oldi

Не забудьте добавить памяти!

Олег Татарников

Основы флэш-памяти

CompactFlash (CF)

SmartMedia

MultiMediaCard (MMC)

Secure Digital (SD)

Memory Stick (MS)

Чтение флэш-карт перестает быть проблемой

 

Первоапрельское падение цены на IBM-Microdrive 340 Мбайм

SD-карта емкостью 256 Мбайт

CompactFlash Type I объемом 1 Гбайт

SmartMedia-карта никак не расстанется с емкостью 128 Мбайт

Мегабайты, вводящие в заблуждение

Будущее флэш-памяти трехмерно

Что такое «x»

Современные устройства CompactFlash

 

На рынке мобильных устройств и потребительской электроники одним из самых важных компонентов является сегодня флэш-память. Различные типы карт флэш-памяти становятся все более популярными для использования в цифровых камерах, карманных компьютерах, аудиоплейерах, мобильных телефонах и других портативных электронных системах.

Самыми распространенными типами флэш-карт сейчас являются PCMCIA-ATA (PC Card), CompactFlash (CF), SmartMedia (SM), Security Digital (SD), MultiMedia Card (MMC) и Memory Stick (MS). Друг от друга они отличаются габаритами, скоростью чтения/записи и максимально возможной емкостью.

SmartMedia-, Memory Sticks- и MMC-карты пока не превысили объема в 128 Мбайт (хотя это и планируется в ближайшее время). Security Digital наконец осваивает емкость 256 Мбайт, а CompactFlash- (CF) и PC-карты формата PCMCIA-ATA уже перешагнули рубеж в 1 Гбайт.

Изобретателем первых флэш-карт PCMCIA-ATA считается компания SanDisk, ею же производилась разработка стандартов и создавалась CompactFlash. Карты MMC были созданы по инициативе компании Siemens, SmartMedia — разработка Toshiba, а формат Memory Stick — инициатива компании Sony. Формат SD разрабатывал альянс компаний во главе с корпорацией Matsushita Electric.

Основы флэш-памяти

Как известно, оперативная память обладает характерным свойством: при выключении питания она теряет всю сохраняемую информацию (в обычном триггере для того, чтобы полевой транзистор оставался закрытым, необходимо постоянно подавать управляющее напряжение на затвор), то есть оперативная память является энергозависимой.

Для создания энергонезависимой памяти было разработано несколько технологий: PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), EEPROM (Electronically EPROM). Одной из таких разработок является память типа Flash (англ. «молния» или «вспышка»), которая по сути является развитием технологии электрически перепрограммируемых постоянных запоминающих устройств — ПЗУ (для реализации энергонезависимости в ячейке флэш-памяти используется так называемый плавающий затвор, который позволяет хранить заряд долгое время). В отличие от ПЗУ (EPROM, EEPROM и пр.), флэш-память может использоваться как в качестве долговременного устройства хранения, так и в качестве встроенной оперативной памяти (при очистке флэш-памяти возможно стирание не только всего адресного пространства, но и небольших блоков). А позднее на схожем принципе были разработаны и сменные внешние устройства хранения в виде так называемых флэш-карт, причем использоваться такая карта может и как внешний носитель информации, и как оперативное запоминающее устройство. Преимущества флэш-карт перед другими носителями информации заключаются в компактности, низком энергопотреблении, высокой механической надежности и большом ресурсе работы (более миллиона циклов записи/считывания).

В начало В начало

CompactFlash (CF)

Первые карты CompactFlash были разработаны и представлены корпорацией SanDisk в ноябре 1994 года. Появившись вслед за громоздкими флэш-картами PCMCIA-ATA, они сразу же вызвали смятение в рядах производителей, спровоцировав появление отдельного класса портативных электронных устройств.

