SD karta - SD card

Secure Digital
(SD, SDHC, SDXC, SDUC)
SD-Logo.svg
SD karty. Svg
Od shora dolů: SD, miniSD, microSD
Typ média Paměťová karta
Kódování Bit
Kapacita
 Velikost bloku Variabilní
 Mechanismus čtení
 Mechanismus zápisu Stejné jako Přečíst
Standard Standard SD
vyvinuty  by SD asociace
Rozměry
Hmotnost
Používání Přenosná zařízení, jako jsou digitální fotoaparáty a mobilní telefony (včetně většiny chytrých telefonů)
Rozšířeno  z MultiMediaCard
Vydáno Srpna 1999

Secure Digital , oficiálně zkráceně SD , je patentovaný formát energeticky nezávislých paměťových karet vyvinutý SD Association (SDA) pro použití v přenosných zařízeních.

Standard byl představen v srpnu 1999 společným úsilím společností SanDisk , Panasonic (Matsushita) a Toshiba jako vylepšení oproti MultiMediaCards (MMC) a stal se průmyslovým standardem. Tyto tři společnosti založily společnost SD-3C, LLC, společnost, která licencuje a prosazuje práva duševního vlastnictví spojená s paměťovými kartami SD a hostitelskými a pomocnými produkty SD.

Společnosti také v lednu 2000 založily SD Association (SDA), neziskovou organizaci, aby propagovaly a vytvářely standardy karet SD. SDA má dnes asi 1 000 členských společností. SDA používá několik log ochranných známek vlastněných a licencovaných společností SD-3C k vynucování souladu se svými specifikacemi a zajištění kompatibility uživatelů.

Dějiny

1999–2002: Stvoření

V roce 1999 se SanDisk , Panasonic (Matsushita) a Toshiba dohodly na vývoji a prodeji paměťové karty Secure Digital (SD). Karta byla odvozena z karty MultiMediaCard (MMC) a poskytovala správu digitálních práv na základě standardu Secure Digital Music Initiative (SDMI) a po určitou dobu s vysokou hustotou paměti.

Byl navržen tak, aby konkuroval Memory Stick , produktu DRM, který společnost Sony vydala před rokem. Vývojáři předpovídali, že DRM způsobí široké využití hudebními dodavateli znepokojenými pirátstvím.

Logo „SD“ s ochrannou známkou bylo původně vyvinuto pro disk Super Density Disc , což byl neúspěšný záznam společnosti Toshiba ve válce formátu DVD . Z tohoto důvodu D v logu připomíná optický disk.

Na veletrhu Consumer Electronics Show (CES) v roce 2000 tyto tři společnosti oznámily vytvoření SD Association (SDA) na propagaci karet SD. SD Association se sídlem v San Ramonu v Kalifornii ve Spojených státech začínala s přibližně 30 společnostmi a dnes se skládá z přibližně 1 000 výrobců produktů, kteří vyrábějí interoperabilní paměťové karty a zařízení. První vzorky karty SD byly k dispozici v prvním čtvrtletí roku 2000, přičemž o tři měsíce později bylo k dispozici 32 a 64  MB karet.

2003: Mini karty

MiniSD forma byla zavedena v březnu 2003 veletrhu CeBIT od SanDisk Corporation, která oznámila, a demonstroval to. SDA přijala kartu miniSD v roce 2003 jako malé rozšíření standardu karty SD. Přestože byly nové karty navrženy speciálně pro mobilní telefony, obvykle jsou dodávány s adaptérem miniSD, který zajišťuje kompatibilitu se standardním slotem pro paměťové karty SD.

2004–2005: Mikrokarty

karta microSD ve smartphonu

MicroSD odnímatelný miniaturizované Secure flash paměťových karet pro digitální byl původně pojmenovaný T-Flash nebo TF , zkratky TransFlash . Karty TransFlash a microSD jsou funkčně totožné, což umožňuje provoz v zařízeních vytvořených pro druhé. Společnost SanDisk pojala microSD, když její technologický ředitel (CTO) a CTO společnosti Motorola dospěli k závěru, že současné paměťové karty jsou pro mobilní telefony příliš velké .

Karta byla původně volal T-Flash, ale těsně před uvedením produktu na trh, T-Mobile poslal přestat-a-ustat dopis SanDisk prohlašovat, že T-Mobile vlastnil značku na T- (něco), a název byl změněn na TransFlash .

Na CTIA Wireless 2005 SDA oznámila malý formát microSD spolu s bezpečným digitálním vysokokapacitním formátováním SDHC přesahujícím 2 GB s minimální trvalou rychlostí čtení a zápisu 17,6 Mbit/s. SanDisk přiměl SDA ke správě standardu microSD. SDA schválila finální specifikaci microSD 13. července 2005. Zpočátku byly karty microSD k dispozici v kapacitách 32, 64 a 128 MB.

Motorola E398 byl prvním mobilním telefonem, který obsahoval kartu TransFlash (později microSD). O několik let později začali jeho konkurenti používat karty microSD.

2006–2008: SDHC a SDIO

Tato karta microSDHC pojme 8 miliard bajtů. Pod ním je část paměti s magnetickým jádrem (používaná do 70. let), která pojme osm bytů pomocí 64 jader. Karta pokrývá přibližně 20 bitů (2 1/2 bajtů)

Formát SDHC, oznámený v lednu 2006, přinesl vylepšení, jako je kapacita úložiště 32 GB a povinná podpora systému souborů FAT32 . V dubnu SDA vydala podrobnou specifikaci pro části standardu paměťových karet SD, které se netýkají zabezpečení, a pro karty SDIO (Secure Digital Input Output) a standardní hostitelský řadič SD.

V září 2006 SanDisk oznámil 4 GB miniSDHC. Stejně jako karty SD a SDHC má karta miniSDHC stejný formát jako starší karta miniSD, ale karta HC vyžaduje podporu HC integrovanou v hostitelském zařízení. Zařízení podporující miniSDHC fungují s miniSD a miniSDHC, ale zařízení bez specifické podpory pro miniSDHC fungují pouze se starší kartou miniSD. Od roku 2008 se karty miniSD již nevyrábějí kvůli dominanci na trhu ještě menších karet microSD.

2009–2018: SDXC

Hustota úložiště paměťových karet se v průběhu desetiletí 2010 výrazně zvýšila, což umožňuje nejstarším zařízením nabídnout podporu standardu SD: XC, jako jsou mobilní telefony Samsung Galaxy S III a Samsung Galaxy Note II , a rozšířit tak dostupné úložiště na několik stovky gigabajtů .

2009

V lednu 2009 SDA oznámila rodinu SDXC, která podporuje karty až 2 TB a dosahuje rychlosti až 300 MB/s. Karty SDXC jsou standardně formátovány pomocí souborového systému exFAT . SDXC byl oznámen na veletrhu Consumer Electronics Show (CES) 2009 (7. – 10. Ledna). Na stejné výstavě SanDisk a Sony také oznámily srovnatelnou variantu Memory Stick XC se stejným maximem 2 TB jako SDXC a Panasonic oznámil plány na výrobu 64 GB karet SDXC. 6. března představil Pretec první kartu SDXC, 32 GB kartu s rychlostí čtení/zápis 400 Mbit/s. Ale jen počátkem roku 2010 dělal kompatibilní hostitelské zařízení přicházejí na trh, včetně Sony 's Handycam HDR-CX55V videokamerou , Canon je EOS 550D Digitální zrcadlovky (také známý jako Rebel T2i), čtečku karet USB Panasonic a integrovaný Čtečka karet SDXC od JMicron. Nejčasnější notebooky integrující čtečky karet SDXC spoléhaly na sběrnici USB 2.0, která nemá šířku pásma pro podporu SDXC při plné rychlosti.

2010

Na začátku roku 2010 se objevily komerční karty SDXC od společností Toshiba (64 GB), Panasonic (64 GB a 48 GB) a SanDisk (64 GB). Na začátku roku 2011 začaly společnosti Centon Electronics, Inc. (64 GB a 128 GB) a Lexar (128 GB) dodávat karty SDXC hodnocené rychlostí Speed ​​Class 10. Společnost Pretec nabízela karty od 8 GB do 128 GB hodnocené podle Speed ​​Class 16. V září 2011 SanDisk vydal 64 GB kartu microSDXC. Kingmax vydal srovnatelný produkt v roce 2011.

2012

V dubnu 2012 představila společnost Panasonic formát karty MicroP2 pro profesionální video aplikace. Karty jsou v podstatě karty SDHC nebo SDXC UHS-II v plné velikosti s hodnocením UHS Speed ​​Class U1. Adaptér umožňuje pracovat s kartami MicroP2 v současném vybavení karet P2 . Karty Panasonic MicroP2 byly dodány v březnu 2013 a byly to první výrobky kompatibilní s UHS-II na trhu; původní nabídka obsahuje 32GB SDHC kartu a 64GB SDXC kartu. Později téhož roku Lexar vydal první 256 GB kartu SDXC, založenou na 20 nm technologii NAND flash .

2014

V únoru 2014 společnost SanDisk představila první 128 GB kartu microSDXC, po níž následovala karta microSDXC s kapacitou 200 GB v březnu 2015. V září 2014 společnost SanDisk oznámila první 512 GB kartu SDXC. Společnost Samsung oznámila v květnu 2016 jako první na světě kartu microSDXC 256 GB EVO Plus a v září 2016 společnost Western Digital (SanDisk) oznámila, že na Photokině bude předveden prototyp první 1 TB karty SDXC . V srpnu 2017 společnost SanDisk uvedla na trh 400 GB kartu microSDXC. V lednu 2018 představila integrovaná paměť 512 GB kartu microSDXC. V květnu 2018 společnost PNY uvedla na trh 512 GB kartu microSDXC. V červnu 2018 společnost Kingston oznámila řadu Canvas pro karty MicroSD, které mají kapacitu až 512 GB, ve třech variantách Select, Go! A React. V únoru 2019 představily společnosti Micron a SanDisk své karty microSDXC s kapacitou 1 TB.

2018 – současnost: SDUC

Formát Secure Digital Ultra Capacity (SDUC) podporuje karty až 128 TB a nabízí rychlosti až 985 MB/s.

