Secure Digital , официально сокращенно SD , — это фирменный энергонезависимый формат карт флэш-памяти , разработанный SD Association (SDA) для использования в портативных устройствах.
Благодаря своим небольшим физическим размерам карты SD стали широко использоваться во многих потребительских электронных устройствах, таких как цифровые фотоаппараты , камкордеры , игровые приставки , мобильные телефоны , экшн-камеры, такие как серия GoPro Hero , и дроны с камерами . [1] [2]
Стандарт был представлен в августе 1999 года компаниями SanDisk , Panasonic (Matsushita) и Toshiba как усовершенствование MultiMediaCards (MMC). [3] SD стали отраслевым стандартом. Три компании основали SD-3C, LLC, компанию, которая лицензирует и обеспечивает соблюдение прав интеллектуальной собственности (ИС), связанных с картами памяти SD и хост- и вспомогательными продуктами SD. [4]
В январе 2000 года компании основали Ассоциацию SD (SDA), некоммерческую организацию для создания и продвижения стандартов SD Card. [5] По состоянию на 2023 год [update]в SDA насчитывается около 1000 компаний-членов. Она использует несколько логотипов, принадлежащих SD-3C, для обеспечения соответствия своим спецификациям и обозначения совместимости. [6]
В 1999 году компании SanDisk , Panasonic (Matsushita) и Toshiba договорились о разработке и продвижении карты памяти Secure Digital (SD). [7] Карта была создана на основе MultiMediaCard (MMC) [8] и обеспечивала управление цифровыми правами (DRM) на основе стандарта Secure Digital Music Initiative (SDMI) и высокую плотность памяти («данные/биты на физическое пространство»), т. е. большой объем данных мог храниться в небольшом физическом пространстве. [ необходима цитата ]
SD был разработан, чтобы конкурировать с Memory Stick , форматом флэш-памяти с DRM, который Sony выпустила годом ранее. Toshiba надеялась, что DRM карты SD побудит поставщиков музыки, обеспокоенных пиратством, использовать карты SD. [9]
Логотип торговой марки SD изначально был разработан для Super Density Disc , который был неудачным выходом Toshiba на войну форматов DVD . По этой причине буква «D» стилизована под оптический диск. [10]
На выставке бытовой электроники 2000 года (CES) три компании объявили о создании Ассоциации SD (SDA) для продвижения карт SD. Ассоциация SD, штаб-квартира которой находилась в Сан-Рамоне, Калифорния , США, тогда насчитывала 30 компаний-членов и производителей продукции, которые производили совместимые карты памяти и устройства. Первые образцы карт SD [11] стали доступны в первом квартале 2000 года, а производственные партии карт объемом 32 и 64 мегабайта (МБ) [a] стали доступны три месяца спустя. [ необходима цитата ] Первые карты объемом 64 МБ были выставлены на продажу по цене 200 долларов США. [12] SD задумывался как единый формат карты памяти для нескольких видов электронных устройств, который также мог функционировать как слот расширения для добавления новых возможностей устройству. [13] Первые карты SD объемом 256 МБ и 512 МБ были анонсированы в 2001 году . [14]
В марте 2003 года на CeBIT корпорация SanDisk представила, анонсировала и продемонстрировала форм-фактор miniSD . [15] SDA приняла карту miniSD в 2003 году как расширение стандарта SD-карт в малом форм-факторе. Хотя новые карты были разработаны для мобильных телефонов, они обычно комплектовались адаптером miniSD, который обеспечивал совместимость со стандартным слотом для карт памяти SD. [ необходима цитата ]
Карты памяти форм-фактора MicroSD были представлены в 2004 году компанией SanDisk на выставке CeBIT [16] и изначально назывались T-Flash, [17], а позже TransFlash, [18] обычно сокращенно «TF». T-Flash был переименован в microSD в 2005 году, когда он был принят SDA. [19] Карты TransFlash и microSD функционально идентичны, что позволяет им работать в устройствах, предназначенных для них. [20] Пассивный адаптер позволяет использовать карты microSD и TransFlash в слотах для карт SD. [20] [21]
В сентябре 2006 года SanDisk анонсировала miniSDHC 4 ГБ. [22] Как и SD и SDHC, карта miniSDHC имеет тот же форм-фактор, что и старая карта miniSD, но карта HC требует встроенной поддержки HC в хост-устройстве. [ необходима цитата ] Устройства, поддерживающие miniSDHC, работают с miniSD и miniSDHC, но устройства без специальной поддержки miniSDHC работают только со старой картой miniSD. С 2008 года карты miniSD больше не производятся из-за доминирования на рынке еще меньших карт microSD. [ необходима цитата ]
Плотность хранения данных на картах памяти значительно возросла [ количественно ] в течение 2010-х годов, что позволило самым первым устройствам, поддерживающим стандарт SD:XC, таким как мобильные телефоны Samsung Galaxy S III и Samsung Galaxy Note II , расширить доступное хранилище до нескольких сотен гигабайт .
В январе 2009 года SDA анонсировала семейство SDXC, которое поддерживает карты емкостью до 2 ТБ [b] и скоростью до 300 МБ/с. [23] Карты SDXC по умолчанию отформатированы в файловой системе exFAT . [24] SDXC был анонсирован на выставке бытовой электроники (CES) 2009 (7–10 января). На той же выставке SanDisk и Sony также анонсировали сопоставимый вариант Memory Stick XC с тем же максимальным объемом 2 ТБ [b] , что и SDXC, [25] а Panasonic объявила о планах по производству карт SDXC емкостью 64 ГБ. [26] 6 марта Pretec представила первую карту SDXC, [27] карту емкостью 32 ГБ со скоростью чтения/записи 400 Мбит/с. Но только в начале 2010 года на рынке появились совместимые хост-устройства, включая видеокамеру Sony Handycam HDR - CX55V , цифровую зеркальную камеру Canon EOS 550D (также известную как Rebel T2i), [28] USB-кардридер от Panasonic и встроенный кардридер SDXC от JMicron. [29] Самые первые ноутбуки со встроенными кардридерами SDXC использовали шину USB 2.0, которая не имела пропускной способности для поддержки SDXC на полной скорости. [30]
В начале 2010 года коммерческие карты SDXC появились у Toshiba (64 ГБ), [31] [32] Panasonic (64 ГБ и 48 ГБ) [33] и SanDisk (64 ГБ). [34]
В начале 2011 года Centon Electronics, Inc. (64 ГБ и 128 ГБ) и Lexar (128 ГБ) начали поставлять карты SDXC с классом скорости 10. [35] Pretec предлагал карты от 8 ГБ до 128 ГБ с классом скорости 16. [36] В сентябре 2011 года SanDisk выпустила карту microSDXC объемом 64 ГБ. [37] Kingmax выпустила сопоставимый продукт в 2011 году. [38]
В апреле 2012 года Panasonic представила формат карт MicroP2 для профессиональных видеоприложений. Карты по сути являются полноразмерными картами SDHC или SDXC UHS-II, оцененными как UHS Speed Class U1. [39] [40] Адаптер позволяет картам MicroP2 работать в текущем оборудовании карт P2 . [41]
Карты Panasonic MicroP2 были поставлены в марте 2013 года и стали первыми продуктами на рынке, совместимыми с UHS-II; первоначальное предложение включало карту SDHC на 32 ГБ и карту SDXC на 64 ГБ. [39] [42] Позже в том же году Lexar выпустила первую карту SDXC на 256 ГБ, основанную на технологии флэш-памяти NAND 20 нм . [43]
В феврале 2014 года компания SanDisk представила первую карту памяти microSDXC объёмом 128 ГБ, [44] за которой в марте 2015 года последовала карта памяти microSDXC объёмом 200 ГБ. [45] В сентябре 2014 года компания SanDisk анонсировала первую карту памяти SDXC объёмом 512 ГБ. [46]
В мае 2016 года Samsung анонсировала первую в мире карту памяти microSDXC EVO Plus объёмом 256 ГБ [47] , а в сентябре 2016 года Western Digital (SanDisk) объявила, что прототип первой карты памяти SDXC объёмом 1 ТБ [c] будет продемонстрирован на выставке Photokina [48] .