На картах формата CompactFlash можно долгие годы хранить любую информацию — будь то фотографии или музыка, цифровое видео или обычные текстовые файлы (компания SanDisk гарантирует срок сохранности на своих картах до 100 лет). По размерам карта формата CompactFlash Type I вполне миниатюрна: 43×36×3,3 мм, а весом чуть более 10 г. Естественно, что карты CompactFlash нашли широкое применение в самых разнообразных устройствах: карманных и персональных компьютерах, цифровых видео- и фотокамерах, принтерах и т.д. При этом одним из важнейших достоинств таких карт, в отличие, например, от SmartMedia и других стандартов, является их полная совместимость со стандартом PCMCIA-ATA, широко распространенным у ноутбуков и других портативных устройств (карты CompactFlash могут быть установлены в разъем PCMCIA типа II или III с помощью простого и недорогого переходника). Кроме того, эти карты, так же как и PCMCIA-ATA, имеют параллельный интерфейс, поэтому обеспечивают наивысшую скорость записи/считывания (все остальные типы флэш-карт имеют последовательный интерфейс доступа).

Емкость карт CompactFlash, даже типа I, достигает сегодня одного гигабайта, что при условии высокой надежности и относительно низкой стоимости таких устройств весьма впечатляет. Естественно, микровинчестеры типа Microdrive компании IBM аналогичного объема могут стоить дешевле, но они, во-первых, все-таки больше по размеру и тяжелее, во-вторых, имеют интерфейс CompactFlash Type II и совместимы далеко не со всеми CF-устройствами, а самое главное состоит в том, что жесткий диск, каким бы совершенным он ни был, значительно менее надежен в эксплуатации, что немаловажно для переносных мобильных устройств. Благодаря отсутствию в CompactFlash-карте механических частей, она выдерживает удары до 2000 g — то есть вы можете уронить ее на бетонный пол с высоты более 3 м и совсем не беспокоиться за ее сохранность. Большинство ведущих производителей КПК и цифровой электроники, такие как Hewlett-Packard, Kodak, Casio и др., ориентируются сегодня на поддержку CompactFlash.

В начало В начало

SmartMedia

Стандарт SmartMedia был разработан компанией Toshiba в 1995 году, практически одновременно со стандартом CompactFlash. Но в отличие от CompactFlash, карты SmartMedia не имеют встроенного контроллера, поэтому удалось сделать их более дешевыми и компактными (размером 37×45×0,76 мм и весом не более 2 г). Благодаря этому карты SmartMedia поначалу стали чрезвычайно популярными, но впоследствии выяснилось, что отсутствие контроллера сильно ухудшает совместимость: старые устройства не всегда понимают новые карты большой емкости, карты от одного производителя отличаются от карт другого (есть даже два несовместимых вида карт SM — с напряжением питания 3,3 или 5 В) и не реализуют некоторых функций. Кроме того, тонкие и легкие SmartMedia-карточки оказались уже на пределе миниатюризации в смысле удобства использования и надежности, а внешняя архитектура чипа и незащищенность его контактов делают SM-карту уязвимой для внешних воздействий. Тем не менее карты SmartMedia являются пока одними из самых распространенных (еще в 1999 году они составляли более половины от всего количества продаваемых флэш-карт), но за последние годы их авторитет сильно пошатнулся.

Максимальная емкость карт SmartMedia составляет сегодня 256 Мбайт.

В начало В начало

MultiMediaCard (MMC)

Карты MultiMediaCard — результат совместной разработки компаний SanDisk, Hitachi и Siemens, были представлены в ноябре 1997 года.

Миниатюрная карта MMC размером с почтовую марку (32×24×2,1 мм) и весом менее 2 г не уступает по производительности и надежности картам других стандартов.

Хотя при таких размерах MultiMediaCard, естественно, не может соперничать по емкости с картами других форматов, она обладает следующими достоинствами:

  • высокая совместимость;
  • надежность в эксплуатации;
  • прочная конструкция;
  • низкое энергопотребление (напряжение питания — 2,7 В).