Kapacita

Secure Digital obsahuje pět rodin karet dostupných ve třech různých velikostech. Těchto pět rodin je původní Standard-Capacity (SDSC), High-Capacity (SDHC), eXtended-Capacity ( SDXC ), Ultra-Capacity ( SDUC ) a SDIO , které kombinují vstupní/výstupní funkce s ukládáním dat. Tyto tři formy faktory jsou původní velikost, mini velikosti a mikro velikost. Elektricky pasivní adaptéry umožňují, aby se menší karta vešla a fungovala v zařízení postaveném pro větší kartu. Malé rozměry karty SD jsou ideálním paměťovým médiem pro menší, tenčí a přenosnější elektronická zařízení.

SD (SDSC)

Logo Secure Digital Standard Capacity (SD); specifikace definuje karty s kapacitou až 2 GB

Karta Secure Digital (SDSC nebo Secure Digital Standard Capacity) druhé generace byla vyvinuta za účelem vylepšení standardu MultiMediaCard (MMC), který se stále vyvíjel, ale jiným směrem. Secure Digital změnil design MMC několika způsoby:

  • Asymetrický tvar boků karty SD brání jejímu vložení vzhůru nohama (zatímco MMC jde většinou stranou, ale při převrácení nedojde k žádnému kontaktu).
  • Většina karet SD má tloušťku 2,1 mm (0,083 palce) ve srovnání s 1,4 mm (0,055 palce) pro MMC. Specifikace SD definuje kartu s názvem Thin SD o tloušťce 1,4 mm, ale vyskytují se jen zřídka, protože SDA pokračoval v definování ještě menších tvarových faktorů.
  • Elektrické kontakty karty jsou zapuštěny pod povrch karty a chrání je před dotykem prstů uživatele.
  • Specifikace SD předpokládala kapacity a přenosové rychlosti přesahující možnosti MMC a obě tyto funkce postupem času rostly. Porovnávací tabulku naleznete níže .
  • Zatímco MMC používá pro datové přenosy jeden pin, karta SD přidala režim čtyřvodičové sběrnice pro vyšší přenosové rychlosti.
  • Karta SD přidala bezpečnostní obvody Content Protection for Recordable Media (CPRM) pro ochranu obsahu správy digitálních práv (DRM).
  • Přidání zářezu na ochranu proti zápisu

Karty SD v plné velikosti se nevejdou do štíhlejších slotů MMC a další problémy také ovlivňují schopnost používat jeden formát v hostitelském zařízení určeném pro druhé.

SDHC

Logo Secure Digital High Capacity (SDHC); specifikace definuje karty s kapacitou více než 2 GB32 GB

Formát Secure Digital High Capacity (SDHC), oznámený v lednu 2006 a definovaný ve verzi 2.0 specifikace SD, podporuje karty s kapacitou až 32 GB. Ochranná známka SDHC je licencována za účelem zajištění kompatibility.

Karty SDHC jsou fyzicky i elektricky identické s kartami SD se standardní kapacitou (SDSC). Hlavními problémy s kompatibilitou mezi kartami SDHC a SDSC jsou předefinování registru CSD (Card-Specific Data) ve verzi 2.0 (viz níže ) a skutečnost, že karty SDHC jsou dodávány předem naformátované pomocí systému souborů FAT32 .

Verze 2.0 také zavádí režim vysokorychlostní sběrnice pro karty SDSC i SDHC, který zdvojnásobuje původní standardní rychlost na 25  MB/s .

Hostitelská zařízení SDHC jsou povinna přijímat starší karty SD. Starší hostitelská zařízení však nerozpoznávají paměťové karty SDHC nebo SDXC, ačkoli některá zařízení to mohou provést prostřednictvím aktualizace firmwaru. Starší operační systémy Windows vydané před Windows 7 vyžadují pro podporu přístupu ke kartám SDHC opravy nebo aktualizace Service Pack.

SDXC

Logo Secure Digital eXtended Capacity; specifikace definuje karty s kapacitou více než 32 GB2 TB

Formát Secure Digital eXtended Capacity (SDXC), oznámený v lednu 2009 a definovaný ve verzi 3.01 specifikace SD, podporuje karty až 2 TB, ve srovnání s limitem 32 GB pro karty SDHC ve specifikaci SD 2.0. SDXC přijímá systém souborů exFAT společnosti Microsoft jako povinnou funkci.

Verze 3.01 také představila sběrnici Ultra High Speed ​​(UHS) pro karty SDHC i SDXC s rychlostí rozhraní od 50 MB/s do 104 MB/s pro čtyřbitovou sběrnici UHS-I. (toto číslo bylo od té doby překročeno u proprietární technologie SanDisk pro čtení 170 MB/s, což již není proprietární, protože Lexar má 1066x běžící rychlostí 160 MB/s čtení a 120 MB/s zápis přes UHS 1 a Kingston také má svůj Canvas Go! Plus, také běžící na 170 MB/s)

Verze 4.0, zavedená v červnu 2011, umožňuje rychlost 156 MB/s až 312 MB/s na sběrnici UHS-II se čtyřmi pruhy (dva diferenciální pruhy), což vyžaduje další řadu fyzických kolíků.

Verze 5.0 byla oznámena v únoru 2016 na CP+ 2016 a přidána hodnocení „Video Speed ​​Class“ pro karty UHS pro zpracování video formátů s vyšším rozlišením, jako je 8K . Nová hodnocení definují minimální rychlost zápisu 90 MB/s.

SDUC

Logo Secure Digital Ultra Capacity (SDUC); specifikace definuje karty s kapacitou více než 2 TB128 TB

Formát Secure Digital Ultra Capacity (SDUC), popsaný ve specifikaci SD 7.0 a oznámený v červnu 2018, podporuje karty až 128 TB a nabízí rychlosti až 985 MB/s, bez ohledu na formát, ať už mikro nebo plnou velikost, nebo typ rozhraní včetně UHS-I, UHS-II, UHS-III nebo SD Express. Rozhraní SD Express lze použít také s kartami SDHC a SDXC.

souborový systém exFAT

Karty SDXC a SDUC jsou obvykle formátovány pomocí systému souborů exFAT , což omezuje jejich použití na omezenou sadu operačních systémů. Karty SDXC ve formátu exFAT proto nejsou 100% univerzálně čitelným výměnným médiem. Karty SD však lze přeformátovat na jakýkoli požadovaný systém souborů.

Windows Vista (SP1) a novější a OS X (10.6.5 a novější) mají nativní podporu pro exFAT. (Windows XP a Server 2003 mohou podporovat exFAT prostřednictvím volitelné aktualizace od společnosti Microsoft.) Většina distribucí BSD a Linux nikoli, z právních důvodů; ačkoli v jádře Linux 5.4 Microsoft otevřel specifikaci a umožnil zahrnutí ovladače exfat. Uživatelé starších jader nebo BSD mohou ručně instalovat implementace exFAT od jiných výrobců (jako modul FUSE ), aby mohli připojovat svazky ve formátu exFAT. Karty SDXC však lze přeformátovat tak, aby používaly jakýkoli souborový systém (například ext4 , UFS nebo VFAT ), čímž se zmírní omezení spojená s dostupností exFAT.

Až na změnu systému souborů jsou karty SDXC většinou zpětně kompatibilní se čtečkami SDHC a mnoho hostitelských zařízení SDHC může používat karty SDXC, pokud jsou nejprve přeformátovány na systém souborů FAT32.

Aby však byla plně kompatibilní se specifikací karty SDXC, jsou některá hostitelská zařízení podporující SDXC naprogramována firmwarem tak, aby na kartách větších než 32 GB očekávala exFAT. V důsledku toho nemusí přijímat karty SDXC přeformátované na FAT32, i když zařízení podporuje FAT32 na menších kartách (pro kompatibilitu SDHC). Proto, i když je souborový systém obecně podporován, není vždy možné na kartách SDXC vůbec používat alternativní souborové systémy v závislosti na tom, jak striktně byla implementována specifikace karty SDXC v hostitelském zařízení. To nese riziko náhodné ztráty dat, protože hostitelské zařízení může považovat kartu s nerozpoznaným souborovým systémem za prázdnou nebo poškozenou a kartu přeformátovat .

SD Association poskytuje nástroj pro formátování pro Windows a Mac OS X, který kontroluje a formátuje karty SD, SDHC, SDXC a SDUC.

Srovnání

Porovnání standardů kapacity karet SD
SD SDHC SDXC SDUC
Logo SD-Logo.svg SDHC-Logo.svg SDXC-Logo.svg SDUC.svg
Kapacita Min > 2 GB > 32 GB > 2 TB
Max 2 GB 32 GB 2 TB 128 TB
Typický FS FAT12 / FAT16 FAT32 exFAT exFAT

Rychlost

Rychlost karty SD se obvykle hodnotí podle rychlosti sekvenčního čtení nebo zápisu. Aspekt sekvenčního výkonu je nejdůležitější pro ukládání a načítání velkých souborů (vzhledem k velikosti bloků interních v paměti flash ), jako jsou obrázky a multimédia. Malá data (například názvy souborů, velikosti a časová razítka) spadají pod mnohem nižší rychlostní limit náhodného přístupu , což může být limitujícím faktorem v některých případech použití.

U prvních karet SD několik výrobců uvedlo rychlost jako hodnocení „krát“ („ד), což srovnávalo průměrnou rychlost čtení dat s původní jednotkou CD-ROM . Toto bylo nahrazeno hodnocením rychlosti třídy , které zaručuje minimální rychlost, kterou lze data zapisovat na kartu.

Novější rodiny karet SD zlepšují rychlost karty zvýšením rychlosti sběrnice (frekvence hodinového signálu, který strobuje informace na kartu a z ní). Bez ohledu na rychlost sběrnice může karta hostiteli signalizovat, že je „zaneprázdněn“, dokud není operace čtení nebo zápisu dokončena. Vyhovění vyššímu rychlostnímu hodnocení je zárukou, že karta omezuje používání indikace „zaneprázdněno“.

Autobus

Výchozí rychlost

Karty SD budou číst a zapisovat rychlostí 12,5 MB/s.

