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 — 24х32х2,1 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 — 21,5х20х1,4 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 11x15x1 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 (133х150/1024 = 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.