В августе 2017 года компания SanDisk выпустила карту microSDXC емкостью 400 ГБ. [49]
В январе 2018 года Integral Memory представила свою карту microSDXC на 512 ГБ. [50] В мае 2018 года PNY выпустила карту microSDXC на 512 ГБ. В июне 2018 года Kingston анонсировала свою серию карт microSD Canvas, которые могли иметь емкость до 512 ГБ, [d] в трех вариантах: Select, Go! и React. [51]
В феврале 2019 года Micron и SanDisk представили свои карты microSDXC емкостью 1 ТБ. [52]
Формат Secure Digital Ultra Capacity (SDUC) поддерживает карты емкостью до 128 ТБ [b] и обеспечивает скорость до 985 МБ/с.
В апреле 2024 года Western Digital (SanDisk) представила первую в мире карту SD на 4 ТБ на выставке NAB 2024 , которая будет использовать формат SDUC. Она должна выйти в 2025 году. [53]
Secure Digital включает пять семейств карт, доступных в трех форм-факторах. Пять семейств — это исходная стандартная емкость (SDSC), высокая емкость (SDHC), расширенная емкость (SDXC), сверхемкость (SDUC) и SDIO, которая объединяет функции ввода/вывода с хранением данных. [54] [55] [56]
Карта Secure Digital второго поколения (SDSC или Secure Digital Standard Capacity) была разработана для улучшения стандарта MultiMediaCard (MMC), который продолжал развиваться, но в другом направлении. Secure Digital изменила дизайн MMC несколькими способами:
Полноразмерные SD-карты не помещаются в более тонкие слоты MMC, и другие проблемы также влияют на возможность использования одного формата в хост-устройстве, разработанном для другого. [ необходима цитата ]
Формат Secure Digital High Capacity (SDHC), анонсированный в январе 2006 года и определенный в версии 2.0 спецификации SD, поддерживает карты емкостью до 32 ГБ. [d] [54] Торговая марка SDHC лицензирована для обеспечения совместимости. [59]
Карты SDHC физически и электрически идентичны картам SD стандартной емкости (SDSC). Основные проблемы совместимости между картами SDHC и SDSC заключаются в переопределении регистра Card-Specific Data (CSD) в версии 2.0 (см. ниже) и в том, что карты SDHC поставляются предварительно отформатированными в файловой системе FAT32 .
Версия 2.0 также представляет высокоскоростной режим шины для карт SDSC и SDHC, который удваивает исходную стандартную тактовую частоту до 25 МБ/с . [60]
Для поддержки старых карт SDHC требуются хост-устройства SDHC. [61] Однако старые хост-устройства не распознают карты памяти SDHC или SDXC, хотя некоторые устройства могут это делать с помощью обновления прошивки. [62] [ нужен лучший источник ] Старые операционные системы Windows, выпущенные до Windows 7, требуют исправлений или пакетов обновления для поддержки доступа к картам SDHC. [63] [64] [65]
Формат Secure Digital eXtended Capacity (SDXC), анонсированный в январе 2009 года и определенный в версии 3.01 спецификации SD, поддерживает карты емкостью до 2 ТБ [b] по сравнению с ограничением в 32 ГБ [d] для карт SDHC в спецификации SD 2.0. SDXC принимает файловую систему exFAT от Microsoft в качестве обязательной функции. [66]
Версия 3.01 также представила сверхскоростную (UHS) шину для карт SDHC и SDXC со скоростью интерфейса от 50 МБ/с до 104 МБ/с для четырехбитной шины UHS-I. [67] (это число с тех пор было превышено с помощью фирменной технологии SanDisk для чтения со скоростью 170 МБ/с, которая больше не является фирменной, поскольку у Lexar есть 1066x, работающая со скоростью 160 МБ/с чтения и 120 МБ/с записи через UHS 1, а у Kingston также есть Canvas Go! Plus, также работающая со скоростью 170 МБ/с). [68] [69] [70] [71]
Версия 4.0, представленная в июне 2011 года, обеспечивает скорость от 156 МБ/с до 312 МБ/с по четырехполосной (две дифференциальные полосы) шине UHS-II, для которой требуется дополнительный ряд физических контактов. [67]
Версия 5.0 была анонсирована в феврале 2016 года на CP+ 2016 и добавила рейтинги «Video Speed Class» для карт UHS для обработки видеоформатов с более высоким разрешением, таких как 8K . [72] [73] Новые рейтинги определяют минимальную скорость записи 90 МБ/с. [74] [75]
Формат Secure Digital Ultra Capacity (SDUC), описанный в спецификации SD 7.0 и анонсированный в июне 2018 года, поддерживает карты емкостью до 128 ТБ [b] и обеспечивает скорость до 985 МБ/с независимо от форм-фактора (микро- или полноразмерный) или типа интерфейса (включая UHS-I, UHS-II, UHS-III или SD Express). [76] Интерфейс SD Express также можно использовать с картами SDHC и SDXC.