Vysoká rychlost

Vysokorychlostní režim (25 MB/s) byl zaveden pro podporu digitálních fotoaparátů s verzí 1.10.

Ultra vysoká rychlost (UHS)

Sběrnice Ultra High Speed ​​(UHS) je k dispozici na některých kartách SDHC a SDXC. Jsou zadány následující extrémně vysoké rychlosti:

UHS-I

Uvedeno ve verzi SD 3.01. Podporuje taktovací frekvenci 100 MHz (čtyřnásobek původní „výchozí rychlosti“), která v režimu čtyřbitového přenosu dokázala přenášet 50 MB/s (SDR50). Karty UHS-I deklarované jako UHS104 (SDR104) také podporují taktovací frekvenci 208 MHz, která by mohla přenášet 104 MB/s. Provoz s dvojnásobnou přenosovou rychlostí na 50 MHz (DDR50) je také specifikován ve verzi 3.01 a je povinný pro karty microSDHC a microSDXC označené jako UHS-I. V tomto režimu se přenášejí čtyři bity, když hodinový signál stoupá a další čtyři bity, když klesá, přičemž se přenáší celý bajt v každém plném taktovacím cyklu, takže operace 50 MB/s by mohla být přenesena pomocí hodin 50 MHz.

Existuje patentované rozšíření UHS-I primárně od SanDisk, které dále zvyšuje přenosovou rychlost na 170 MB/s, nazývané DDR208 (nebo DDR200). Na rozdíl od UHS-II nepoužívá další piny. Toho dosahuje použitím frekvence 208 MHz standardního režimu SDR104, ale pomocí přenosů DDR. Toto rozšíření od té doby používá společnost Lexar pro řadu 1066x (160 MB/s), Kingston Canvas Go Plus (170 MB/s) a kartu MyMemory PRO SD (180 MB/s).

UHS-II
Zadní strana karty microSDHC Lexar UHS-II zobrazující další řadu připojení UHS-II

Uvedeno ve verzi 4.0, dále zvyšuje rychlost přenosu dat na teoretických maximum 156 MB/s (plně duplexní ) nebo 312 MB/s (poloviční duplex) pomocí další řady pinů (celkem 17 pinů pro plné velikost a 16 pinů pro karty micro-size). Zatímco první implementace v kompaktních systémových kamerách byla zaznamenána tři roky po specifikaci (2014), trvalo mnoho dalších let, než byla UHS-II implementována pravidelně. Na začátku roku 2021 používalo UHS-II více než 50 fotoaparátů DSLR a kompaktních systémů.

UHS-III

Verze 6.0, vydaná v únoru 2017, přidala ke standardu dvě nové datové rychlosti. FD312 poskytuje 312 MB/s, zatímco FD624 to zdvojnásobuje. Oba jsou plně duplexní. Fyzické rozhraní a rozložení pinů jsou stejné jako u UHS-II a zachovávají si zpětnou kompatibilitu.

Karty, které vyhovují UHS, obsahují vedle loga karty SD římské číslice „I“, „II“ nebo „III“ a tuto schopnost hlásí hostitelskému zařízení. Použití UHS-I vyžaduje, aby hostitelské zařízení přikázalo kartě přejít z 3,3 V na 1,8 V přes piny rozhraní I/O a zvolit režim čtyřbitového přenosu, zatímco UHS-II vyžaduje provoz 0,4 V.

Vyšší rychlosti jsou dosaženy použitím dvouproudového diferenciálního rozhraní nízkého napětí (0,4 V pp). Každý pruh je schopen přenášet až 156 MB/s. V plně duplexním režimu je jeden pruh použit pro vysílání, zatímco druhý pro příjem. V poloduplexním režimu jsou oba pruhy použity pro stejný směr přenosu dat, což umožňuje dvojnásobnou rychlost přenosu dat při stejné hodinové rychlosti. Kromě vyšší rychlosti přenosu dat umožňuje rozhraní UHS-II také nižší spotřebu energie rozhraní, nižší I/O napětí a nižší elektromagnetické rušení (EMI).

SD Express

Přední a zadní strana karty SD Express

Sběrnice SD Express byla vydána v červnu 2018 se specifikací SD 7.0. K zajištění plně duplexní přenosové rychlosti 985 MB/s využívá jedinou dráhu PCIe . Podporované karty musí také implementovat protokol přístupu k úložišti NVM Express . Sběrnici Express lze implementovat pomocí karet SDHC, SDXC a SDUC. Pro použití starších aplikací musí karty SD Express také podporovat vysokorychlostní sběrnici a sběrnici UHS-I. Sběrnice Express znovu používá rozložení pinů karet UHS-II a vyhrazuje si prostor pro další dva piny, které mohou být v budoucnu představeny.

Hostitelé, kteří implementují verzi 7.0 specifikace, umožňují SD kartám přímý přístup do paměti , což dramaticky zvyšuje útočný povrch hostitele tváří v tvář škodlivým SD kartám.

Verze 8.0 byla oznámena 19. května 2020 s podporou dvou PCIe linek s další řadou kontaktů a přenosovými rychlostmi PCIe 4.0 pro maximální šířku pásma 3938 MB/s.

microSD Express

V únoru 2019 asociace SD oznámila microSD Express. Karty microSD Express nabízejí rozhraní PCI Express a NVMe, stejně jako vydání SD Express z června 2018, spolu se starším rozhraním microSD pro trvalou zpětnou kompatibilitu. SDA také vydala vizuální značky pro označení paměťových karet microSD Express, aby bylo snazší přizpůsobení karty a zařízení optimálnímu výkonu zařízení.

Porovnání rychlosti autobusu

Porovnání rychlostí sběrnice SD karty
Rozhraní sběrnice Logo autobusu Rychlost autobusu Pásy PCIe Duplex Typy karet Spec verze
SD SDHC SDXC SDUC
Výchozí rychlost N/A 12,5 MB/s N/A Ano Ano Ano Ano 1.01
Vysoká rychlost N/A 25 MB/s 1.10
UHS-I UHS-I.svg 50 MB/s Poloviční, plný Ne 3.01
104 MB/s Polovina
180 MB/s* Polovina N/A
UHS-II UHS-II.svg 156 MB/s Úplný 4.00
312 MB/s Polovina
UHS-III UHS-III.svg 312 MB/s Úplný 6.0
624 MB/s Úplný
SD Express SDex (krátký) .svg
SDexpress.svg
985 MB/s 3,1 x 1 Úplný 7.0
1969 MB/s 3,1 x2 8,0
1969 MB/s 4,0 x 1
3938 MB/s 4,0 x 2
  • *: této rychlosti je možné dosáhnout pomocí řadiče DDR208

Kompatibilita

Rychlost sběrnice kombinace hostitele a karty (v MB/s)
Hostitel
Kartu
UHS-I UHS-II UHS-III Vyjádřit
UHS50 UHS104 Úplný Polovina
UHS-I UHS50 50 50 50 50 50 50
UHS104 50 104 104 104 104 104
UHS-II Úplný 50 104 156 156 156 104
Polovina 50 104 156 312 312 104
UHS-III 50 104 156 312 624 104
Vyjádřit 50 104 104 104 104 985

POZNÁMKA: Pokud čtečka karet používá řadič DDR208 na pinech UHS 1, čtečka karet bude na příslušných kartách UHS 1 pracovat rychlostí 180 MB/s

Třída

64 GB karta SanDisk Ultra microSDXC (s označením UHS-I a UHS Speed ​​Class 1)
32GB karta Lexar 1000x microSDHC (s označením UHS-II a UHS Speed ​​Class 3)
Přední a zadní paměťová karta Sony 64GB SF-M Tough Series UHS-II SDXC.

SD Association definuje standardní třídy rychlosti pro SDHC / SDXC karet s uvedením minimální výkon (minimální sériová data rychlost zápisu). Rychlost čtení i zápisu musí překročit uvedenou hodnotu. Specifikace definuje tyto třídy z hlediska výkonnostních křivek, které se promítají do následujících minimálních úrovní výkonu čtení a zápisu na prázdné kartě a vhodnosti pro různé aplikace:

SD Association definuje tři typy hodnocení rychlostních tříd: původní rychlostní třída, rychlostní třída UHS a rychlostní třída videa.

(Původní) rychlostní třída

Hodnocení rychlosti 2, 4 a 6 uvádí, že karta podporuje příslušný počet megabajtů za sekundu jako minimální trvalou rychlost zápisu pro kartu ve fragmentovaném stavu.

Třída 10 tvrdí, že karta podporuje 10 MB/s jako minimální rychlost fragmentovaného sekvenčního zápisu a používá režim vysokorychlostní sběrnice. Hostitelské zařízení dokáže přečíst rychlostní třídu karty a varovat uživatele, pokud karta hlásí rychlostní třídu, která spadá pod minimální potřebu aplikace. Pro srovnání, starší hodnocení „×“ měřilo maximální rychlost za ideálních podmínek a bylo vágní, zda se jednalo o rychlost čtení nebo rychlost zápisu.

Grafický symbol pro rychlostní třídu má číslo obklopené 'C' (C2, C4, C6 a C10).

Třída rychlosti UHS

Karty UHS-I a UHS-II mohou používat rychlostní třídu UHS se dvěma možnými stupni: třída 1 pro minimální výkon zápisu alespoň 10 MB/s (symbol 'U1' s číslem 1 uvnitř 'U') a třída 3 pro minimum výkon zápisu 30 MB/s (symbol „U3“ s 3 uvnitř „U“), zaměřený na nahrávání videa 4K . Před listopadem 2013 bylo hodnocení označeno jako UHS Speed ​​Grade a obsahovalo stupně 0 (žádný symbol) a 1 (symbol 'U1'). Výrobci mohou také zobrazovat symboly standardní třídy rychlosti (C2, C4, C6 a C10) vedle nebo namísto třídy rychlosti UHS.

Paměťové karty UHS fungují nejlépe s hostitelskými zařízeními UHS. Tato kombinace umožňuje uživateli nahrávat videa v rozlišení HD pomocí bezpáskových videokamer při provádění dalších funkcí. Je také vhodný pro vysílání v reálném čase a pořizování velkých HD videí.

