системы домашнего кинотеатра и т.д. Компактные устройства — в том числе мобильные телефоны, смартфоны, планшетные ПК, портативные медиаплееры, GPS-навигаторы, электронные ридеры и т.д. — обычно оснащаются слотом для карточек микроформата. Разумеется, есть и исключения. Например, некоторые модели цифровых фотоаппаратов оборудованы слотом microSD, а в ряде электронных ридеров имеется полноразмерный SD-слот.
Карточка microSD (Trans Flash) |
При помощи адаптера карточку microSD можно установить в полноразмерный SD-слот |
Если приобретаемую карту памяти планируется устанавливать в разные устройства, то более универсальным вариантом являются носители микроформата. С помощью специального адаптера (который можно приобрести как отдельно, так и в комплекте с картой памяти) их можно установить в полноразмерный SD-слот.
Шаг 2: тип
Второй шаг — выбор типа SD-карты. Информацию о поддерживаемых типах сменных носителей можно найти в соответствующем разделе руководства пользователя имеющегося устройства. В том случае, если буклет или брошюра из комплекта поставки уже давно утрачены, поищите электронную версию руководства в разделе технической поддержки на веб-сайте производителя оборудования. Возможно, это и не потребуется: в некоторых устройствах логотипы поддерживаемых карт памяти нанесены рядом со слотом для их установки.
Логотипы разных типов SD-карт (слева направо): SD, SDHC и SDXC |
Современные устройства обладают обратной совместимостью с картами более старых типов. Например, если видеокамера рассчитана на работу с карточками SDXC, то в нее также можно устанавливать носители SD и SDHC. Соответственно, аппараты с поддержкой формата SDHC также способны работать и с карточками SD.
Важно учитывать, что в старом оборудовании более новые карты памяти работать не будут. Если устройство рассчитано на использование сменных носителей SDHC, то карты SDXC для него не подойдут. В лучшем случае на экран будет выведено сообщение о том, что карта памяти не установлена (или не распознана), в худшем — вы можете потерять данные, записанные на этом носителе. В такой ситуации следует выключить устройство и извлечь карту памяти. Ни в коем случае не пытайтесь отформатировать ее встроенными средствами — это приведет не только к потере всех хранящихся на носителе данных, но и к невозможности его использования в дальнейшем.
Итак, карты памяти SDXC (microSDXC) будут работать только в аппаратах, поддерживающих данный формат. Носители SDHC (microSDHC) можно устанавливать в устройства, имеющие маркировку как SDHC, так и SDXC. И, наконец, SD-карты будут работать в любых устройствах, оборудованных SD-слотом.
Шаг 3: скоростной класс
Начиная с карт SDHC для удобства пользователей были введены так называемые скоростные классы (Speed Class). На данный момент их насчитывается четыре: 2-й, 4-й, 6-й и 10-й. Носители SDHC Class 2 обеспечивают возможность долговременной записи потока данных шириной не менее 2 Мбайт/с, SDHC Class 4 — не менее 4 Мбайт/с, SDHC Class 6 — не менее 6 Мбайт/с, а SDHC Class 10 — не менее 10 Мбайт/с. Для краткого обозначения скоростного класса используется символ в виде числа, помещенного внутрь прописной буквы «С».
Обозначение скоростного класса на корпусе карты памяти |
Необходимо отметить, что сейчас увеличивается доля карточек SDHC и SDXC, оборудованных скоростной шиной передачи данных UHS-I. На это указывает значок в виде римской цифры I на упаковке и на корпусе носителя. Для маркировки таких карт памяти применяется более новая система скоростных классов — UHS-I Speed Class. Пока в ней предусмотрено всего два класса — 1-й и 3-й. Носители, соответствующие классу UHS-I Speed Class 1, обеспечивают возможность долговременной записи потока данных шириной не менее 10 Мбайт/с, а UHS-I Speed Class 3 — не менее 30 Мбайт/с. Краткое обозначение этих классов выглядит как арабская цифра (в данном случае — 1 либо 3), заключенная внутрь прописной буквы «U».
Значок в виде римской цифры I рядом с логотипом SDHC указывает на то, что данный носитель оборудован шиной UHS-I |
Обозначение скоростного класса UHS-I Speed Class на корпусе карты памяти |
Чтобы наличие двух параллельных систем маркировки скоростных классов не сбивало с толку покупателей, производители карточек SDHC и SDXC, оборудованных скоростной шиной передачи данных UHS-I, обычно указывают на корпусе сразу два значка — например, SDHC Class 10 и UHS-I Speed Class 1.
