15 подписчиков

Компактные носители данных цифровой информации. Распространенные типы карт и сферы их приминения.

15 января 202115 янв 2021

7 мин

Оглавление

История появления.
Карты памяти CompactFlash.
SD-memory card.

С начала своего существования, человек наблюдая окружающие его предметы, явления, существ, старался их запечатлеть. Хорошим примером является то как первобытные люди эпохи палеолита разрисовывали свои пещеры изображениями животных с которым им приходилось сталкиваться во время охоты. Прошло много веков с того момента, человек развивался и совершенствовал способы фиксирования информации. Мы с вами живём в век высоких технологий, очень важно иметь надёжные и защищённые устройства для записи информации. Не менее важно знать историю их первого появления, существующих типах и сферах применения. В этой статье мы раскроем ответы на эти вопросы .

История появления.

Первым появившимся форматом карт был – PC Card, разработанный по стандарту PCMCIA. Проектированием стандарта занималась Международная Ассоциация по картам памяти для персональных компьютеров(Personal Computer Memory Card International Association, далее сокращенно PCMCIA). Впервые карты памяти этого типа появились в начале 1990-ых годов. Не смотря на то, что прошло уже значительное количество времени, картам находят применение в промышленных устройствах ввода-вывода, таких как: сетевые карты, модемы, жесткие диски.

На стандарте PCMCIA, были выделены четыре основных типа карт:

DRAM (dynamic random access memory, динамическая память);
SRAM (static random access memory, статическая память);
Linear Flash;
PC Card ATA Flash.

Первые два типа карт являлись не очень надежными для сохранения информации (DRAM, SRAM). Хранение на них информации требовало постоянной подачи питания, это означало,что если не успеть скопировать данные на компьютер до того как карта будет извлечена из устройства, все данные будут утрачены.

Linear Flash требует для работы специального программного обеспечения. Быстродействие и совместимость карт Linear Flash определяется драйверами и специальным программным обеспечением. Различные версии этих драйверов не всегда совместимы в различных системах, поэтому данные не могут быть переданы с одного устройства на другое. Даже наличие нужных драйверов на компьютере, не является фактом того, что карта памяти будет прочитана. Это стало причиной для отказа от этого типа карт в портативных устройствах.

Наиболее востребованным типом карт стал PC Card ATA Flash. ATA был разработан как стандартный интерфейс для устройств хранения информации: жёсткие диски и карты флэш-памяти для рынка мобильных компьютеров(КПК). Интерфейс обеспечивает взаимодействие с основными компьютерными платформами и операционными системами. Кроме того, обеспечивается простая переносимость данных от одного устройства к другому. Карты PC Card различаются по размеру. На данный момент стандартом описываются три типа карт.

Тип 1: 85,6 мм X 54 мм X 3,3 мм (д/ш/т);
Тип 2: 85,6 мм X 54 мм X 5 мм (д/ш/т);
Тип 3: 85,6 мм X 54 мм X 10,5 мм (д/ш/т).

Карты памяти CompactFlash.

Первые карты CompactFlash (CF) были выпущены в 1994 году компанией Sandisk. Они представляют собой быстрые, легкие, съемные устройства памяти большой емкости, которые используют технологию флэш-памяти долговременного хранения данных даже в отсутствие источника питания.

Различают карты двух типоразмеров: CompactFlash Type I и Type II. Вариант карт Type II был создан исключительно для миниатюрных жёстких дисков и на сегодня может считаться устаревшим. Размеры карт CompactFlash Type I составляют 42 мм на 36 мм, толщина составляет 3,3 мм, CompactFlash Type II — 5 мм. Карты CompactFlash Type I могут вставляться в слоты обоих типоразмеров, CompactFlash Type II — только в слот для CompactFlash Type II.

Дальнейшим развитием стандарта стали карты CFast для разъема SATA. Карты CFast несовместимы электрически и физически с CF, обладают стандартным 7-контактным соединителем SATA-интерфейса и 17-контактным - питания (отличным от SATA). Первые карты и устройства для работы с ними были представлены на рынке в 2010 году. На начало 2013 года карты этого формата не получили широкого распространения в пользовательских устройствах, однако они используются в некоторых «встраиваемых системах» в качестве единственного носителя данных и могут посредством дополнительного устройства-переходника быть установлены в обычный компьютер вместо жёсткого диска.

Достоинства:

Ёмкость. Одна из наиболее вместительных карт памяти(до 512Гб).
Скорость. Очень быстрая карта памяти, её скорость записи/чтения выше, чем у других форматов карт памяти, благодаря чему, например, в фототехнике с использованием CF можно снимать длинными сериями.
Совместимость. При помощи пассивного переходника карты CompactFlash можно подключать к IDE-портам компьютеров, а CFast к SATA-портам.