Třída rychlosti videa

Třída rychlosti videa definuje sadu požadavků na karty UHS tak, aby odpovídaly moderní paměti flash MLC NAND, a podporuje progresivní 4K a 8K video s minimálními rychlostmi sekvenčního zápisu 6–90 MB/s. Grafické symboly používají písmeno „V“ a za ním číslo označující rychlost zápisu (V6, V10, V30, V60 a V90).

Srovnání

Porovnání hodnocení rychlosti SD karty
Minimální rychlost sekvenčního zápisu Rychlostní třída Formát videa
Doporučená max. datový tok Rychlostní třída Třída rychlosti UHS Třída rychlosti videa SD HD / Full HD 4K 8K
2 MB/s 15 Mbit/s Rychlostní třída SDHC 2. svg Třída 2 (C2) N/A N/A Ano Ne Ne Ne
4 MB/s 30 Mbit/s Rychlostní třída SDHC 4. svg Třída 4 (C4) N/A N/A Ano
6 MB/s 45 Mbit/s Rychlostní třída SDHC 6. svg Třída 6 (C6) N/A Třída rychlosti videa SD 6. svg Třída 6 (V6) Ano
10 MB/s 75 Mbit/s SD třída 10. svg Třída 10 (C10) Rychlostní třída SD UHS 1. svg Třída 1 (U1) Třída rychlosti videa SD 10. svg Třída 10 (V10)
30 MB/s 220 Mbit/s SD třída 10. svg Třída 10 (C10) Rychlostní třída SD UHS 3. svg Třída 3 (U3) Třída rychlosti videa SD 30. svg Třída 30 (V30) Ano
60 MB/s 460 Mbit/s SD třída 10. svg Třída 10 (C10) Rychlostní třída SD UHS 3. svg Třída 3 (U3) Třída rychlosti SD videa 60. svg Třída 60 (V60)
90 MB/s 700 Mbit/s SD třída 10. svg Třída 10 (C10) Rychlostní třída SD UHS 3. svg Třída 3 (U3) Třída rychlosti videa SD 90. sv Třída 90 (V90)

Třída výkonu aplikace

Třída výkonu aplikace je nově definovaný standard z SD specifikace 5.1 a 6.0, který nejen definuje sekvenční rychlosti zápisu, ale také stanoví minimální IOPS pro čtení a zápis. Třída A1 vyžaduje minimálně 1 500 operací čtení a 500 zápisů za sekundu, zatímco třída A2 vyžaduje 4 000 a 2 000 IOPS. Karty třídy A2 vyžadují podporu hostitelského ovladače, protože k dosažení vyšších rychlostí používají fronty příkazů a ukládání do mezipaměti. Pokud jsou použity v nepodporovaném hostiteli, mohou být dokonce pomalejší než jiné karty A1 a pokud dojde ke ztrátě napájení dříve, než jsou data z mezipaměti ve skutečnosti zapsána z interní paměti RAM do interní paměti RAM karty, pravděpodobně dojde ke ztrátě těchto dat.

Porovnání hodnocení třídy výkonu karty SD
název Minimální náhodné IOPS Minimální trvalé sekvenční psaní
Číst Napsat
SD App Performance 1.svg Třída výkonnosti aplikace 1 (A1) 1 500 IOPS 500 IOPS 10 MB/s
SD App Performance 2.svg Třída výkonnosti aplikace 2 (A2) 4000 IOPS 2 000 IOPS

Hodnocení „×“

Hodnocení Cca.
(MB/s)
Srovnatelná
rychlostní třída
16 × 2.34 Rychlostní třída SDHC 2. svg (13 ×)
32 × 4,69 Rychlostní třída SDHC 4. svg (27 ×)
48 × 7.03 Rychlostní třída SDHC 6. svg (40 ×)
100 × 14.6 SD třída 10. svg (67 ×)

Hodnocení „×“, které používali někteří výrobci karet a které bylo zastaráno rychlostními třídami, je násobkem rychlosti standardní jednotky CD-ROM 150  KB/s (přibližně 1,23  Mbit/s ). Základní karty přenášejí data až šestkrát (6 ×) rychlostí disku CD-ROM; to znamená 900 KB/s nebo 7,37 Mbit/s. Specifikace 2.0 definuje rychlosti až 200 ×, ale není tak specifická jako rychlostní třídy pro měření rychlosti. Výrobci mohou uvádět nejlepší rychlosti a mohou hlásit nejvyšší rychlost čtení karty, která je obvykle vyšší než rychlost zápisu. Někteří prodejci, včetně Transcend a Kingston , hlásí rychlost zápisu svých karet. Pokud je na kartě uvedena rychlostní třída i hodnocení „×“, lze u této karty předpokládat pouze rychlost čtení.

Výkon v reálném světě

V aplikacích, které vyžadují trvalou propustnost zápisu, například nahrávání videa, nemusí zařízení fungovat uspokojivě, pokud hodnocení třídy karty SD klesne pod určitou rychlost. Například videokamera s vysokým rozlišením může vyžadovat kartu ne menší než třída 6, která může způsobit výpadky nebo poškození videa, pokud je použita pomalejší karta. Digitální fotoaparáty s pomalými kartami mohou po pořízení fotografie znatelně trvat, než budou připraveny na další, zatímco fotoaparát zapisuje první snímek.

Hodnocení rychlostní třídy ne zcela charakterizuje výkon karty. Různé karty stejné třídy se mohou při splnění specifikací třídy značně lišit. Rychlost karty závisí na mnoha faktorech, včetně:

  • Četnost měkkých chyb, které musí ovladač karty znovu zkusit
  • Zesílení zápisu : Řadič blesku může potřebovat přepsat více dat, než bylo požadováno. To má co do činění s prováděním operací čtení-úprava-zápis na blocích zápisu, uvolněním (mnohem větších) bloků mazání a přesunem dat kolem, aby se dosáhlo vyrovnání opotřebení .
  • Fragmentace souboru : tam, kde není dostatek místa pro záznam souboru v souvislé oblasti, je rozdělen na nesousedící fragmenty. To nezpůsobuje zpoždění otáčení nebo pohybu hlavy jako u elektromechanických pevných disků , ale může například snížit rychlost ⁠ ⁠ ⁠― tím, že vyžaduje další čtení a výpočet, aby se určilo, kde na kartě je uložen další fragment souboru.

Kromě toho se rychlost může výrazně lišit mezi zápisem velkého množství dat do jednoho souboru ( sekvenční přístup , jako když digitální fotoaparát zaznamenává velké fotografie nebo videa) a zápisem velkého počtu malých souborů (použití náhodného přístupu běžné v chytrých telefonech ). Studie z roku 2012 zjistila, že při tomto použití náhodného přístupu dosahovaly některé karty třídy 2 rychlosti zápisu 1,38  MB/s , zatímco všechny karty testovaly třídu 6 nebo vyšší (a některé nižší třídy; nižší třída nemusí nutně znamenat lepší výkon malých souborů), včetně těch od hlavních výrobců, byly více než 100krát pomalejší. V roce 2014 blogger naměřil 300násobný rozdíl ve výkonu malých zápisů; tentokrát byla nejlepší kartou v této kategorii karta třídy 4.

Funkce

Zabezpečení karty

Karty mohou chránit svůj obsah před vymazáním nebo změnou, zamezit přístupu neoprávněných uživatelů a chránit obsah chráněný autorskými právy pomocí správy digitálních práv.

Příkazy k zakázání zápisů

Hostitelské zařízení může přikázat SD kartě, aby se stala pouze pro čtení (pro odmítnutí následných příkazů pro zápis informací na ni). K dosažení tohoto cíle existují reverzibilní i nevratné hostitelské příkazy.

Zářez chránící proti zápisu

Odemčené a zamčené karty SD
Paměťová karta Sony SDHC 64 GB SF-M Tough Series UHS-II SDXC je jednou z mála karet na trhu bez posuvného jazýčku ve výřezu na ochranu proti zápisu.

Většina karet SD v plné velikosti má „mechanický přepínač ochrany proti zápisu“, který uživateli umožňuje informovat hostitelský počítač, že chce, aby bylo zařízení považováno pouze za čtení. To nechrání data na kartě, pokud je hostitel napaden: "Je odpovědností hostitele chránit kartu. Poloha přepínače ochrany proti zápisu není pro vnitřní obvody karty známa." Některá hostitelská zařízení nepodporují ochranu proti zápisu, což je volitelná funkce specifikace SD, a ovladače a zařízení, která poslouchají indikaci pouze pro čtení, mohou uživateli poskytnout způsob, jak ji přepsat.

Přepínač je posuvný jazýček, který zakrývá zářez na kartě. Formáty miniSD a microSD přímo nepodporují zářez na ochranu proti zápisu, ale lze je vložit do adaptérů plné velikosti, které ano.

Při pohledu na SD kartu shora musí být pravá strana (strana se zkoseným rohem) se zářezem.

Na levé straně může být zářez na ochranu proti zápisu. Pokud je zářez vynechán, lze kartu číst a zapisovat. Pokud je karta se zářezem, je jen pro čtení. Pokud má karta zářez a posuvný jazýček, který zářez zakrývá, může uživatel kartu posunout nahoru (směrem ke kontaktům), aby deklaroval čtení/zápis karty, nebo dolů, aby deklaroval, že je jen pro čtení. Diagram vpravo ukazuje oranžovou posuvnou ochranu proti zápisu v odemčené i zamčené poloze.

Karty prodávané s obsahem, který nesmí být měněny, jsou trvale označeny pouze pro čtení tím, že mají zářez a žádnou posuvnou záložku.

Heslo karty

Adaptér microSD na SD (vlevo), adaptér microSD na miniSD (uprostřed), karta microSD (vpravo)

Hostitelské zařízení může zamknout kartu SD pomocí hesla až 16 bajtů, které obvykle poskytuje uživatel. Zamknutá karta interaguje normálně s hostitelským zařízením, kromě toho, že odmítá příkazy pro čtení a zápis dat. Zamknutou kartu lze odemknout pouze zadáním stejného hesla. Hostitelské zařízení může po zadání starého hesla zadat nové heslo nebo zakázat zamykání. Bez hesla (obvykle v případě, že uživatel heslo zapomene) může hostitelské zařízení přikázat kartě, aby vymazala všechna data na kartě pro budoucí opětovné použití (kromě údajů o kartě v rámci DRM), ale neexistuje žádný způsob získat přístup ke stávajícím datům.