Карты SDXC и SDUC обычно форматируются с использованием файловой системы exFAT , тем самым ограничивая их использование ограниченным набором операционных систем. [58]
Windows Vista (SP1) и более поздние версии [77] и OS X (10.6.5 и более поздние версии) имеют встроенную поддержку exFAT. [78] [79] (Windows XP и Server 2003 могут поддерживать exFAT с помощью дополнительного обновления от Microsoft.) [80]
Большинство дистрибутивов BSD и Linux не поддерживают exFAT по юридическим причинам, хотя в ядре Linux 5.4 Microsoft открыла исходный код спецификации и разрешила включение драйвера exFAT. [81] Пользователи старых ядер или BSD могут вручную установить сторонние реализации exFAT (как модуль FUSE ), чтобы иметь возможность монтировать тома, отформатированные в exFAT. [82] Однако карты SDXC можно переформатировать для использования любой файловой системы (например, ext4 , UFS , VFAT или NTFS ), что снимает ограничения, связанные с доступностью exFAT.
За исключением смены файловой системы, карты SDXC в основном обратно совместимы с устройствами чтения SDHC, и многие хост-устройства SDHC могут использовать карты SDXC, если их предварительно переформатировать в файловую систему FAT32. [83] [84] [85]
Ассоциация SD предоставляет утилиту форматирования для Windows и Mac OS X, которая проверяет и форматирует карты SD, SDHC, SDXC и SDUC. [86]
Скорость SD-карты обычно оценивается по скорости последовательного чтения или записи. Последовательный аспект производительности наиболее важен для хранения и извлечения больших файлов (относительно размеров блоков, внутренних для флэш-памяти ), таких как изображения и мультимедиа. Небольшие данные (такие как имена файлов, размеры и временные метки) попадают под гораздо более низкий предел скорости случайного доступа , что может быть ограничивающим фактором в некоторых случаях использования. [87] [88] [89]
В ранних SD-картах некоторые производители карт указывали скорость как рейтинг "умножения" ("×"), который сравнивал среднюю скорость чтения данных с оригинальной скоростью CD-ROM . Это было заменено рейтингом класса скорости , который гарантирует минимальную скорость, с которой данные могут быть записаны на карту. [90]
Новые семейства SD-карт повышают скорость карты за счет увеличения скорости шины (частоты тактового сигнала, который передает информацию на карту и из нее). Независимо от скорости шины карта может подать хосту сигнал о том, что она «занята», пока не будет завершена операция чтения или записи. Соответствие более высокому рейтингу скорости является гарантией того, что карта ограничивает использование индикации «занята».
SD-карты будут считываться и записываться со скоростью 12,5 МБ/с.
Высокоскоростной режим (25 МБ/с) был введен для поддержки цифровых камер с версией спецификации 1.10. [91]
Шина Ultra High Speed (UHS) доступна на некоторых картах SDHC и SDXC. [92] [93] [94]
Карты, соответствующие UHS, показывают римские цифры «I», «II» или «III» рядом с логотипом SD-карты, [92] [90] и сообщают об этой возможности хост-устройству. Использование UHS-I требует, чтобы хост-устройство дало команду карте понизить напряжение с 3,3 до 1,8 вольт через контакты интерфейса ввода-вывода и выбрать четырехбитный режим передачи, в то время как UHS-II требует работы при напряжении 0,4 вольта.
Более высокие скорости UHS-II и III достигаются за счет использования двухполосной низковольтной дифференциальной сигнализации (LVDS) 0,4 В на втором ряду контактов. [95] Каждая полоса способна передавать до 156 МБ/с. В полнодуплексном режиме одна полоса используется для передачи, а другая — для приема. В полудуплексном режиме обе полосы используются для одного и того же направления передачи данных, что позволяет удвоить скорость передачи данных при той же тактовой частоте. Помимо обеспечения более высоких скоростей передачи данных, интерфейс UHS-II обеспечивает более низкое энергопотребление интерфейса, более низкое напряжение ввода-вывода и более низкие электромагнитные помехи (EMI).
Указаны следующие сверхвысокие скорости:
Указано в SD версии 3.01. [96] Поддерживает тактовую частоту 100 МГц (четверократное увеличение исходной «Скорости по умолчанию»), что в четырехбитном режиме передачи может передавать 50 МБ/с (SDR50). Карты UHS-I, заявленные как UHS104 (SDR104), также поддерживают тактовую частоту 208 МГц, что может передавать 104 МБ/с. Работа с удвоенной скоростью передачи данных на частоте 50 МГц (DDR50) также указана в версии 3.01 и является обязательной для карт microSDHC и microSDXC, обозначенных как UHS-I. В этом режиме четыре бита передаются, когда тактовый сигнал повышается, и еще четыре бита, когда он падает, передавая целый байт за каждый полный тактовый цикл, следовательно, операция со скоростью 50 МБ/с может быть передана с использованием тактовой частоты 50 МГц.
Существует фирменное расширение UHS-I, называемое DDR200, изначально созданное SanDisk, которое увеличивает скорость передачи данных до 170 МБ/с. В отличие от UHS-II, оно не использует дополнительные контакты. Это достигается за счет использования частоты 208 МГц стандартного режима SDR104, но с использованием передач DDR. [97] [98] Это расширение с тех пор использовалось Lexar для их серии 1066x (160 МБ/с), Kingston Canvas Go Plus (170 МБ/с) и карты памяти MyMemory PRO SD (180 МБ/с).
Указано в версии 4.0, дополнительно увеличивает скорость передачи данных до теоретического максимума 156 МБ/с (полный дуплекс ) или 312 МБ/с (полудуплекс) с использованием дополнительного ряда контактов для сигнализации LVDS [99] (всего 17 контактов для полноразмерных и 16 контактов для микроразмерных карт). [92] Хотя первые реализации в компактных системных камерах появились через три года после спецификации (2014), потребовалось еще много лет, прежде чем UHS-II был внедрен на регулярной основе. В начале 2024 года почти 90 цифровых зеркальных и беззеркальных камер поддерживают UHS-II. [100]
Версия 6.0, выпущенная в феврале 2017 года, добавила в стандарт две новые скорости передачи данных. FD312 обеспечивает 312 МБ/с, а FD624 удваивает это значение. Оба являются полнодуплексными. Физический интерфейс и расположение выводов такие же, как и у UHS-II, сохраняя обратную совместимость. [101]
Шина SD Express была выпущена в июне 2018 года со спецификацией SD 7.0. Она использует одну линию PCIe для обеспечения полнодуплексной скорости передачи данных 985 МБ/с. Поддерживающие карты также должны реализовывать протокол доступа к хранилищу NVM Express . Шина Express может быть реализована картами SDHC, SDXC и SDUC. Для использования в устаревших приложениях карты SD Express также должны поддерживать высокоскоростную шину и шину UHS-I. Шина Express повторно использует схему расположения выводов карт UHS-II и резервирует место для дополнительных двух выводов, которые могут быть введены в будущем. [102]
Хосты, реализующие версию 7.0 спецификации, позволяют SD-картам осуществлять прямой доступ к памяти , что значительно увеличивает поверхность атаки хоста перед лицом вредоносных SD-карт. [103]
Версия 8.0 была анонсирована 19 мая 2020 года с поддержкой двух линий PCIe с дополнительным рядом контактов и скоростью передачи данных PCIe 4.0, с максимальной пропускной способностью 3938 МБ/с. [104]
Версия 9.0 была выпущена в феврале 2022 года. [105]
Версия 9.1 была анонсирована в октябре 2023 года. [106]
В феврале 2019 года Ассоциация SD анонсировала microSD Express. [107] Карты microSD Express предлагают интерфейсы PCI Express и NVMe, как и выпуск SD Express в июне 2018 года, наряду с устаревшим интерфейсом microSD для продолжения обратной совместимости. Ассоциация SDA также выпустила визуальные метки для обозначения карт памяти microSD Express, чтобы упростить сопоставление карты и устройства для оптимальной производительности устройства. [108]
ПРИМЕЧАНИЕ: Если устройство чтения карт использует контроллер DDR208 на контактах UHS 1, устройство чтения карт будет работать со скоростью 180 МБ/с на соответствующих картах UHS 1.