Недостатки:

Значительный размер. Сейчас это самые габаритные карты памяти на массовом рынке.
Неудачная конструкция, при которой в ряде случаев возможен изгиб или выход из строя контактов считывающего устройства . Не предусмотрена чёткая фиксация карты в считывающем устройстве, что, в совокупности с достаточно большим усилием установки и извлечения карты, вынуждает производителей совместимых устройств снабжать гнездо для карты дополнительными механическими приспособлениями, облегчающими эти процессы.

Карты CompactFlash могут использоваться в самых разнообразных устройствах, включая цифровые камеры и карманные компьютеры. Фактически, CompactFlash поддерживается большинством платформ и операционных систем, имеющих поддержку стандарта PCMCIA ATA.

SD-memory card.

Secure Digital Memory Card (SD) — формат карт памяти, разработанный SD Association (SDA) для использования в портативных устройствах. На сегодняшний день широко используется в цифровых фотоаппаратах и видеокамерах, мобильных телефонах, КПК, коммуникаторах и смартфонах, электронных книгах, GPS-навигаторах и в некоторых игровых приставках. Существует пять поколений карт памяти этого типа, с объёмом памяти:

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

Поколение карт SDHC (англ. Secure Digital High Capacity). Это сменная карта флеш-памяти, удовлетворяющая спецификации SDA 2.00, введённой SD Card Association. SDHC стал развитием формата SD, унаследовав большинство его характеристик. Потенциальный максимальный объём карт SDHC увеличен до 32 ГБ.

Поколение карт SDXC.В 2009 году на CES SD Association представила новый стандарт SDXC ( Secure Digital eXtended Capacity), поддерживающий карты объёмом до 2 TБ и использующий файловую систему exFAT.

Поколение карт SDUC. В 2018 году SD Association представила новый стандарт SDUC (Secure Digital Ultra Capacity), поддерживающий карты объёмом до 128 TБ и использующий файловую систему exFAT. Стандарт описан в спецификации SD версии 7.0

MiniSD и MicroSD карты памяти.

Для миниатюрных приборов разработаны miniSD размером 20×21,5×1,4 мм и самая маленькая из всех карт — MicroSD размером 11×15×1 мм. Для карт MiniSD и MicroSD существуют переходники с помощью которых их можно вставлять в любой слот для обычной SD-карты. В некоторые кардридеры miniSD и microSD могут быть вставлены без адаптера.

Энергопотребление.

Потребляемая мощность SD-карты зависит от её скоростного режима, производителя и модели. Во время передачи потребляемая картами мощность может находиться в диапазоне 66-330 мВт (20-100 мА при напряжении питания 3,3 В). Если есть обмен данных в течение длительного периода, то происходит значительное потребление энергии батареи в портативных устройствах, например в смартфонах, где батареи имеют ёмкость 6 Втч.

Файловая система.

Стандартной для карт SD и SDHC является файловая система FAT (до 2 ГБ включительно — FAT16, от 2 до 32 ГБ включительно — FAT32), для карт SDXC (от 64 ГБ) — файловая система exFAT); многие производители поставляют карты предварительно отформатированными. Однако, как и любое запоминающее устройство с произвольным доступом, карты Secure Digital с помощью соответствующего программного обеспечения можно отформатировать любым желаемым способом — например, аналогично жёсткому диску с использованием таблицы разделов.

Классы скорости.

Очень часто при покупке многие задаются вопросом что же обозначает маркировка на выбранной карте памяти. Эти значения обозначают параметры скорости записи/чтения карты, а так же типы данных, которые можно записать на носитель.

Для карт поддерживающих обычный формат записи класс обозначается числом внутри буквы "C". Существует всего четыре класса "C" - 2, 4, 6, 10. Все они имеют разные параметры скорости:

"C2"-скорость записи 2Мб/с;
"C4" - скорость записи 4 Мб/с;
"C6"- скорость записи 6 Мб/с;
"C10"- скорость записи 10 Мб/с.

Для карт стандарта UHS(Ultra High Speed), скоростной параметр обозначается числом внутри буквы "U". Существует всего два класса:

"U1"- скорость от 12 Мб/с;
"U3"- скорость от 30 Мб/с.

Данный класс поддерживает запись видео Full HD (1080p) и серийную съёмку в HD (шина High Speed), потоковое вещание и файлы HD-видео большого объёма(шина UHS).

Карты поддерживающие стандарт VSC (Video Speed Class), параметр скорости режима видео обозначается числом справа от буквы "V":