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 [обновлять]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 на рынок 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 памяти 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 SD 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 двойной 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. 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 преобразуются 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]
.jpg/1280px-26389-Raspberry-Pi-A2-Class-SD-Card-64GB-Front_(cropped).jpg)
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 является обязанностью 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. [ необходима 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 показана оранжевая скользящая защелка 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 « защищенным элементом », которая позволяет передавать команды ISO 7816 Application Protocol Data Unit , например, апплетам JavaCard, работающим на внутреннем защищенном элементе 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 Secure Elements 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 широко 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:
.jpg/1280px-HP_PhotoSmart_SDIO_Kamera_(cropped).jpg)
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 как производителям, так 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 маркировке. [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 их 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 USB-порт. Карты памяти имеют унифицированную форму и не занимают USB-порт 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]
.jpg/1280px-Arduino_Ethernet_Shield_(pre-production_sample).jpg)
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-карты 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.
Физический интерфейс состоит из 9 контактов, за исключением того, что карта miniSD добавляет два неподключенных контакта в центре, а карта microSD исключает один из двух контактов V SS (заземление). [170]
Примечания:
SD-карты и хост-устройства изначально взаимодействуют через синхронный однобитный интерфейс, где хост-устройство обеспечивает тактовый сигнал, который стробирует отдельные биты в SD-карте и из нее. Таким образом, хост-устройство отправляет 48-битные команды и получает ответы. Карта может сигнализировать, что ответ будет отложен, но хост-устройство может прервать диалог. [96]
Выдавая различные команды, хост-устройство может: [96]
Интерфейс команд является расширением интерфейса MultiMediaCard (MMC). Карты SD отказались от поддержки некоторых команд в протоколе MMC, но добавили команды, связанные с защитой от копирования. Используя только команды, поддерживаемые обоими стандартами, до определения типа вставленной карты, хост-устройство может работать как с картами SD, так и с картами MMC.
Все семейства карт SD изначально используют электрический интерфейс 3,3 В. По команде карты SDHC и SDXC могут переключаться на работу с напряжением 1,8 В. [96]
При включении питания или вставке карты напряжение на контакте 1 выбирает либо шину последовательного периферийного интерфейса (SPI), либо шину SD. Шина SD запускается в однобитном режиме, но хост-устройство может выдать команду на переключение в четырехбитный режим, если карта SD поддерживает его. Для различных типов карт поддержка четырехбитной шины SD является либо необязательной, либо обязательной. [96]
После определения того, что SD-карта поддерживает ее, хост-устройство также может дать команду SD-карте переключиться на более высокую скорость передачи данных. До определения возможностей карты хост-устройство не должно использовать тактовую частоту выше 400 кГц. SD-карты, отличные от SDIO (см. ниже), имеют тактовую частоту «Скорость по умолчанию» 25 МГц. Хост-устройству не требуется использовать максимальную тактовую частоту, поддерживаемую картой. Оно может работать на частоте ниже максимальной тактовой частоты для экономии энергии. [96] Между командами хост-устройство может полностью остановить тактовую частоту.
Большинство SD-карт поставляются предварительно отформатированными с одним или несколькими разделами MBR , где первый или единственный раздел содержит файловую систему . Это позволяет им работать как жесткий диск персонального компьютера . Согласно спецификации SD-карты, SD-карта отформатирована с MBR и следующей файловой системой:
Большинство потребительских товаров, которые принимают SD-карту, ожидают, что она будет разделена и отформатирована таким образом. Универсальная поддержка FAT12, FAT16, FAT16B и FAT32 позволяет использовать карты SDSC и SDHC на большинстве хост-компьютеров с совместимым SD-ридером, чтобы предоставить пользователю знакомый метод именованных файлов в иерархическом дереве каталогов. [ необходима цитата ]
На таких SD-картах стандартные служебные программы, такие как « Disk Utility » Mac OS X или SCANDISK Windows, могут использоваться для восстановления поврежденной файловой системы и иногда для восстановления удаленных файлов. На таких картах могут использоваться инструменты дефрагментации для файловых систем FAT. Полученное объединение файлов может обеспечить незначительное улучшение времени, требуемого для чтения или записи файла, [172] , но не улучшение, сопоставимое с дефрагментацией жестких дисков, где хранение файла в нескольких фрагментах требует дополнительного физического и относительно медленного перемещения головки диска. [ требуется цитата ] Более того, дефрагментация выполняет запись на SD-карту, которая учитывается в номинальном сроке службы карты. Длительность записи физической памяти обсуждается в статье о флэш-памяти ; более новая технология увеличения емкости хранения карты обеспечивает худшую длительность записи. [ требуется цитата ]
При переформатировании SD-карты емкостью не менее 32 МБ [i] (65 536 логических секторов или более), но не более 2 ГБ [d] рекомендуется использовать FAT16B с типом раздела 06h и EBPB 4.1 [171] , если карта предназначена для потребительского устройства. (FAT16B также является вариантом для карт объемом 4 ГБ, но для этого требуется использование кластеров по 64 КБ, которые не поддерживаются широко.) FAT16B вообще не поддерживает карты объемом более 4 ГБ [d] .