Ассоциация SD определяет стандартные классы скорости для карт SDHC/SDXC, указывающие минимальную производительность (минимальную скорость последовательной записи данных). Скорость чтения и записи должна превышать указанное значение. Спецификация определяет эти классы в терминах кривых производительности, которые переводятся в следующие минимальные уровни производительности чтения-записи на пустой карте и пригодности для различных приложений: [96] [90] [111] [112]
Ассоциация SD определяет три типа рейтингов класса скорости: исходный класс скорости, класс скорости UHS и класс скорости видео.
Рейтинги класса скорости 2, 4 и 6 подтверждают, что карта поддерживает соответствующее количество мегабайт в секунду в качестве минимальной устойчивой скорости записи для карты во фрагментированном состоянии.
Класс 10 утверждает, что карта поддерживает минимальную скорость нефрагментированной последовательной записи 10 МБ/с и использует режим высокоскоростной шины. [96] Хост-устройство может считывать класс скорости карты и предупреждать пользователя, если карта сообщает о классе скорости, который ниже минимально необходимого приложению. [96] Для сравнения, более старый рейтинг «×» измерял максимальную скорость в идеальных условиях и не содержал расплывчатых указаний относительно того, была ли это скорость чтения или скорость записи.
Графический символ класса скорости представляет собой число, обведенное буквой «C» (C2, C4, C6 и C10).
Карты UHS-I и UHS-II могут использовать рейтинг класса скорости UHS с двумя возможными градациями: класс 1 для минимальной производительности записи не менее 10 МБ/с (символ «U1» с цифрой 1 внутри «U») и класс 3 для минимальной производительности записи 30 МБ/с (символ «U3» с цифрой 3 внутри «U»), ориентированный на запись видео 4K . [113] До ноября 2013 года рейтинг был брендирован как UHS Speed Grade и содержал градации 0 (без символа) и 1 (символ «U1»). Производители также могут отображать стандартные символы класса скорости (C2, C4, C6 и C10) рядом с классом скорости UHS или вместо него.
Карты памяти UHS лучше всего работают с хост-устройствами UHS. Такое сочетание позволяет пользователю записывать видео с разрешением HD с помощью безленточных камкордеров , выполняя при этом другие функции. Оно также подходит для трансляций в реальном времени и захвата больших HD-видео.
Класс скорости видео определяет набор требований к картам UHS для соответствия современной флэш- памяти MLC NAND [74] и поддерживает прогрессивное видео 4K и 8K с минимальной последовательной скоростью записи 6–90 МБ/с. [72] [90] [111] Графические символы используют стилизованную букву «V», за которой следует число, обозначающее скорость записи ( например, V6, V10, V30, V60 и V90).
Версия 9.1 спецификации SD, представленная в октябре 2023 года, определяет новые классы скорости SD Express. Графические символы используют стилизованную букву «E», за которой следует число, обозначающее минимальную скорость чтения/записи. Указанные классы — E150, E300, E450 и E600. [106]
Application Performance Class — это новый стандарт из спецификации SD 5.1 и 6.0, который не только определяет последовательные скорости записи, но и устанавливает минимальный IOPS для чтения и записи. Класс A1 требует минимум 1500 операций чтения и 500 операций записи в секунду с использованием блоков по 4 кбайт, в то время как класс A2 требует 4000 и 2000 IOPS. [115] Карты класса A2 требуют поддержки драйвера хоста, поскольку они используют очередь команд и кэширование записи для достижения своих более высоких скоростей. Без них они гарантированно достигнут как минимум скорости A1. Начиная с ядра Linux 5.15, оно полностью поддерживает A2. [116]
Рейтинг "×", который использовался некоторыми производителями карт и стал устаревшим из-за классов скорости, является кратным стандартной скорости привода CD-ROM 150 КБ/с [g] (приблизительно 1,23 Мбит/с ). Базовые карты передают данные со скоростью до шестикратной (6×) скорости CD-ROM; то есть 900 кбит/с или 7,37 Мбит/с. Спецификация 2.0 [ необходимо разъяснение ] определяет скорости до 200×, но не так конкретна, как классы скорости, в отношении того, как измерять скорость. Производители могут сообщать о наилучших скоростях и могут сообщать о самой высокой скорости чтения карты, которая обычно выше скорости записи. Некоторые поставщики, включая Transcend и Kingston , сообщают скорость записи своих карт. [118] Когда на карте указаны как класс скорости, так и рейтинг "×", последний может предполагаться только скоростью чтения. [ необходима цитата ]
В приложениях, требующих постоянной пропускной способности записи, например, при видеозаписи, устройство может работать неудовлетворительно, если класс карты SD падает ниже определенной скорости. Например, для видеокамеры высокой четкости может потребоваться карта не ниже класса 6, что приведет к выпадениям или повреждению видео, если используется более медленная карта. Цифровые камеры с медленными картами могут ждать заметное время после съемки фотографии, прежде чем будут готовы к следующей, пока камера записывает первый снимок.