Zařízení Windows Phone 7 používají karty SD navržené pro přístup pouze výrobcem telefonu nebo mobilním operátorem. Karta SD vložená do telefonu pod přihrádkou na baterie se uzamkne „k telefonu pomocí automaticky generovaného klíče“, aby „kartu SD nemohl přečíst jiný telefon, zařízení nebo počítač“. Zařízení Symbian jsou však jedny z mála, které mohou provádět potřebné operace s nízkoúrovňovým formátováním na uzamčených kartách SD. Je tedy možné použít zařízení, jako je Nokia N8, k přeformátování karty pro následné použití v jiných zařízeních.

karty smartSD

Paměťová karta smartSD je karta microSD s interním „zabezpečeným prvkem“, který umožňuje přenos příkazů datové jednotky ISO 7816 Application Protocol Data Unit například na aplety JavaCard běžící na interním zabezpečeném prvku prostřednictvím sběrnice SD.

Některé z prvních verzí paměťových karet microSD se zabezpečenými prvky byly vyvinuty v roce 2009 společností DeviceFidelity, Inc. , průkopníkem v oblasti komunikace na blízko (NFC) a mobilních plateb , se zavedením produktů In2Pay a CredenSE, později komercializovaných a certifikovaných pro mobilní zařízení. bezkontaktní transakce od Visa v roce 2010. DeviceFidelity také přizpůsobila microSD kartu In2Pay, aby fungovala s Apple iPhone pomocí iCaisse, a propagovala první transakce NFC a mobilní platby na zařízení Apple v roce 2010.

Pro platební aplikace a zabezpečené ověřování byly provedeny různé implementace karet smartSD. V roce 2012 se Good Technology spojila se společností DeviceFidelity a používala karty microSD se zabezpečenými prvky pro mobilní identitu a řízení přístupu .

K mobilním platbám se používají karty microSD s podporou Secure Elements a NFC (Near Field Communication ), které byly použity v mobilních peněženkách pro přímé spotřebitele a v řešeních mobilního bankovnictví, z nichž některá uvedla na trh velké banky po celém světě, včetně Bank of America , US Bank a Wells Fargo , zatímco jiné byly součástí inovativních nových programů neobank pro přímé spotřebitele, jako je moneto , které byly poprvé spuštěny v roce 2012.

Karty microSD se zabezpečenými prvky byly také použity pro zabezpečené šifrování hlasu na mobilních zařízeních, což umožňuje jednu z nejvyšších úrovní zabezpečení hlasové komunikace mezi lidmi. Taková řešení se hojně používají v oblasti inteligence a zabezpečení.

V roce 2011 HID Global spolupracuje s Arizona State University k zahájení přístupových řešení školního areálu pro studenty s využitím MicroSD Secure Element a MIFARE technologii poskytované DeviceFidelity, Inc . Bylo to vůbec poprvé, kdy se k otevírání dveří mohly používat běžné mobilní telefony bez potřeby elektronických přístupových klíčů.

Vylepšení dodavatele

Karty SD s duálním rozhraním: SD a USB

Prodejci se snažili odlišit své výrobky na trhu prostřednictvím různých funkcí specifických pro dodavatele:

  • Integrované Wi-Fi -Několik společností vyrábí karty SD s vestavěnými vysílači Wi-Fi podporujícími statické zabezpečení (WEP 40; 104; a 128, WPA-PSK a WPA2-PSK). Karta umožňuje jakémukoli digitálnímu fotoaparátu se slotem SD přenášet zachycené snímky prostřednictvím bezdrátové sítě nebo je ukládat do paměti karty, dokud se nedostane do dosahu bezdrátové sítě. Mezi příklady patří: Eye-Fi / SanDisk , Transcend Wi-Fi , Toshiba FlashAir , Trek Flucard , PQI Air Card a LZeal ez Share . Některé modely označují své obrázky zeměpisnými značkami .
  • Předem načtený obsah -V roce 2006 společnost SanDisk oznámila Gruvi , kartu microSD s dalšími funkcemi pro správu digitálních práv, kterou zamýšlela jako médium pro publikování obsahu. Společnost SanDisk v roce 2008 znovu oznámila předinstalované karty pod názvem slotMusic , tentokrát bez využití funkcí DRM karty SD. V roce 2011 společnost SanDisk nabízela různé sbírky 1000 skladeb na jednom slotuHudební karta za zhruba 40 dolarů, nyní omezena na kompatibilní zařízení a bez možnosti kopírování souborů.
  • Integrovaný konektor USB - produkt SanDisk SD Plus lze zapojit přímo do portu USB, aniž byste potřebovali čtečku karet USB. Jiné společnosti představily srovnatelné produkty, například produkt Duo SD společnosti OCZ Technology a produkt 3 Way (microSDHC, SDHC a USB) společnosti A-DATA, který byl k dispozici pouze v roce 2008.
  • Různé barvy - SanDisk použil různé barvy plastových nebo lepicích štítků, včetně „herní“ řady v průsvitných plastových barvách, které indikovaly kapacitu karty.
  • Integrovaný displej -V roce 2006 společnost A-DATA oznámila kartu Super Info SD s digitálním displejem, který poskytoval dvoumístný štítek a ukazoval množství nevyužité paměti na kartě.

SDIO karty

Fotoaparát využívající rozhraní SDIO k připojení k některým zařízením HP iPAQ

Karta SDIO (Secure Digital Input Output) je rozšířením specifikace SD o pokrytí funkcí I/O. Karty SDIO jsou plně funkční pouze v hostitelských zařízeních navržených tak, aby podporovaly funkce vstupů a výstupů (obvykle PDA jako Palm Treo , ale příležitostně notebooky nebo mobilní telefony). Tato zařízení mohou pomocí slotu SD podporovat přijímače GPS , modemy , čtečky čárových kódů , tunery rádia FM , televizní tunery, čtečky RFID , digitální fotoaparáty a rozhraní pro Wi-Fi , Bluetooth , Ethernet a IrDA . Bylo navrženo mnoho dalších zařízení SDIO, ale nyní je běžnější, že se I/O zařízení připojují pomocí rozhraní USB.

Karty SDIO podporují většinu paměťových příkazů karet SD. Karty SDIO mohou být strukturovány jako osm logických karet, ačkoli v současné době je typickým způsobem, jakým karta SDIO využívá tuto schopnost, strukturovat se jako jedna karta I/O a jedna paměťová karta.

Rozhraní SDIO a SD jsou mechanicky a elektricky totožné. Hostitelská zařízení vytvořená pro karty SDIO obecně přijímají paměťové karty SD bez funkcí I/O. Opak není pravdou, protože hostitelská zařízení potřebují vhodné ovladače a aplikace pro podporu I/O funkcí karty. Například kamera HP SDIO obvykle nefunguje s PDA, které ji neuvádějí jako příslušenství. Vložení karty SDIO do libovolného slotu SD nezpůsobí žádné fyzické poškození ani narušení hostitelského zařízení, ale uživatelé mohou být frustrovaní z toho, že karta SDIO nefunguje plně, když je vložena do zdánlivě kompatibilního slotu. (Zařízení USB a Bluetooth vykazují srovnatelné problémy s kompatibilitou, i když v menší míře díky standardizovaným třídám zařízení USB a profilům Bluetooth .)

Rodina SDIO obsahuje karty s nízkou a plnou rychlostí. Oba typy karet SDIO podporují SPI a jednobitové typy sběrnic SD. Nízkorychlostní karty SDIO mohou podporovat také čtyřbitovou sběrnici SD; K podpoře čtyřbitové sběrnice SD jsou vyžadovány vysokorychlostní karty SDIO. Chcete-li použít kartu SDIO jako „kombinovanou kartu“ (pro paměť i I/O), musí hostitelské zařízení nejprve vybrat provoz čtyřbitové sběrnice SD. Dvě další jedinečné funkce nízkorychlostního SDIO jsou maximální taktovací frekvence 400 kHz pro veškerou komunikaci a použití pinu 8 jako „přerušení“ pro pokus o zahájení dialogu s hostitelským zařízením.

Vyměňování karet dohromady

Jednobitový protokol SD byl odvozen z protokolu MMC, který předpokládal možnost umístit až tři karty na sběrnici běžných signálních linek. Karty používají rozhraní s otevřeným kolektorem , kde karta může táhnout vedení na úroveň nízkého napětí; linka je na úrovni vysokého napětí (kvůli pull-up rezistoru ), pokud ji žádná karta netáhne nízko. Ačkoli karty sdílely hodinové a signální linky, každá karta měla svůj vlastní řádek pro výběr čipu, aby vycítila, že jej vybralo hostitelské zařízení.

Protokol SD předpokládal schopnost spojit 30 karet dohromady bez oddělených linek pro výběr čipu. Hostitelské zařízení bude vysílat příkazy na všechny karty a identifikovat kartu, aby na příkaz odpověděla, pomocí svého jedinečného sériového čísla.

V praxi jsou karty zřídka spojeny dohromady, protože provoz s otevřeným kolektorem má problémy při vysokých rychlostech a zvyšuje spotřebu energie. Novější verze specifikace SD doporučují pro každou kartu samostatné řádky.

Kompatibilita

Hostitelská zařízení, která jsou v souladu s novějšími verzemi specifikace, poskytují zpětnou kompatibilitu a přijímají starší karty SD. Například hostitelská zařízení SDXC přijímají všechny předchozí rodiny paměťových karet SD a hostitelská zařízení SDHC také přijímají standardní karty SD.

