01.01.2021

Secure Digital


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):

  • SD 1.0 — от 8 МБ до 2 ГБ;
  • SD 1.1 — до 4 ГБ;
  • SDHC — до 32 ГБ;
  • SDXC — до 2 ТБ;
  • SDUC — до 128 ТБ.

О формате

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

Карта SDHC Class 6 емкостью 8 Гбайт

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).

Совместимость

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.

SDXC

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 — так называемая 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 ГБ и более можно использовать в устройствах SDHC (читать с них и записывать на них информацию), если они отформатированы в файловой системе FAT32.

Поддержка операционными системами

  • 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, Windows 8 и Windows 10. Для поддержки exFAT в Windows XP существует обновление KB955704. В связи с прекращением поддержки Windows XP обновление может быть недоступно на серверах Microsoft.
  • Поддержка в Linux/UNIX реализована с помощью свободного драйвера exFAT, работающего вне ядра (FUSE). Драйвер доступен в репозиториях большинства популярных дистрибутивов. Пользователям других дистрибутивов предлагается собрать драйвер из исходников. Также есть родная реализация от Samsung, лишённая недостатков Fuse. Реализания exFAT от компании Samsung была включена в эксперементальную секцию ядра версии 5.4.
  • Обновлённый в 2011 году MacBook Pro также имеет поддержку карт памяти SDXC. 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 на заводских прошивках большинства флагманов, для остальных же, как и у Linux, требуется драйвер Samsung.

Проблемы совместимости

Сразу же после утверждения стандарт подвёргся 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). Таким образом, карты SDXC нельзя будет использовать в свободных операционных системах. Даже если с помощью обратной разработки будет создан полнофункциональный драйвер для этой файловой системы, его использование в некоторых странах из-за патентов может быть незаконным. 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.

SDUC

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.

SD Express

27 июня 2018 года организация SD Association представила новый класс карт памяти SD Express в трёх разновидностях: SDUC 1 express, SDXC 1 express и SDHC 1 express (максимальная ёмкость 128 ТБ, 2 ТБ и 32 ГБ 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. Внешне карты SD Express отмечены маркировкой "SD Ex".

MiniSD и MicroSD

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) размером 11×15×1 мм. Для карт MiniSD и MicroSD существуют переходники (адаптеры), с помощью которых их можно вставлять в любой слот для обычной SD-карты. В некоторые кардридеры miniSD и microSD могут быть вставлены без адаптера.

  • Переходник с microSD — на SD. Своего рода классика

  • Устройство переходника с microSD — на SD

  • Переходник с miniSD — на SD

  • Переходник с microSD — на miniSD

  • Переходник с microSD — на Memory Stick PRO Duo

  • Картридер (переходник) microSD — USB

  • Переходник с SD — на CompactFlash

microSD Express

В феврале 2019 года на выставке MWC 2019 был представлен новый формат microSD Express, который позволит увеличить скорость передачи до 985 МБ/с благодаря добавлению сигналов интерфейса PCIe 3.1. Новые сигналы передаются через добавленный к microSD второй ряд контактов. Карты сохранят обратную совместимость с традиционными считывателями.

Микроконтроллер

Карта размером 24×32×2,1 мм снабжена собственным контроллером 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 (кроме MicroSD) 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.

Система передачи

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.

  • Режим шины SPI: Serial Peripheral Interface в основном используется в микроконтроллерах. Этот тип шины поддерживает только 3,3-вольтовой интерфейс. Это единственный тип шины, который не требует лицензии на хост.
  • Однобитовый режим шины SD: Отдельная шина для команды и каналов передачи данных.
  • Четырёхбитовый режим шины SD: Использует дополнительные контакты, переназначены некоторые контакты. Для карт UHS-I и UHS-II требуется именно этот режим.

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.