Рейтинг класса скорости не характеризует производительность карты в полной мере. Различные карты одного класса могут значительно отличаться, при этом соответствуя спецификациям класса. Скорость карты зависит от многих факторов, включая:
Кроме того, скорость может заметно различаться между записью большого объема данных в один файл ( последовательный доступ , как когда цифровая камера записывает большие фотографии или видео) и записью большого количества небольших файлов ( использование с произвольным доступом, распространенное в смартфонах ). Исследование, проведенное в 2012 году, показало, что при таком использовании с произвольным доступом некоторые карты класса 2 достигли скорости записи 1,38 МБ/с , в то время как все протестированные карты класса 6 или выше (и некоторые из более низких классов; более низкий класс не обязательно означает лучшую производительность небольших файлов), включая карты от крупных производителей, были более чем в 100 раз медленнее. [87] В 2014 году блоггер измерил 300-кратную разницу в производительности при небольших записях; на этот раз лучшей картой в этой категории оказалась карта класса 4. [88]
Хост-устройство может дать команду SD-карте стать доступной только для чтения (отклонить последующие команды на запись информации на нее). Существуют как обратимые, так и необратимые хост-команды, которые позволяют достичь этого. [119] [120]
Большинство полноразмерных SD-карт имеют «механический переключатель защиты от записи», позволяющий пользователю сообщить хост-компьютеру, что пользователь хочет, чтобы устройство рассматривалось как устройство только для чтения. Это не защищает данные на карте, если хост скомпрометирован: «Защита карты — обязанность хоста. Положение [т. е. настройка] переключателя защиты от записи неизвестно внутренней схеме карты». [121] Некоторые хост-устройства не поддерживают защиту от записи, которая является дополнительной функцией спецификации SD, а драйверы и устройства, которые подчиняются указанию «только для чтения», могут предоставить пользователю возможность обойти его. [ требуется цитата ]
Переключатель представляет собой скользящую защелку, которая закрывает выемку на карте. Форматы miniSD и microSD напрямую не поддерживают выемку защиты от записи, но их можно вставить в полноразмерные адаптеры, которые ее поддерживают. [ необходима цитата ]
Если смотреть на SD-карту сверху, правая сторона (сторона со скошенным углом) должна быть с выемкой. [ необходима цитата ]
С левой стороны может быть выемка для защиты от записи. Если выемка отсутствует, карту можно читать и записывать. Если карта с выемкой, она доступна только для чтения. Если карта имеет выемку и скользящий язычок, который закрывает выемку, пользователь может сдвинуть язычок вверх (к контактам), чтобы объявить карту доступной для чтения/записи, или вниз, чтобы объявить ее доступной только для чтения. [ необходима цитата ] На схеме справа показан оранжевый скользящий язычок защиты от записи как в разблокированном, так и в заблокированном положении. [ необходима цитата ]
Карточки, содержимое которых не подлежит изменению, имеют постоянную маркировку «Только для чтения» с помощью выемки и отсутствия скользящей защелки. [ необходима цитата ]
Хост-устройство может заблокировать SD-карту с помощью пароля длиной до 16 байт, обычно предоставляемого пользователем. [ требуется цитата ] Заблокированная карта взаимодействует с хост-устройством обычным образом, за исключением того, что она отклоняет команды на чтение и запись данных. [ требуется цитата ] Заблокированную карту можно разблокировать, только предоставив тот же пароль. Хост-устройство может, предоставив старый пароль, указать новый пароль или отключить блокировку. Без пароля (обычно в случае, если пользователь забывает пароль) хост-устройство может дать команду карте стереть все данные на карте для будущего повторного использования (за исключением данных карты под DRM), но нет никакого способа получить доступ к существующим данным. [ требуется цитата ]
Устройства Windows Phone 7 используют карты SD, предназначенные для доступа только производителя телефона или мобильного оператора. Карта SD, вставленная в телефон под отсеком для батареи, становится заблокированной «для телефона с автоматически сгенерированным ключом», так что «карта SD не может быть прочитана другим телефоном, устройством или ПК». [122] Однако устройства Symbian являются одними из немногих, которые могут выполнять необходимые операции низкоуровневого форматирования на заблокированных картах SD. Поэтому можно использовать устройство, такое как Nokia N8 , для переформатирования карты для последующего использования в других устройствах. [123]
Карта памяти SmartSD — это карта microSD с внутренним « элементом безопасности », который позволяет передавать команды ISO 7816 Application Protocol Data Unit , например, апплетам JavaCard, работающим на внутреннем элементе безопасности, через шину SD. [124]
Некоторые из самых ранних версий карт памяти microSD с защищенными элементами были разработаны в 2009 году компанией DeviceFidelity, Inc. [125] [126] пионером в области беспроводной связи ближнего действия (NFC) и мобильных платежей , представив продукты In2Pay и CredenSE, которые позже были коммерциализированы и сертифицированы для мобильных бесконтактных транзакций компанией Visa в 2010 году. [127] DeviceFidelity также адаптировала карту памяти In2Pay microSD для работы с Apple iPhone с помощью iCaisse и стала пионером в области первых транзакций NFC и мобильных платежей на устройстве Apple в 2010 году. [128] [129] [130]
Различные реализации карт smartSD были сделаны для платежных приложений и безопасной аутентификации. [131] [132] В 2012 году Good Technology заключила партнерское соглашение с DeviceFidelity для использования карт microSD с защищенными элементами для мобильной идентификации и контроля доступа . [133]
Карты microSD с поддержкой Secure Elements и NFC ( ближняя бесконтактная связь ) используются для мобильных платежей и использовались в мобильных кошельках для прямых платежей потребителям и решениях мобильного банкинга, некоторые из которых были запущены крупными банками по всему миру, включая Bank of America , US Bank и Wells Fargo , [134] [135] [136], в то время как другие были частью инновационных новых программ необанков для прямых платежей потребителям , таких как Moneto, впервые запущенная в 2012 году. [137] [138] [139] [140]
Карты microSD с элементами безопасности также используются для безопасного шифрования голоса на мобильных устройствах, что обеспечивает один из самых высоких уровней безопасности при голосовой связи между людьми. [141] Такие решения активно используются в разведке и безопасности.
В 2011 году компания HID Global объединилась с Университетом штата Аризона для запуска решений по доступу к кампусу для студентов с использованием карт microSD с технологией Secure Element и MiFare, предоставленных DeviceFidelity, Inc. [142] [143] Это был первый случай, когда обычные мобильные телефоны можно было использовать для открытия дверей без необходимости использования электронных ключей доступа.