Starší hostitelská zařízení obecně nepodporují novější formáty karet, ai když mohou podporovat rozhraní sběrnice používané kartou, vyvstává několik faktorů:

  • Novější karta může nabídnout větší kapacitu, než zvládne hostitelské zařízení (přes 4 GB pro SDHC, přes 32 GB pro SDXC).
  • Novější karta může používat souborový systém, který hostitelské zařízení neumí navigovat ( FAT32 pro SDHC, exFAT pro SDXC)
  • Použití karty SDIO vyžaduje, aby hostitelské zařízení bylo navrženo pro vstupní/výstupní funkce, které karta poskytuje.
  • Hardwarové rozhraní karty bylo změněno počínaje verzí 2.0 (nové hodiny vysokorychlostní sběrnice, předefinování bitů úložné kapacity ) a rodina SDHC (sběrnice ultravysokých rychlostí (UHS))
  • UHS-II má fyzicky více pinů, ale je zpětně kompatibilní s UHS-I a non-UHS pro slot i kartu.
  • Někteří prodejci vyráběli karty SDSC nad 1 GB, než SDA standardizovala způsob, jak toho dosáhnout.
Tabulka kompatibility SD
Kartu
Slot
SDSC SDHC SDHC
UHS
SDXC SDXC
UHS
SDIO
SDSC Částečný FAT16, <4 GB FAT16, <4 GB Ne Ne Ne
SDHC Ano Ano Ano FAT32 FAT32 Ne
SDHC UHS Ano Ano Ano FAT32 FAT32 Ne
SDXC Ano Ano Ano Ano Ano Ne
SDXC UHS Ano Ano Ano Ano Ano Ne
SDIO Liší se Liší se Liší se Liší se Liší se Ano

Trhy

Díky své kompaktní velikosti se karty Secure Digital používají v mnoha zařízeních spotřební elektroniky a staly se rozšířeným prostředkem pro ukládání několika gigabajtů dat v malé velikosti. Zařízení, ve kterých může uživatel často vyjímat a vyměňovat karty, jako jsou digitální fotoaparáty , videokamery a herní konzole , obvykle používají karty plné velikosti. Zařízení, u nichž je rozhodující malá velikost, jako jsou mobilní telefony , akční kamery jako je řada GoPro Hero a kamerové drony , obvykle používají karty microSD.

Mobilní telefony

Karta microSD pomohla pohánět trh se smartphony tím, že poskytuje výrobcům i spotřebitelům větší flexibilitu a svobodu.

Zatímco cloudové úložiště závisí na stabilním připojení k internetu a dostatečně objemných datových plánech , paměťové karty v mobilních zařízeních poskytují rozšíření o místo a soukromé úložiště s mnohem vyššími přenosovými rychlostmi a bez latence (inženýrství) ( § Výkon v reálném světě ), což umožňuje aplikacím, jako je fotografování a nahrávání videa . Zatímco data uložená interně na zděných zařízeních jsou nepřístupná , data uložená na paměťové kartě může uživatel zachránit a přistupovat k nim externě jako velkokapacitní paměťové zařízení. Výhodou oproti úložišti USB na cestách je nekompromisní ergonomie . Použití paměťové karty také chrání nevyměnitelné interní úložiště mobilního telefonu před opotřebením těžkými aplikacemi, jako je nadměrné používání fotoaparátu a hostování přenosného FTP serveru přes WiFi Direct . Vzhledem k technickému vývoji paměťových karet jsou uživatelé stávajících mobilních zařízení schopni časem své úložiště dále rozšiřovat a být cenově výhodnější.

Nedávné verze hlavních operačních systémů, jako jsou Windows Mobile a Android, umožňují spouštění aplikací z karet microSD, vytvářejí možnosti pro nové modely využití karet SD na trzích mobilních počítačů a také vymazávají dostupný interní úložný prostor.

Karty SD nejsou nejekonomičtějším řešením v zařízeních, která potřebují jen malé množství energeticky nezávislé paměti, jako jsou předvolby stanic v malých rádiích. Také nemusí představovat nejlepší volbu pro aplikace, které vyžadují vyšší úložné kapacity nebo rychlosti, jak stanoví jiné standardy pro flash karty, jako je CompactFlash . Tato omezení mohou být vyřešena vyvíjejícími se paměťovými technologiemi, jako jsou například nové specifikace SD 7.0, které umožňují kapacitu úložiště až 128 TB.

Mnoho osobních počítačů všech typů, včetně tabletů a mobilních telefonů, používá karty SD, a to buď prostřednictvím vestavěných slotů, nebo prostřednictvím aktivního elektronického adaptéru. Existují adaptéry pro PC kartu , ExpressBus, USB , FireWire a paralelní port tiskárny . Aktivní adaptéry také umožňují použití karet SD v zařízeních určených pro jiné formáty, jako je například CompactFlash . FlashPath Adaptér umožňuje SD karty používat v disketové jednotky.

Některá zařízení, jako například Samsung Galaxy Fit (2011) a Samsung Galaxy Note 8.0 (2013), mají přihrádku na kartu SD umístěnou zvenčí a přístupnou ručně, zatímco u ostatních zařízení je umístěna pod krytem baterie. Novější mobilní telefony používají systém pro vysunutí kolíku pro přihrádku, která obsahuje paměťovou kartu i SIM kartu .

Padělky

Samsung Pro 64 GB microSDXC originál (vlevo) a padělek (vpravo): Padělek tvrdí, že má kapacitu 64 GB, ale lze použít pouze 8 GB (rychlost třídy 4): Při pokusu o zápis více než 8 GB dochází ke ztrátě dat . Používá se také pro padělky SanDisk 64 GB.
Obrázky pravých, diskutabilních a falešných/padělaných karet microSD (Secure Digital) před a po dekapulaci. Podrobnosti u zdroje , foto Andrew Huang .

Na trhu se běžně vyskytují nesprávně označené nebo padělané karty Secure Digital, které hlásí falešnou kapacitu nebo běží pomaleji, než jsou označeny. Existují softwarové nástroje pro kontrolu a detekci padělaných produktů . Detekce padělaných karet obvykle zahrnuje kopírování souborů s náhodnými daty na kartu SD, dokud není dosaženo kapacity karty, a jejich zkopírování zpět. Soubory, které byly zkopírovány zpět, lze testovat buď porovnáním kontrolních součtů (např. MD5 ), nebo se je pokusit zkomprimovat . Druhý přístup využívá faktu, že padělané karty umožňují uživateli číst zpět soubory, které pak sestávají ze snadno komprimovatelných jednotných dat (například opakování 0xFF ).

Digitální fotoaparáty

Karta SD ve fotoaparátu DSLR

SD / MMC karty vyměnit Toshiba ‚s SmartMedia jako dominantní formát paměťových karet používaných v digitálních fotoaparátech. V roce 2001 SmartMedia dosáhla téměř 50% využití, ale do roku 2005 SD/MMC dosáhla více než 40% trhu s digitálními fotoaparáty a podíl SmartMedia do roku 2007 klesl.

V této době používali všichni přední výrobci digitálních fotoaparátů SD ve svých řadách spotřebních produktů, včetně společností Canon , Casio , Fujifilm , Kodak , Leica , Nikon , Olympus , Panasonic , Pentax , Ricoh , Samsung a Sony . Dříve Olympus a Fujifilm používaly výhradně karty XD-Picture Cards (karty xD), zatímco Sony používala pouze karty Memory Stick ; na začátku roku 2010 všechny tři podporovaly SD.

Některé profesionální a profesionální digitální fotoaparáty nadále nabízely CompactFlash (CF), a to buď na druhém slotu pro karty, nebo jako jediné úložiště, protože CF podporuje mnohem vyšší maximální kapacity a historicky byl pro stejnou kapacitu levnější.

Paměťové karty Secure Digital lze použít ve videokamerách Sony XDCAM EX s adaptérem a ve výbavě karet Panasonic P2 s adaptérem MicroP2 .

Osobní počítače

Přestože mnoho osobních počítačů využívá karty SD jako pomocné paměťové zařízení pomocí vestavěného slotu nebo je lze použít pro karty SD pomocí USB adaptéru, karty SD nelze použít jako primární pevný disk prostřednictvím integrovaného řadiče ATA , protože žádný z varianty karet SD podporují signalizaci ATA. Použití primárního pevného disku vyžaduje samostatný čip řadiče SD nebo převaděč SD na CompactFlash. Na počítačích, které podporují bootstrapping z rozhraní USB, může být primárním pevným diskem karta SD v adaptéru USB za předpokladu, že obsahuje operační systém, který po dokončení bootstrapu podporuje přístup USB.

U přenosných a tabletových počítačů nabízejí paměťové karty v integrované čtečce karet ergonomický přínos oproti USB flash diskům , protože ty vyčnívají ze zařízení a uživatel by musel být opatrný, aby na něj při přepravě nenarazil, což by mohlo poškodit USB port. Paměťové karty mají jednotný tvar a při vložení do vyhrazeného slotu pro počítač v počítači nevyhradí port USB.

Od konce roku 2009 lze novější počítače Apple s nainstalovanými čtečkami karet SD spouštět v macOS z paměťových zařízení SD, pokud jsou správně naformátovány na formát souborů Mac OS Extended a výchozí tabulka oddílů nastavena na tabulku oddílů GUID . (Viz Další systémy souborů níže).

Používání a popularita karet SD se zvyšuje mezi majiteli historických počítačů, jako je 8bitové Atari . V dnešní době se používá například SIO2SD ( SIO je port Atari pro připojení externích zařízení). Software pro 8bitový Atari může být součástí jedné SD karty, která může mít velikost disku menší než 4-8 GB (2019).

Vestavěné systémy

Štít ( dceřiná deska ), který umožňuje prototypovým mikroprocesorům Arduino přístup k SD kartám

V roce 2008 SDA specifikovala Embedded SD, „využívající dobře známé standardy SD“, aby umožnila neodstranitelná zařízení ve stylu SD na deskách s plošnými spoji. Tento standard však nebyl na trhu přijat, zatímco standard MMC se stal de facto standardem pro vestavěné systémy. SanDisk poskytuje takové komponenty vestavěné paměti pod značkou iNAND.

Většina moderních mikrokontrolérů má vestavěnou logiku SPI, která může být propojena s kartou SD pracující v režimu SPI a poskytuje energeticky nezávislé úložiště. I když mikrokontroléru chybí funkce SPI, lze tuto funkci emulovat bitovým boucháním . Hack pro domácí vaření například kombinuje náhradní kolíky GPIO ( General Purpose Input/Output ) procesoru routeru Linksys WRT54G s kódem podpory MMC z linuxového jádra . Tato technika může dosáhnout propustnosti až 1,6 Mbit/s .