Благодаря этим преимуществам MMC-карты постепенно вытесняют SmartMedia с рынка суперпортативных устройств и пользуются большой популярностью у производителей MP3-плейеров, цифровых видеокамер, диктофонов и мобильных телефонов.

В начало В начало

Secure Digital (SD)

Карты Secure Digital (SD) пока не имеют по сравнению с другими носителями преимуществ ни в емкости, ни в цене, но обладают одним неоспоримым достоинством — они являются картами нового поколения, удовлетворяющими современным требованиям по безопасности хранения информации и защите от несанкционированного копирования.

Карты SD были разработаны компаниями Matsushita Electric (более известной своими торговыми марками Panasonic и Technics), Toshiba и SanDisk именно для того, чтобы привлечь поставщиков лицензионной продукции (главным образом, музыкальной).

Система контроля позволяет сделать ограниченное число копий, причем таких, которые можно будет использовать только на вашем компьютере.

Сегодня борьба на рынке запоминающих устройств в самом разгаре. Идею использования SD уже поддержали Microsoft, Eastman Kodak и Toyota Motors. А компания Sharp уже представила рекодер, который принимает аналоговые сигналы с телевизора или видеомагнитофона, оцифровывает их и записывает на SD-Video-карту в формате MPEG-4. Ответ на вопрос о качестве записи не очень понятен, но утверждается, что SD-карта объемом 64 Мбайт будет вмещать 2 часа телевизионных программ, сравнимых по качеству с тем, что записывается на бытовой видеомагнитофон.

Кроме карт SD-Video выпускаются и другие специализированные модели, оборудованные дополнительными схемами для обработки получаемой информации: SD-Audio, SD-Voice, SD-Picture, SD-Bluetooth и др.

По сравнению с картами предыдущего поколения Secure Digital обладают следующими достоинствами:

  • встроенные средства кодирования и защиты информации;
  • высокая скорость передачи (используется новый высокоскоростной интерфейс, обеспечивающий скорость обмена данными до 10 Мбит/с);
  • потенциально большая емкость;
  • высокопрочный корпус из специального пластика, позволяющего снизить риск повреждения карты статическим электричеством;
  • обратная совместимость со стандартом MultiMediaCard.

Встроенный в карту высокоскоростной контроллер обеспечивает возможность шифрования данных в соответствии с рекомендациями SDMI (Secure Digital Music Initiative). Корпус карты изготавливается из специального высокопрочного пластика, обеспечивающего повышенную защиту от статического электричества. На корпусе имеется переключатель, позволяющий избежать случайного повреждения информации на карте (защита записи).

В настоящее время максимальная емкость карт Secure Digital составляет 256 Мбайт.

Благодаря своим средствам защиты и высочайшей надежности, карты Secure Digital получают все большее распространение в новейших цифровых устройствах, таких как MP3-плейеры, диктофоны и прочие ультрапортативные устройства записи/воспроизведения.

В начало В начало

Memory Stick (MS)

Карты Memory Stick были представлены корпорацией Sony в конце 1998 года в качестве носителя для временного хранения и передачи данных. Впоследствии разъемы формата Memory Stick стали применяться в потребительской электронике для интерфейсных нужд.

Устройство размером с пакетик жевательной резинки использовалось компанией в цифровых видеокамерах, аудиоплейерах Walkman и роботах-игрушках Aibo. Позже Sony попыталась интенсифицировать использование MS в электронной промышленности, продавая другим компаниям лицензии на производство видеокамер, цифровых фотоаппаратов и персональных компьютеров, в которых применяется это запоминающее устройство. По утверждению представителей Sony, доля MS на рынке плат памяти для бытовой техники составляет сегодня более 20%. Держателями лицензий на Memory Stick в настоящее время являются более 50 компаний. В частности, не так давно в их число вошли Samsung и Motorola. На текущий момент с картами Memory Stick работает широкий спектр различных устройств: цифровые фото- и видеокамеры, диктофоны и аудиоплейеры, электронные игры и т.д. В числе сторонников запоминающего устройства Sony такие компании, как General Motors и Palm.