Поставщики стремятся дифференцировать свою продукцию на рынке с помощью различных специфических особенностей поставщика:
Карта SDIO (Secure Digital Input Output) — это расширение спецификации SD для охвата функций ввода-вывода. Карты SDIO полностью функциональны только в хост-устройствах, разработанных для поддержки их функций ввода-вывода (обычно КПК, такие как Palm Treo , но иногда ноутбуки или мобильные телефоны). [ требуется цитата ] Эти устройства могут использовать слот SD для поддержки GPS- приемников, модемов , считывателей штрих-кодов , FM-радиотюнеров , ТВ-тюнеров, считывателей RFID , цифровых камер и интерфейсов Wi-Fi , Bluetooth , Ethernet и IrDA . Было предложено много других устройств SDIO, но сейчас для устройств ввода-вывода более распространено подключение с использованием интерфейса USB. [ требуется цитата ]
Карты SDIO поддерживают большинство команд памяти карт SD. Карты SDIO могут быть структурированы как восемь логических карт, хотя в настоящее время типичный способ, которым карта SDIO использует эту возможность, — это структурировать себя как одну карту ввода-вывода и одну карту памяти. [ необходима цитата ]
Интерфейсы SDIO и SD идентичны механически и электрически. Хост-устройства, созданные для карт SDIO, обычно принимают карты памяти SD без функций ввода-вывода. Однако обратное неверно, поскольку хост-устройствам требуются подходящие драйверы и приложения для поддержки функций ввода-вывода карты. Например, камера HP SDIO обычно не работает с КПК, которые не указывают ее как аксессуар. Вставка карты SDIO в любой слот SD не вызывает физических повреждений или сбоев в работе хост-устройства, но пользователи могут быть разочарованы тем, что карта SDIO не функционирует полностью, если вставлена в, казалось бы, совместимый слот. (Устройства USB и Bluetooth демонстрируют сопоставимые проблемы совместимости, хотя и в меньшей степени благодаря стандартизированным классам устройств USB и профилям Bluetooth .) [ необходима цитата ]
Семейство SDIO включает в себя карты Low-Speed и Full-Speed. Оба типа карт SDIO поддерживают последовательный периферийный интерфейс (SPI) и однобитные типы шины SD. Карты Low-Speed SDIO также могут поддерживать четырехбитную шину SD; карты Full-Speed SDIO должны поддерживать четырехбитную шину SD. Чтобы использовать карту SDIO как «комбинированную карту» (как для памяти, так и для ввода-вывода), хост-устройство должно сначала выбрать четырехбитную работу шины SD. Две другие уникальные особенности Low-Speed SDIO — это максимальная тактовая частота 400 кГц для всех коммуникаций и использование контакта 8 в качестве «прерывания» для попытки инициировать диалог с хост-устройством. [149]
Хост-устройства, соответствующие более новым версиям спецификации, обеспечивают обратную совместимость и принимают старые карты SD. [61] Например, хост-устройства SDXC принимают все предыдущие семейства карт памяти SD, а хост-устройства SDHC также принимают стандартные карты SD.
Старые хост-устройства, как правило, не поддерживают новые форматы карт, и даже если они поддерживают интерфейс шины, используемый картой, [55] существует несколько факторов, которые могут возникнуть:
Благодаря своему компактному размеру карты Secure Digital используются во многих потребительских электронных устройствах и стали распространенным средством хранения нескольких гигабайт данных в небольшом размере. Устройства, в которых пользователь может часто извлекать и заменять карты, такие как цифровые камеры , камкордеры и игровые консоли , как правило, используют полноразмерные карты. Устройства, в которых малый размер имеет первостепенное значение, такие как мобильные телефоны , экшн-камеры, такие как серия GoPro Hero , и дроны с камерой , как правило, используют карты microSD. [1] [2]
Карта microSD способствовала развитию рынка смартфонов, предоставив производителям и потребителям большую гибкость и свободу.
В то время как облачное хранилище зависит от стабильного подключения к Интернету и достаточно объемных тарифных планов , карты памяти в мобильных устройствах обеспечивают независимое от местоположения и частное расширение хранилища с гораздо более высокой скоростью передачи данных и отсутствием сетевой задержки , что позволяет использовать такие приложения, как фото- и видеозапись . В то время как данные, хранящиеся внутри на заблокированных устройствах , недоступны , данные, хранящиеся на карте памяти, могут быть восстановлены и доступны внешне пользователем как устройство хранения данных . Преимущество по сравнению с расширением хранилища USB on-go заключается в бескомпромиссной эргономике . Использование карты памяти также защищает несменное внутреннее хранилище мобильного телефона от износа из-за тяжелых приложений, таких как чрезмерное использование камеры и размещение портативного FTP-сервера через WiFi Direct . Благодаря техническому развитию карт памяти пользователи существующих мобильных устройств могут расширять свое хранилище еще больше и со временем становиться более выгодным. [150] [151] [152]
Последние версии основных операционных систем, таких как Windows Mobile и Android, позволяют запускать приложения с карт microSD, что создает возможности для новых моделей использования карт SD на рынках мобильных вычислений, а также освобождает доступное внутреннее пространство памяти. [153]
Карты SD не являются самым экономичным решением для устройств, которым требуется лишь небольшой объем энергонезависимой памяти, например, предустановки станций в небольших радиоприемниках. Они также могут не представлять собой лучший выбор для приложений, требующих более высокой емкости или скорости хранения, как это предусмотрено другими стандартами флэш-карт, такими как CompactFlash . Эти ограничения могут быть устранены за счет развития технологий памяти, таких как новые спецификации SD 7.0, которые позволяют хранить до 128 ТБ. [b] [154]
Многие персональные компьютеры всех типов, включая планшеты и мобильные телефоны, используют карты SD, либо через встроенные слоты, либо через активный электронный адаптер. Существуют адаптеры для PC card , ExpressBus, USB , FireWire и параллельного порта принтера . Активные адаптеры также позволяют использовать карты SD в устройствах, разработанных для других форматов, таких как CompactFlash . Адаптер FlashPath позволяет использовать карты SD в дисководе .
Некоторые устройства, такие как Samsung Galaxy Fit (2011) и Samsung Galaxy Note 8.0 (2013), имеют отсек для SD-карты, расположенный снаружи и доступный рукой, в то время как на других устройствах он расположен под крышкой аккумулятора. Более современные мобильные телефоны используют систему извлечения через пин-хомут для лотка, в котором размещаются как карта памяти, так и SIM-карта .
На рынке часто встречаются неправильно маркированные или поддельные карты Secure Digital, которые сообщают о ложной емкости или работают медленнее, чем указано на этикетке. [155] [156] [157] Существуют программные средства для проверки и обнаружения поддельных продуктов , [158] [159] [160] и в некоторых случаях можно отремонтировать эти устройства, чтобы удалить ложную информацию о емкости и использовать ее реальный лимит памяти. [161]
Обнаружение поддельных карт обычно включает копирование файлов со случайными данными на SD-карту до тех пор, пока емкость карты не будет исчерпана, и копирование их обратно. Файлы, которые были скопированы обратно, можно проверить либо путем сравнения контрольных сумм (например, MD5 ), либо путем попытки их сжатия . Последний подход использует тот факт, что поддельные карты позволяют пользователю считывать файлы обратно, которые затем состоят из легко сжимаемых однородных данных (например, повторяющихся 0xFF ).