Distribuce hudby

Nahrané microSD byly použity ke komercializaci hudby pod značkami slotMusic a slotRadio od SanDisk a MQS od Astell & Kern .

Technické údaje

Fyzická velikost

Specifikace karty SD definuje tři fyzické velikosti. Rodiny SD a SDHC jsou k dispozici ve všech třech velikostech, ale rodiny SDXC a SDUC nejsou k dispozici v mini velikosti a rodina SDIO není k dispozici v malé velikosti. Menší karty lze použít ve větších slotech pomocí pasivního adaptéru.

Standard

Porovnání velikostí rodin: SD (modrá), miniSD (zelená), microSD (červená)
  • SD (SDSC), SDHC, SDXC, SDIO, SDUC
  • 32 mm × 24 mm × 2,1 mm ( 1+17 / 64  v ×  15 / 16  v ×  5 / 64  v)
  • 32 mm × 24 mm × 1,4 mm ( 1+17 / 64  in ×  15 / 16  in ×  1 / 16  in)(tenký jako MMC) proThin SD(vzácný)

MiniSD

  • miniSD, miniSDHC, miniSDIO
  • 21,5 mm x 20 mm x 1,4 mm ( 27 / 32  v ×  25 / 32  v ×  1 / 16  v)

microSD

Micro form factor je nejmenší formát karty SD.

  • microSD, microSDHC, microSDXC, microSDUC
  • 15 mm x 11 mm x 1 mm ( 19 / 32  v ×  7 / 16  v ×  3 / 64  v)

Režimy přenosu

Karty mohou podporovat různé kombinace následujících typů sběrnic a režimů přenosu. Režim sběrnice SPI a režim jednobitové sběrnice SD jsou povinné pro všechny rodiny SD, jak je vysvětleno v další části. Jakmile hostitelské zařízení a karta SD vyjednají režim rozhraní sběrnice, použití očíslovaných pinů je stejné pro všechny velikosti karet.

  • Režim sběrnice SPI: Sběrnici sériového periferního rozhraní primárně používají vestavěné mikrokontroléry . Tento typ sběrnice podporuje pouze 3,3voltové rozhraní. Toto je jediný typ sběrnice, který nevyžaduje licenci hostitele.
  • Jednobitový režim sběrnice SD: Oddělené příkazové a datové kanály a proprietární přenosový formát.
  • Čtyřbitový režim sběrnice SD: Používá další piny plus některé znovu přiřazené piny. Jedná se o stejný protokol jako jednobitový režim sběrnice SD, který používá jeden příkaz a čtyři datové linky pro rychlejší přenos dat. Tento režim podporují všechny karty SD. UHS-I a UHS-II vyžadují tento typ sběrnice.
  • Dvě diferenciální linky Režim SD UHS-II: Používá dvě nízkonapěťová diferenciální rozhraní pro přenos příkazů a dat. Karty UHS-II obsahují toto rozhraní kromě režimů sběrnice SD.

Fyzické rozhraní obsahuje 9 pinů, kromě toho, že karta miniSD přidá do středu dva nespojené piny a karta microSD vynechá jeden ze dvou kolíků V SS (Ground).

Oficiální čísla PIN pro každý typ karty (shora dolů): MMC , SD, miniSD, microSD. To ukazuje vývoj od staršího MMC, na kterém je založen SD. POZNÁMKA: Tento výkres nezobrazuje 8 nových kontaktů UHS-II, které byly přidány ve specifikaci 4.0.
Režim sběrnice SPI
MMC
pin

Kolík SD

pin miniSD

pin microSD
název I/O Logika Popis
1 1 1 2 nCS PP Vyberte kartu SPI [CS] (negativní logika)
2 2 2 3 DI PP Sériová data SPI v [MOSI]
3 3 3 VSS S S Přízemní
4 4 4 4 VDD S S Napájení
5 5 5 5 CLK PP Sériové hodiny SPI [SCLK]
6 6 6 6 VSS S S Přízemní
7 7 7 7 DĚLAT Ó PP Sériový datový výstup SPI [MISO]
8 8 8 NC
nIRQ
.
Ó
.
OD
Nepoužito (paměťové karty)
Přerušení (karty SDIO) (negativní logika)
9 9 1 NC . . Nepoužitý
10 NC . . Rezervováno
11 NC . . Rezervováno
Jednobitový režim sběrnice SD
MMC
pin

Kolík SD

pin miniSD

pin microSD
název I/O Logika Popis
1 1 1 2 CD I/O . Detekce karty (podle hostitele) a
detekce mimo SPI režim (podle karty)
2 2 2 3 CMD I/O PP,
OD
Příkaz,
odpověď
3 3 3 VSS S S Přízemní
4 4 4 4 VDD S S Napájení
5 5 5 5 CLK PP Sériové hodiny
6 6 6 6 VSS S S Přízemní
7 7 7 7 DAT0 I/O PP Sériová data SD 0
8 8 8 NC
nIRQ
.
Ó
.
OD
Nepoužito (paměťové karty)
Přerušení (karty SDIO) (negativní logika)
9 9 1 NC . . Nepoužitý
10 NC . . Rezervováno
11 NC . . Rezervováno
Čtyřbitový režim sběrnice SD
MMC
pin

Kolík SD

pin miniSD

pin microSD
název I/O Logika Popis
. 1 1 2 DAT3 I/O PP Sériová data SD 3
. 2 2 3 CMD I/O PP,
OD
Příkaz,
odpověď
. 3 3 VSS S S Přízemní
. 4 4 4 VDD S S Napájení
. 5 5 5 CLK PP Sériové hodiny
. 6 6 6 VSS S S Přízemní
. 7 7 7 DAT0 I/O PP Sériová data SD 0
8 8 8 DAT1
nIRQ
I/O
O
PP
OD
Sériová data SD 1 (paměťové karty)
Období přerušení (SDIO karty sdílejí pin prostřednictvím protokolu)
9 9 1 DAT2 I/O PP Sériová data SD 2
10 NC . . Rezervováno
11 NC . . Rezervováno

Poznámky:

  1. Směr je relativní ke kartě. I = vstup, O = výstup.
  2. PP = logika Push-Pull , OD = logika otevřeného vypouštění .
  3. S = napájecí zdroj , NC = nepřipojeno (nebo logicky vysoké ).

Rozhraní

Uvnitř 512 MB SD karty: NAND flash čip, který obsahuje data (dole) a SD řadič (nahoře)
Uvnitř 2 GB SD karty: dva NAND flash čipy (nahoře a uprostřed), čip řadiče SD (dole)
Uvnitř 16 GB SDHC karta

Rozhraní příkazu

Karty SD a hostitelská zařízení zpočátku komunikují prostřednictvím synchronního jednobitového rozhraní, kde hostitelské zařízení poskytuje hodinový signál, který strobuje jednotlivé bity na kartě SD a z ní. Hostitelské zařízení tak odesílá 48bitové příkazy a přijímá odpovědi. Karta může signalizovat zpoždění odezvy, ale hostitelské zařízení může dialog přerušit.

Prostřednictvím vydávání různých příkazů může hostitelské zařízení:

  • Určete typ, kapacitu paměti a možnosti karty SD
  • Přikažte kartě, aby používala jiné napětí, jinou rychlost hodin nebo pokročilé elektrické rozhraní
  • Připravte kartu tak, aby obdržela blok pro zápis do paměti flash, nebo čtení a odpověď s obsahem zadaného bloku.

Rozhraní příkazu je rozšířením rozhraní MMC ( MultiMediaCard ). Karty SD zrušily podporu pro některé příkazy v protokolu MMC, ale přidaly příkazy související s ochranou proti kopírování. Do určování typu vložené karty lze použít pouze příkazy podporované oběma standardy, takže hostitelské zařízení pojme karty SD i MMC.

Elektrické rozhraní

Všechny rodiny karet SD původně používaly 3,3  voltové elektrické rozhraní. Na povel lze karty SDHC a SDXC přepnout na provoz 1,8 V.

Při počátečním zapnutí nebo vložení karty hostitelské zařízení vybere buď sběrnici SPI (Serial Peripheral Interface) nebo jednobitovou sběrnici SD podle úrovně napětí přítomné na pinu 1. Poté může hostitelské zařízení vydat příkaz k přepnutí na čtyřbitové rozhraní sběrnice SD, pokud to karta SD podporuje. U různých typů karet je podpora čtyřbitové sběrnice SD volitelná nebo povinná.

Po zjištění, že to karta SD podporuje, může hostitelské zařízení také přikázat kartě SD, aby přepnula na vyšší přenosovou rychlost . Do určení schopností karty by hostitelské zařízení nemělo používat rychlost vyšší než 400 kHz. SD karty jiné než SDIO (viz níže) mají taktovací frekvenci „Výchozí rychlost“ 25 MHz. Hostitelské zařízení nemusí používat maximální rychlost hodin, kterou karta podporuje. Kvůli úspoře energie může pracovat s nižší než maximální rychlostí hodin. Mezi příkazy může hostitelské zařízení úplně zastavit hodiny.

Dosažení vyšších rychlostí karet

Specifikace SD definuje čtyřbitové přenosy. (Specifikace MMC to podporuje a také definuje osmibitový režim; karty MMC s rozšířenými bity nebyly na trhu akceptovány.) Přenos několika bitů na každý hodinový impuls zvyšuje rychlost karty. Pokročilé rodiny SD také zvýšily rychlost tím, že ve vysokorychlostním diferenciálním rozhraní (UHS-II) nabízejí rychlejší taktovací frekvence a dvojnásobný datový tok ( zde vysvětleno ).

Souborový systém

Stejně jako ostatní typy flash paměťových karet je karta SD jakékoli rodiny SD paměťovým zařízením adresovatelným na blok , ve kterém může hostitelské zařízení číst nebo zapisovat bloky pevné velikosti zadáním čísla jejich bloku.