Описание:

  • Направление определяется относительно карты. Вх = Вход, Вых = Выход.
  • ДЛ = Двухт
  • ие), когда выход не подключён ни к питанию, ни к общему проводу («обрыв» цепи).
  • ОК =
  • Пит = Питание, НПяние).
  • Энергопотребление

    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). Ток в режиме ожидания значительно ниже: менее чем 0,2 мА (карты microSD 2006 года выпуска). Если есть обмен данных в течение длительного периода, то происходит значительное потребление энергии батареи в портативных устройствах, например в смартфонах, где батареи имеют ёмкость 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. Максимально допустимое стандартом энергопотребление в самом малопотребляющем режиме в случае UHS-II составляет 0,72 Вт.

    Шина UHS

    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.

    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-II используются в фото- и видеоаппаратуре, игровых консолях высокого ценового сегмента и других устройствах, требующих высокие скорости обмена данными. Современные смартфоны в формате UHS-II не нуждаются.

    Скорость обмена

    Скоростной класс

    Для обычных карт скоростной класс обозначается числом внутри буквы C. Для карт стандарта UHS скоростной класс обозначается числом внутри буквы U. Для карт стандарта Video Speed Class — числом справа от буквы V. Для карт стандарта Application Performance Class — числом справа от буквы A.

    Обозначение в виде множителя

    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). Подавляющее большинство производителей присваивает множители, соответствующие режиму чтения — скорость записи обычно ниже в два или более раза. Позднее SD Card Association ввела стандартную классификацию скоростных характеристик карт и устройств для работы с ними, так называемый Speed Class, в котором класс карты определяется по скорости записи.

    Файловые системы

    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 с помощью 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.

    Сравнение технических особенностей MMC- и SD-вариантов карт

    Контрафакт

    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 распознаётся как имеющая номинальный объём, но по факту он меньше. 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. Для определения реальной ёмкости карты есть специальные программы: h2testw для Windows, f3 для Windows, Linux, Mac.

    • Оригинальный microSDXC 64 ГБ (слева) и контрафактный с реальной ёмкостью 8 ГБ и классом 4 (справа)

    • MicroSD при вскрытии, маркировки контроллеров и чипов памяти, выявление контрафакта[1]


    Похожие новости:

    Apple Card

    Apple Card
    Apple Card — это кредитная карта, выпущенная Apple, в основном для использования с Apple Pay . Карта была анонсирована на специальном мероприятии Apple 25 марта 2019 года. Платежная карта стала

    ADAT

    ADAT
    ADAT (англ. Alesis Digital Audio Tape — цифровая аудиолента фирмы Alesis) — пакет стандартов цифровой звукозаписи, разработанный компанией Alesis в 1991 году, включающий формат восьмидорожечной

    Семикарточный стад

    Семикарточный стад
    Семикарточный стад (англ. Seven-card stud) — вариант покера. До того как распространился техасский холдем, он был самым популярным вариантом покера в США. История Семикарточный стад вошел в обиход

    Silicon Power

    Silicon Power
    Silicon Power Computer & Communications Incorporated (кратко — Silicon Power и SP, дословный перевод — Сила кремния, или Кремниевая сила, читается — Силикон Пауэр) — тайваньская компания,
    Комментариев пока еще нет. Вы можете стать первым!

    Добавить комментарий!

    Ваше Имя:
    Ваш E-Mail:
    Введите два слова, показанных на изображении: *
    Популярные новости
    Пластиковые жалюзи - универсальный и доступный вариант солнцезащитной системы
    Пластиковые жалюзи - универсальный и доступный вариант солнцезащитной системы
    Самым популярным видом жалюзи считается пластиковый вариант. Этот материал неприхотлив в уходе,...
    5 главных преимуществ композитного настила
    5 главных преимуществ композитного настила
    Композитный настил считается одним из самых популярных типов покрытия для садовых дорожек, летних...
    Ассортимент продукции производственной компании «Ревентер»
    Ассортимент продукции производственной компании «Ревентер»
    Производственная компания «Ревентер» имеет в наличии большой ассортимент продукции, среди которой...
    Все новости