Карты памяти Secure Digital можно использовать в камкордерах Sony XDCAM EX с адаптером. [162]
Хотя многие персональные компьютеры поддерживают карты SD как вспомогательное устройство хранения данных с помощью встроенного слота или могут поддерживать карты SD с помощью адаптера USB, карты SD не могут использоваться в качестве основного жесткого диска через встроенный контроллер ATA, поскольку ни один из вариантов карт SD не поддерживает сигнализацию ATA. Для использования основного жесткого диска требуется отдельный хост-контроллер SD [163] или преобразователь SD-to-CompactFlash. Однако на компьютерах, которые поддерживают начальную загрузку с интерфейса USB, карта SD в адаптере USB может быть загрузочным диском, при условии, что она содержит операционную систему, поддерживающую доступ USB после завершения начальной загрузки.
В ноутбуках и планшетных компьютерах карты памяти во встроенном устройстве чтения карт памяти имеют эргономическое преимущество по сравнению с USB- флеш-накопителями , поскольку последний выступает из устройства, и пользователю нужно быть осторожным, чтобы не ударить его при транспортировке устройства, что может повредить порт USB. Карты памяти имеют унифицированную форму и не занимают порт USB при вставке в специальный слот для карт компьютера.
С конца 2009 года новые компьютеры Apple с установленными устройствами чтения карт SD могли загружаться в macOS с устройств хранения SD, если они были правильно отформатированы в формате файла Mac OS Extended и таблица разделов по умолчанию установлена на GUID Partition Table . [164]
SD-карты становятся все более популярными и используются владельцами старых компьютеров , таких как Atari 8-bit . Например, в настоящее время используется SIO2SD ( SIO — порт Atari для подключения внешних устройств). Программное обеспечение для 8-битного Atari может быть включено в одну SD-карту, которая может иметь размер диска менее 4–8 ГБ (2019). [165]
В 2008 году SDA определила Embedded SD, «используя известные стандарты SD» для включения несъемных устройств в стиле SD на печатных платах. [166] Однако этот стандарт не был принят рынком, в то время как стандарт MMC стал фактическим стандартом для встраиваемых систем. SanDisk поставляет такие встроенные компоненты памяти под брендом iNAND. [167]
В то время как некоторые современные микроконтроллеры интегрируют аппаратное обеспечение SDIO, которое использует более быстрый фирменный четырехбитный режим шины SD, почти все современные микроконтроллеры, по крайней мере, имеют блоки SPI , которые могут взаимодействовать с картой SD, работающей в более медленном однобитном режиме шины SPI. Если нет, SPI также может быть эмулирован бит-бэнгом (например, слот для карты SD , припаянный к маршрутизатору Linksys WRT54G-TM и подключенный к контактам GPIO с использованием ядра Linux DD -WRT , достиг пропускной способности всего 1,6 Мбит/с ). [168]
Предварительно записанные карты microSD использовались для коммерциализации музыки под брендами slotMusic и slotRadio компанией SanDisk и MQS компанией Astell & Kern .
Спецификация SD-карт определяет три физических размера. Семейства SD и SDHC доступны во всех трех размерах, но семейства SDXC и SDUC недоступны в размере mini, а семейство SDIO недоступно в размере micro. Карты меньшего размера можно использовать в больших слотах с помощью пассивного адаптера.
Форм-фактор микро — это наименьший формат SD-карты. [169]
Карты могут поддерживать различные комбинации следующих типов шин и режимов передачи. Режим шины SPI и режим шины однобитной SD являются обязательными для всех семейств SD, как объясняется в следующем разделе. После того, как хост-устройство и карта SD согласуют режим интерфейса шины, использование пронумерованных контактов одинаково для всех размеров карт.
The physical interface comprises 9 pins, except that the miniSD card adds two unconnected pins in the center and the microSD card omits one of the two VSS (Ground) pins.[170]
Notes:
SD cards and host devices initially communicate through a synchronous one-bit interface, where the host device provides a clock signal that strobes single bits in and out of the SD card. The host device thereby sends 48-bit commands and receives responses. The card can signal that a response will be delayed, but the host device can abort the dialogue.[96]
Through issuing various commands, the host device can:[96]
The command interface is an extension of the MultiMediaCard (MMC) interface. SD cards dropped support for some of the commands in the MMC protocol, but added commands related to copy protection. By using only commands supported by both standards until determining the type of card inserted, a host device can accommodate both SD and MMC cards.
All SD card families initially use a 3.3 volt electrical interface. On command, SDHC and SDXC cards can switch to 1.8 V operation.[96]
At power-up or card insertion, the voltage on pin 1 selects either the Serial Peripheral Interface (SPI) bus or the SD bus. The SD bus starts in one-bit mode, but the host device may issue a command to switch to the four-bit mode, if the SD card supports it. For various card types, support for the four-bit SD bus is either optional or mandatory.[96]
After determining that the SD card supports it, the host device can also command the SD card to switch to a higher transfer speed. Until determining the card's capabilities, the host device should not use a clock speed faster than 400 kHz. SD cards other than SDIO (see below) have a "Default Speed" clock rate of 25 MHz. The host device is not required to use the maximum clock speed that the card supports. It may operate at less than the maximum clock speed to conserve power.[96] Between commands, the host device can stop the clock entirely.
Most SD cards ship preformatted with one or more MBR partitions, where the first or only partition contains a file system. This lets them operate like the hard disk of a personal computer. Per the SD card specification, an SD card is formatted with MBR and the following file system:
Most consumer products that take an SD card expect that it is partitioned and formatted in this way. Universal support for FAT12, FAT16, FAT16B and FAT32 allows the use of SDSC and SDHC cards on most host computers with a compatible SD reader, to present the user with the familiar method of named files in a hierarchical directory tree.[citation needed]
On such SD cards, standard utility programs such as Mac OS X's "Disk Utility" or Windows' SCANDISK can be used to repair a corrupted filing system and sometimes recover deleted files. Defragmentation tools for FAT file systems may be used on such cards. The resulting consolidation of files may provide a marginal improvement in the time required to read or write the file,[172] but not an improvement comparable to defragmentation of hard drives, where storing a file in multiple fragments requires additional physical and relatively slow, movement of a drive head.[citation needed] Moreover, defragmentation performs writes to the SD card that count against the card's rated lifespan. The write endurance of the physical memory is discussed in the article on flash memory; newer technology to increase the storage capacity of a card provides worse write endurance.[citation needed]
When reformatting an SD card with a capacity of at least 32 MB[i] (65,536 logical sectors or more), but not more than 2 GB,[d] FAT16B with partition type 06h and EBPB 4.1[171] is recommended if the card is for a consumer device. (FAT16B is also an option for 4 GB cards, but it requires the use of 64 KB clusters, which are not widely supported.) FAT16B does not support cards above 4 GB[d] at all.
The SDXC specification mandates the use of Microsoft's proprietary exFAT file system,[173] which sometimes requires appropriate drivers (e.g. exfat-utils
/exfat-fuse
on Linux).