Спецификация SDXC предписывает использовать фирменную файловую систему exFAT компании Microsoft , [173] которая иногда требует соответствующих драйверов (например , / в Linux). exfat-utilsexfat-fuse
Переформатирование карты SD с другой файловой системой или даже с той же самой может сделать карту медленнее или сократить срок ее службы. Некоторые карты используют выравнивание износа , при котором часто изменяемые блоки сопоставляются с различными участками памяти в разное время, а некоторые алгоритмы выравнивания износа разработаны для шаблонов доступа, типичных для FAT12, FAT16 или FAT32. [174] Кроме того, предварительно отформатированная файловая система может использовать размер кластера, который соответствует области стирания физической памяти на карте; переформатирование может изменить размер кластера и сделать запись менее эффективной. Ассоциация SD предоставляет бесплатно загружаемое программное обеспечение SD Formatter для преодоления этих проблем для Windows и Mac OS X. [175]
Карты памяти SD/SDHC/SDXC имеют «защищенную область» на карте для функции безопасности стандарта SD. Ни стандартные форматировщики, ни форматировщики SD Association не удалят ее. SD Association предполагает, что устройства или программное обеспечение, использующие функцию безопасности SD, могут ее форматировать. [175]
Энергопотребление SD-карт зависит от скоростного режима, производителя и модели. [ необходима цитата ]
Во время передачи он может находиться в диапазоне 66–330 мВт (20–100 мА при напряжении питания 3,3 В). В спецификациях TwinMOS Technologies указано максимальное значение 149 мВт (45 мА) во время передачи. Toshiba указывает 264–330 мВт (80–100 мА). [176] Ток в режиме ожидания намного ниже, менее 0,2 мА для одной карты microSD 2006 года. [177] Если передача данных происходит в течение значительных периодов времени, срок службы батареи может заметно сократиться; для справки, емкость батарей смартфонов обычно составляет около 6 Вт·ч (Samsung Galaxy S2: 1650 мА·ч при 3,7 В).
Современные карты UHS-II могут потреблять до 2,88 Вт, если хост-устройство поддерживает режим скорости шины SDR104 или UHS-II. Минимальное потребление мощности в случае хоста UHS-II составляет 720 мВт. [ необходима цитата ]
Все карты SD позволяют хост-устройству определять, какой объем информации может храниться на карте, а спецификация каждого семейства SD дает хост-устройству гарантию максимальной емкости, которую может предоставить совместимая карта.
К моменту завершения спецификации версии 2.0 (SDHC) в июне 2006 года [179] производители уже разработали карты SD на 2 ГБ и 4 ГБ, либо как указано в версии 1.01, либо творчески прочитав версию 1.00. Полученные карты не работают правильно в некоторых хост-устройствах. [180] [181]
Версия SD 1.00 предполагала 512 байт на блок. Это позволяло использовать карты SDSC объемом до 4096 × 512 × 512 Б = 1 ГБ. [d]
Версия 1.01 позволила карте SDSC использовать 4-битное поле для указания 1024 или 2048 байт на блок. [96] Это позволило использовать карты емкостью 2 ГБ и 4 ГБ, такие как карта Transcend 4 ГБ SD, карта Memorette 4 ГБ SD и карта Hoco 4 ГБ microSD. [ необходима цитата ]
Формат регистра данных, специфичных для карты (CSD), изменился между версией 1 (SDSC) и версией 2.0 (которая определяет SDHC и SDXC).
В версии 1 спецификации SD емкости до 2 ГБ [d] рассчитываются путем объединения полей CSD следующим образом:
Емкость = ( C_SIZE + 1) × 2 ( C_SIZE_MULT + READ_BL_LEN + 2)где 0 ≤ C_SIZE ≤ 4095, 0 ≤ C_SIZE_MULT ≤ 7, READ_BL_LEN равен 9 (для 512 байт/сектор) или 10 (для 1024 байт/сектор)
В более поздних версиях (в разделе 4.3.2) указано, что карта SDSC объемом 2 ГБ должна устанавливать свои READ_BL_LEN (и WRITE_BL_LEN) на значение 1024 байта, чтобы приведенное выше вычисление правильно сообщало о емкости карты, но для обеспечения согласованности хост-устройство не должно запрашивать (посредством CMD16) длину блока более 512 Б. [96]
В определении карт SDHC в версии 2.0 часть C_SIZE CSD составляет 22 бита и указывает размер памяти, кратный 512 КБ (поле C_SIZE_MULT удалено, а READ_BL_LEN больше не используется для вычисления емкости). Два бита, которые ранее были зарезервированы, теперь идентифицируют семейство карт: 0 — SDSC; 1 — SDHC или SDXC; 2 и 3 зарезервированы. [96] Из-за этих переопределений старые хост-устройства некорректно идентифицируют карты SDHC или SDXC, а также их правильную емкость.