При выборе скоростного класса носителя необходимо учитывать как возможности устройства, в котором будет использоваться приобретаемая карточка, так и специфику выполняемых задач. Например, для хранения электронных книг, документов и аудиозаписей вполне достаточно носителя Class 2. Разумеется, можно применять для этих целей и более скоростные карточки, однако практического смысла в этом нет.
А вот в том случае, если сменный носитель планируется использовать для записи видео высокого разрешения, скоростной класс карты памяти имеет крайне важное значение. В руководстве пользователя цифровых фото- и видеокамер обычно указываются минимальные требования к скоростным характеристикам носителей — например, что для бесперебойной записи видео с максимальным разрешением требуется носитель SDHC не ниже Class 10.
Вполне понятно желание некоторых покупателей приобрести носитель с некоторым запасом. Но на деле это далеко не всегда позволяет получить какое-либо преимущество. Например, сейчас в продаже появляется всё больше носителей SDHC и SDXC (а также microSDHC и microSDXC), которые оборудованы шиной UHS-I. Однако в полной мере реализовать потенциал таких карт памяти можно только при установке в устройства, оснащенные контроллером с поддержкой данной шины. В противном случае максимальная пропускная способность будет ограничена возможностями контроллера, и никакого выигрыша по скорости по сравнению с носителями более старой конструкции получить не удастся.
Шаг 4: максимальная скорость
Стандартного обозначения максимальной скорости для SD-карт пока не введено. Изначально производители карт памяти применяли систему обозначения скоростных характеристик, унаследованную от оптических приводов. В этом случае соответствующая надпись выглядит как «133х», «266х» и т.д. За единицу в данной системе принята однократная скорость считывания компакт-дисков, равная 150 Кбайт/с. Чтобы вычислить скорость передачи данных, необходимо умножить приведенное в обозначении число на эту величину. Например, обозначение «133х» соответствует скорости в 19,48 Мбайт/с (133×150/1024 = 19,482421875). Но, поскольку данная система не очень удобна и, откровенно говоря, уже давно устарела морально, то подобные обозначения постепенно выходят из употребления.
Один из вариантов указания максимальной скорости на корпусе карты памяти |
Сейчас производители, желающие акцентировать внимание потенциальных покупателей на выдающихся скоростных показателях карт памяти, чаще указывают значение этого параметра в количестве мегабайт в секунду (Мбайт/с или MB/s) отдельно для операций последовательного чтения и записи данных. Например, надпись на упаковке или корпусе носителя «W 45 MB/s | R 90 MB/s» означает скорость чтения и записи до 45 и 90 Мбайт/с соответственно.
В данном случае значение максимальной скорости на ярлыке карточки указано в количестве мегабайт в секунду |
Необходимо отметить, что во многих случаях реальные скоростные характеристики карт памяти оказываются ниже заявленных в спецификации значений. Основная проблема заключается в отсутствии единого стандарта, регламентирующего процедуру измерения максимальной скорости чтения и записи данных для сменных носителей. Соответственно, каждый производитель использует свою собственную методику. Есть и ряд других факторов, в силу которых реальная производительность одной и той же карты памяти при установке в разные устройства будет существенно меняться.
Во-первых, это характеристики контроллера того устройства, в котором установлен сменный носитель. Нередко именно этот компонент становится узким местом, не позволяющим в полной мере реализовать потенциал карты памяти. И вполне возможна ситуация, когда в одном аппарате карта памяти будет работать на максимуме своих возможностей, а при установке в другой — демонстрировать весьма посредственные показатели.
Во-вторых, обычно производители указывают максимальные значения скорости чтения и записи данных в последовательном режиме. Если же осуществляется запись или копирование большого количества файлов небольшого размера, то показатели производительности будут существенно ниже максимальных значений. Аналогичная ситуация возникает в том случае, когда карточка уже частично заполнена, а сохраненные на ней данные сильно фрагментированы.
Таким образом, воспринимать указываемые в спецификации карты памяти значения максимальной скорости чтения и записи данных имеет смысл исключительно как справочную информацию, которая позволяет сопоставить потенциальные возможности разных моделей одного производителя. Как уже было отмечено выше, в реальных условиях эксплуатации характеристики носителей могут существенно отличаться от заявленных.
Заключение
Завершая обзор, посвященный истории и рекомендациям по выбору сменных носителей семейства Secure Digital, остается выразить надежду на то, что приведенная в нем информация будет полезной для наших читателей и поможет им лучше ориентироваться в многообразии представленных в продаже сменных носителей. Разумеется, развитие технологий продолжается, и по мере появление новых форматов и разновидностей сменных носителей мы будем рассказывать о них в наших публикациях.
Оставить комментарий
Ваш комментарий будет опубликован после модерации.