Reformatting an SD card with a different file system, or even with the same one, may make the card slower, or shorten its lifespan. Some cards use wear leveling, in which frequently modified blocks are mapped to different portions of memory at different times, and some wear-leveling algorithms are designed for the access patterns typical of FAT12, FAT16 or FAT32.[174] In addition, the preformatted file system may use a cluster size that matches the erase region of the physical memory on the card; reformatting may change the cluster size and make writes less efficient. The SD Association provides freely downloadable SD Formatter software to overcome these problems for Windows and Mac OS X.[175]
SD/SDHC/SDXC memory cards have a "Protected Area" on the card for the SD standard's security function. Neither standard formatters nor the SD Association formatter will erase it. The SD Association suggests that devices or software which use the SD security function may format it.[175]
The power consumption of SD cards varies by its speed mode, manufacturer and model.[citation needed]
During transfer it may be in the range of 66–330 mW (20–100 mA at a supply voltage of 3.3 V). Specifications from TwinMOS Technologies list a maximum of 149 mW (45 mA) during transfer. Toshiba lists 264–330 mW (80–100 mA).[176] Standby current is much lower, less than 0.2 mA for one 2006 microSD card.[177] If there is data transfer for significant periods, battery life may be reduced noticeably; for reference, the capacity of smartphone batteries is typically around 6 Wh (Samsung Galaxy S2: 1650 mAh @ 3.7 V).
Modern UHS-II cards can consume up to 2.88 W, if the host device supports bus speed mode SDR104 or UHS-II. Minimum power consumption in the case of a UHS-II host is 720 mW.[citation needed]
All SD cards let the host device determine how much information the card can hold, and the specification of each SD family gives the host device a guarantee of the maximum capacity a compliant card reports.
By the time the version 2.0 (SDHC) specification was completed in June 2006,[179] vendors had already devised 2 GB and 4 GB SD cards, either as specified in Version 1.01, or by creatively reading Version 1.00. The resulting cards do not work correctly in some host devices.[180][181]
SD version 1.00 assumed 512 bytes per block. This permitted SDSC cards up to 4,096 × 512 × 512 B = 1 GB.[d]
Version 1.01 let an SDSC card use a 4-bit field to indicate 1,024 or 2,048 bytes per block instead.[96] Doing so enabled cards with 2 GB and 4 GB capacity, such as the Transcend 4 GB SD card, the Memorette 4 GB SD card and the Hoco 4 GB microSD card.[citation needed]
The format of the Card-Specific Data (CSD) register changed between version 1 (SDSC) and version 2.0 (which defines SDHC and SDXC).
In version 1 of the SD specification, capacities up to 2 GB[d] are calculated by combining fields of the CSD as follows:
Capacity = (C_SIZE + 1) × 2(C_SIZE_MULT + READ_BL_LEN + 2)where 0 ≤ C_SIZE ≤ 4095, 0 ≤ C_SIZE_MULT ≤ 7, READ_BL_LEN is 9 (for 512 bytes/sector) or 10 (for 1024 bytes/sector)
Later versions state (at Section 4.3.2) that a 2 GB SDSC card shall set its READ_BL_LEN (and WRITE_BL_LEN) to indicate 1,024 bytes, so that the above computation correctly reports the card's capacity, but that, for consistency, the host device shall not request (by CMD16) block lengths over 512 B.[96]
In the definition of SDHC cards in version 2.0, the C_SIZE portion of the CSD is 22 bits and it indicates the memory size in multiples of 512 KB (the C_SIZE_MULT field is removed and READ_BL_LEN is no longer used to compute capacity). Two bits that were formerly reserved now identify the card family: 0 is SDSC; 1 is SDHC or SDXC; 2 and 3 are reserved.[96] Because of these redefinitions, older host devices do not correctly identify SDHC or SDXC cards nor their correct capacity.
Capacity is calculated thus:
Capacity = (C_SIZE + 1) × 524288where for SDHC 4112 ≤ C_SIZE ≤ 65375 ≈2 GB ≤ Capacity ≤ ≈32 GBwhere for SDXC 65535 ≤ C_SIZE ≈32 GB ≤ Capacity ≤ 2 TB[citation needed]
Capacities above 4 GB can only be achieved by following version 2.0 or later versions. In addition, capacities equal to 4 GB must also do so to guarantee compatibility.[citation needed]
Like most memory card formats, SD is covered by numerous patents and trademarks. Excluding SDIO cards, royalties for SD card licenses are imposed for manufacture and sale of memory cards and host adapters (US$1,000/year plus membership at US$1,500/year)[citation needed]
Early versions of the SD specification were available under a non-disclosure agreement (NDA) prohibiting development of open-source drivers. However, the system was eventually reverse-engineered and free software drivers provided access to SD cards not using DRM. Subsequent to the release of most open-source drivers, the SDA provided a simplified version of the specification under a less restrictive license helping reduce some incompatibility issues.[182]
Under a disclaimers agreement, the simplified specification released by the SDA in 2006 – as opposed to that of SD cards – was later extended to the physical layer, ASSD extensions, SDIO and SDIO Bluetooth Type-A.[183]
The Simplified Specification[184] is available.
Again, most of the information had already been discovered and Linux had a fully free driver for it. Still, building a chip conforming to this specification caused the One Laptop per Child project to claim "the first truly Open Source SD implementation, with no need to obtain an SDI license or sign NDAs to create SD drivers or applications."[185]
The proprietary nature of the complete SD specification affects embedded systems, laptop computers and some desktop computers; many desktop computers do not have card slots, instead using USB-based card readers if necessary.[citation needed] These card readers present a standard USB mass storage interface to memory cards, thus separating the operating system from the details of the underlying SD interface.[citation needed] However, embedded systems (such as portable music players) usually gain direct access to SD cards and thus need complete programming information.[citation needed] Desktop card readers are themselves embedded systems; their manufacturers have usually paid the SDA for complete access to the SD specifications.[citation needed] Many notebook computers now include SD card readers not based on USB; device drivers for these essentially gain direct access to the SD card, as do embedded systems.[citation needed]
The SPI-bus interface mode is the only type that does not require a host license for accessing SD cards.[citation needed]
A malfunctioning SD card can be repaired using specialized equipment, as long as the middle part, containing the flash storage, is not physically damaged. The controller can in this way be circumvented. This might be harder or even impossible in the case of monolithic card, where the controller resides on the same physical die.[186][187]
Speed class considered irrelevant: our benchmarking reveals that the "speed class" marking on SD cards is not necessarily indicative of application performance; although the class rating is meant for sequential performance, we find several cases in which higher-grade SD cards performed worse than lower-grade ones overall.
Variations in 4k small block performance saw a difference of approximately 300-fold between the fastest and slowest cards. Distressingly, many of the tested cards were mediocre to poor on that metric, which may explain why running updates on Linux running off SD cards can take a very long time.