Мощность рассчитывается следующим образом:
Вместимость = ( C_SIZE + 1) × 524288где для SDHC 4112 ≤ C_SIZE ≤ 65375 ≈2 ГБ ≤ Емкость ≤ ≈32 ГБгде для SDXC 65535 ≤ C_SIZE ≈32 ГБ ≤ Емкость ≤ 2 ТБ [ требуется ссылка ]
Емкости свыше 4 ГБ могут быть достигнуты только с помощью версии 2.0 или более поздних версий. Кроме того, емкости, равные 4 ГБ, также должны быть достигнуты для обеспечения совместимости. [ необходима цитата ]
Как и большинство форматов карт памяти, SD защищен многочисленными патентами и товарными знаками . За исключением карт SDIO , роялти за лицензии на карты SD взимаются за производство и продажу карт памяти и хост-адаптеров (1000 долларов США в год плюс членство в размере 1500 долларов США в год) [ необходима цитата ]
Ранние версии спецификации SD были доступны в соответствии с соглашением о неразглашении (NDA), запрещающим разработку драйверов с открытым исходным кодом . Однако в конечном итоге система была подвергнута обратному проектированию , и драйверы свободного программного обеспечения предоставили доступ к картам SD, не использующим DRM. После выпуска большинства драйверов с открытым исходным кодом SDA предоставила упрощенную версию спецификации в рамках менее ограничительной лицензии, что помогло уменьшить некоторые проблемы несовместимости. [182]
В соответствии с соглашением об отказе от ответственности упрощенная спецификация, выпущенная SDA в 2006 году (в отличие от спецификации карт SD), позднее была расширена до физического уровня, расширений ASSD, SDIO и SDIO Bluetooth Type-A. [183]
Доступна упрощенная спецификация [184] .
Опять же, большая часть информации уже была обнаружена, и у Linux был полностью бесплатный драйвер для нее. Тем не менее, создание чипа, соответствующего этой спецификации, заставило проект One Laptop per Child заявить о «первой по-настоящему открытой реализации SD без необходимости получать лицензию SDI или подписывать NDA для создания драйверов или приложений SD». [185]
Запатентованная природа полной спецификации SD влияет на встраиваемые системы , ноутбуки и некоторые настольные компьютеры; многие настольные компьютеры не имеют слотов для карт, вместо этого при необходимости используются устройства чтения карт на базе USB . [ требуется цитата ] Эти устройства чтения карт представляют стандартный интерфейс USB для хранения данных карт памяти, тем самым отделяя операционную систему от деталей базового интерфейса SD. [ требуется цитата ] Однако встраиваемые системы (например, портативные музыкальные плееры) обычно получают прямой доступ к картам SD и, таким образом, нуждаются в полной информации о программировании. [ требуется цитата ] Настольные устройства чтения карт сами по себе являются встраиваемыми системами; их производители обычно платят SDA за полный доступ к спецификациям SD. [ требуется цитата ] Многие ноутбуки теперь включают устройства чтения карт SD, не основанные на USB; драйверы устройств для них по сути получают прямой доступ к карте SD, как и встраиваемые системы. [ требуется цитата ]
Режим интерфейса SPI -bus — единственный тип, которому не требуется лицензия хоста для доступа к SD-картам. [ необходима цитата ]
Неисправную SD-карту можно отремонтировать с помощью специального оборудования, если только средняя часть, содержащая флэш-память, не повреждена физически. Таким образом можно обойти контроллер. Это может быть сложнее или даже невозможно в случае монолитной карты, где контроллер находится на том же физическом кристалле. [186] [187]
Класс скорости считается нерелевантным: наш сравнительный анализ показывает, что маркировка «класса скорости» на SD-картах не обязательно указывает на производительность приложений; хотя рейтинг класса предназначен для последовательной производительности, мы обнаружили несколько случаев, когда SD-карты более высокого класса работали хуже, чем карты более низкого класса в целом.
Различия в производительности 4k small block показали разницу примерно в 300 раз между самыми быстрыми и самыми медленными картами. К сожалению, многие из протестированных карт показали посредственные или плохие результаты по этому показателю, что может объяснить, почему запуск обновлений в Linux, работающем с SD-карт, может занять очень много времени.