Кроме того, компания Sony рассчитывает, что Memory Stick «только для чтения» получит распространение в качестве носителя для музыки, рекламы, электронных билетов, документации и магазинных каталогов.

Есть у Sony и защищенная версия носителя — Magic Gate Memory Stick (эти карты не синего, а белого цвета), которая имеет встроенный чип для защиты данных от несанкционированного копирования.

Карты Memory Stick имеют размеры 21,5×50×2,8 мм и весят всего 4 г. Сегодня карты Memory Stick выпускает не только Sony, но и целый ряд других компаний.

Максимальная емкость карт Memory Stick — 128 Мбайт.

Однако в настоящее время компания Sony совместно с SanDisk разрабатывает новое поколение флэш-памяти Memory Stick. Производство и продажа этих запоминающих устройств будет осуществляться компаниями раздельно, а SanDisk получит право продавать их под собственной торговой маркой. Помимо этого компания Samsung, позиции которой на рынке бытового оборудования крайне сильны, стала партнером Sony по продвижению на рынок данного типа модулей памяти.

В начало В начало

Чтение флэш-карт перестает быть проблемой

Карты Flash-памяти (CompactFlash, MultiMedia, Secure Digital, SmartMedia) получают все большее распространение, емкость карт постоянно увеличивается, и, как следствие, перед пользователями встает задача быстрой и удобной передачи данных в компьютер.

Для обмена информацией между флэш-картами и компьютерами различные компании выпускают всевозможные устройства для считывания: от самых экзотичных, типа SanDisk FlashPath, предназначенных для чтения и записи информации на карты флэш-памяти через флоппи-дисковод, до вполне разумных и удобных комбинированных комбайнов для всех типов карт с USB-интерфейсом.

Интерфейс USB хорош тем, что обеспечивает высокую скорость передачи (особенно в стандарте 2.0) и предоставляет питание адаптеру от компьютера. Ускорение USB 2.0 приходится на реально узкое место, и выигранные секунды каждый пользователь больших флэш-карт сполна прочувствует на себе.

Особенно нам понравилась компактная модель типа FlashMate, которая работает с пятью типами флэш-карт: CompactFlash I/II (в том числе с винчестерами IBM Microdrive), SmartMedia, SD, MMC и MemoryStick. Разумеется, подключается это устройство к компьютеру по интерфейсу USB, имеет тонкий изящный корпус размером с сигаретную пачку (толщина устройства — 8 мм), который убирается в аккуратный кожаный футляр. Если необходимо задействовать его в дорожном варианте, то из корпуса выдвигается короткий шнур, а при желании, в более или менее стационарных условиях, используется удлинитель. При этом слоты для размещения карт можно использовать одновременно, в том числе для переноса информации с одной флэш-карты на другую. Новое устройство совместимо с системами Windows Ме и XP и не требует для использования никаких дополнительных драйверов. Более того, по заверениям производителей, устройство может не только считать данные с любой существующей флэш-карты, но и быть модернизировано для будущих форматов.

Если посмотреть на многообразие и возможности и самих карт доступа, и устройств для работы с ними, начинает казаться, что мы — на пороге новой эры устройств памяти, использующих флэш-технологии или что-либо подобное. Судите сами: скорость доступа огромная, механики нет, ударов и вибрации флэш-память не боится, она легкая, надежная и мобильная. При воспроизведении, например, музыки в плейерах, где используется встроенная память или сменные флэш-карты, можно прыгать и трястись сколько угодно — звучание не прервется (даже если стучать плейером о стол). Осталось только дождаться снижения стоимости таких носителей — и о компакт-дисках можно будет забыть так же, как и о виниловых пластинках…

КомпьютерПресс 5'2002