MBR a FAT

Většina karet SD je dodávána předem naformátovaná s jedním nebo více oddíly MBR , kde první nebo jediný oddíl obsahuje souborový systém . To jim umožňuje fungovat jako pevný disk jednoho osobního počítače . Podle specifikace karty SD je karta SD naformátována pomocí MBR a následujícího systému souborů:

  • Pro karty SDSC:
    • Kapacita méně než 32 680 logických sektorů (menší než 16 MB): FAT12 s typem oddílu 01h a BPB 3.0 nebo EBPB 4.1
    • Kapacita 32 680 až 65 535 logických sektorů (mezi 16 MB a 32 MB): FAT16 s typem oddílu 04h a BPB 3.0 nebo EBPB 4.1
    • Kapacita minimálně 65 536 logických sektorů (větší než 32 MB): FAT16B s typem oddílu 06h a EBPB 4.1
  • Pro karty SDHC:
    • Kapacita méně než 16 450 560 logických sektorů (menší než 7,8 GB): FAT32 s typem oddílu 0Bh a EBPB 7.1
    • Kapacita minimálně 16 450 560 logických sektorů (větší než 7,8 GB): FAT32 s typem oddílu 0Ch a EBPB 7.1
  • Pro karty SDXC: exFAT s typem oddílu 07h

Většina spotřebitelských produktů, které používají kartu SD, očekává, že bude takto rozdělena na oddíly a naformátována. Univerzální podpora pro FAT12, FAT16, FAT16B a FAT32 umožňuje použití karet SDSC a SDHC na většině hostitelských počítačů s kompatibilní čtečkou SD, aby uživateli představil známou metodu pojmenovaných souborů v hierarchickém adresářovém stromu.

Na takových SD kartách lze použít standardní obslužné programy, jako je „ Disk Utility “ systému Mac OS X nebo SCANDISK systému Windows, k opravě poškozeného systému souborů a někdy k obnovení odstraněných souborů. Na takových kartách lze použít nástroje pro defragmentaci pro systémy souborů FAT. Výsledná konsolidace souborů může poskytnout nepatrné zlepšení času potřebného ke čtení nebo zápisu souboru, ale nikoli zlepšení srovnatelné s defragmentací pevných disků, kde ukládání souboru do více fragmentů vyžaduje další fyzický a relativně pomalý pohyb pohonná hlava. Defragmentace navíc provádí zápisy na kartu SD, které se započítávají do jmenovité životnosti karty. O odolnosti fyzické paměti při zápisu pojednává článek o flash paměti ; novější technologie pro zvýšení úložné kapacity karty poskytuje horší výdrž zápisu.

Při přeformátování karty SD s kapacitou alespoň 32 MB (65536 logických sektorů nebo více), ale ne více než 2 GB, se doporučuje FAT16B s typem oddílu 06h a EBPB 4.1, pokud je karta určena pro spotřebitelské zařízení. (FAT16B je také možnost pro 4 GB karty, ale vyžaduje použití 64 KB klastrů , které nejsou široce podporovány.) FAT16B nepodporuje karty nad 4 GB vůbec.

Tyto specifikace SDXC nařídí použití Microsoft ‚s proprietární exFAT souborový systém, který občas vyžaduje příslušné ovladače (např exfat-utils/ exfat-fuseLinux).

Jiné systémy souborů

Protože hostitel vidí kartu SD jako blokové úložné zařízení, karta nevyžaduje oddíly MBR ani žádný konkrétní souborový systém. Kartu lze naformátovat tak, aby používala jakýkoli souborový systém, který operační systém podporuje. Například:

Jakákoli nejnovější verze výše může formátovat karty SD pomocí systému souborů UDF .

Navíc, stejně jako u živých USB flash disků, na SD kartě může být nainstalován operační systém. Počítače, které lze místo jednotky pevného disku spustit z karty SD (buď pomocí adaptéru USB nebo vložené do čtečky médií Flash počítače), se tak mohou z poškozeného pevného disku obnovit. Takovou kartu SD lze zamknout proti zápisu, aby byla zachována integrita systému.

Standard SD umožňuje použití pouze výše uvedených souborových systémů Microsoft FAT a jakákoli karta vyrobená na trhu bude při dodání na trh předem načtena s příslušným standardním souborovým systémem. Pokud jakákoli aplikace nebo uživatel přeformátuje kartu pomocí nestandardního systému souborů, nelze zajistit správnou funkci karty, včetně interoperability.

Rizika přeformátování

Přeformátování karty SD na jiný systém souborů nebo dokonce na stejný systém může způsobit zpomalení karty nebo zkrácení její životnosti. Některé karty používají vyrovnávání opotřebení , ve kterém jsou často modifikované bloky mapovány do různých částí paměti v různých časech, a některé algoritmy pro vyrovnávání opotřebení jsou navrženy pro přístupové vzory typické pro FAT12, FAT16 nebo FAT32. Předformátovaný souborový systém může navíc používat velikost klastru, která odpovídá oblasti vymazání fyzické paměti na kartě; přeformátování může změnit velikost klastru a snížit účinnost zápisů. SD Association poskytuje volně stažitelný software SD Formatter k překonání těchto problémů pro Windows a Mac OS X.

Paměťové karty SD/SDHC/SDXC mají na kartě „chráněnou oblast“ pro funkci zabezpečení standardu SD. Standardní formátovače ani formátovač SD Association jej nevymažou. SD Association naznačuje, že zařízení nebo software, které používají funkci zabezpečení SD, jej mohou formátovat.

Spotřeba energie

Spotřeba energie karet SD se liší podle režimu rychlosti, výrobce a modelu.

Během přenosu se může pohybovat v rozmezí 66–330 mW (20–100 mA při napájecím napětí 3,3 V). Specifikace od TwinMos Technologies uvádějí během přenosu maximálně 149 mW (45 mA). Toshiba uvádí 264–330 mW (80–100 mA). Pohotovostní proud je mnohem nižší, méně než 0,2 mA pro jednu kartu microSD z roku 2006. Pokud probíhá přenos dat po významnou dobu, může být životnost baterie znatelně snížena; pro informaci, kapacita baterií smartphonu se obvykle pohybuje kolem 6 Wh (Samsung Galaxy S2: 1 650 mAh při 3,7 V).

Moderní karty UHS-II mohou spotřebovávat až 2,88 W, pokud hostitelské zařízení podporuje režim rychlosti sběrnice SDR104 nebo UHS-II. Minimální spotřeba energie v případě hostitele UHS-II je 720 mW.

Požadavky na kartu v různých režimech rychlosti sběrnice

Režim rychlosti autobusu
Max.
rychlost sběrnice
[MB/s]
Max. taktovací
frekvence
[MHz]

Napětí signálu
[V]
SDSC
[W]
SDHC
[W]
SDXC
[W]
HD312 312 52 0,4 - 2,88 2,88
FD156 156 52 0,4 - 2,88 2,88
SDR104 104 208 1,8 - 2,88 2,88
SDR50 50 100 1,8 - 1,44 1,44
DDR50 50 50 1,8 - 1,44 1,44
SDR25 25 50 1,8 - 0,72 0,72
SDR12 12.5 25 1,8 - 0,36 0,36 / 0,54
Vysoká rychlost 25 50 3.3 0,72 0,72 0,72
Výchozí rychlost 12.5 25 3.3 0,33 0,36 0,36 / 0,54

Úložná kapacita a kompatibilita

Všechny karty SD umožňují hostitelskému zařízení určit, kolik informací může karta obsahovat, a specifikace každé rodiny SD dává hostitelskému zařízení záruku maximální kapacity, kterou kompatibilní karta hlásí.

V době, kdy byla v červnu 2006 dokončena specifikace verze 2.0 (SDHC), již prodejci navrhli 2 GB a 4 GB karty SD, a to buď podle verze 1.01, nebo kreativním čtením verze 1.00. Výsledné karty v některých hostitelských zařízeních nefungují správně.

SDSC karty nad 1 GB

4 GB SDSC karta

Hostitelské zařízení může požádat jakoukoli vloženou kartu SD o 128bitový identifikační řetězec (data specifická pro kartu nebo CSD). U karet standardní kapacity (SDSC) 12 bitů identifikuje počet klastrů paměti (v rozmezí od 1 do 4096) a 3 bity identifikují počet bloků na klastr (které dekódují na 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 nebo 512 bloků na klastr). Hostitelské zařízení vynásobí tyto údaje (jak je znázorněno v následující části) počtem bajtů na blok, aby se určila kapacita karty v bajtech.

Verze SD 1.00 předpokládala 512 bajtů na blok. To umožnilo karty SDSC až do 4 096 × 512 × 512 B = 1 GB, u nichž nejsou známy žádné nekompatibility.

Verze 1.01 umožňuje kartě SDSC použít 4bitové pole k označení 1 024 nebo 2 048 bajtů na blok. To umožňuje aktivní karty s kapacitou 2 GB a 4 GB, jako je karta Transcend 4 GB SD a karta Memorette 4 GB SD.

Dřívější hostitelská zařízení SDSC, která předpokládají bloky 512 bajtů, proto plně nepodporují vložení karet 2 GB nebo 4 GB. V některých případech může hostitelské zařízení číst data, která se nacházejí na prvním 1 GB karty. Pokud je v softwaru ovladače vytvořen předpoklad, úspěch může záviset na verzi. Jakékoli hostitelské zařízení navíc nemusí podporovat 4 GB kartu SDSC, protože specifikace umožňuje předpokládat, že 2 GB jsou pro tyto karty maximum.

Výpočty skladovací kapacity

Formát registru dat specifických pro kartu (CSD) se změnil mezi verzí 1 (SDSC) a verzí 2.0 (která definuje SDHC a SDXC).

Verze 1

Ve verzi 1 specifikace SD se kapacity až 2 GB vypočítávají kombinací polí CSD takto:

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)

Pozdější verze uvádějí (v části 4.3.2), že 2 GB SDSC karta nastaví READ_BL_LEN (a WRITE_BL_LEN) na 1024 bajtů, takže výše uvedený výpočet správně hlásí kapacitu karty; ale aby z důvodu konzistence hostitelské zařízení nevyžadovalo (CMD16) délky bloků přes 512 B.

Verze 2 a 3

V definici karet SDHC ve verzi 2.0 je část C_SIZE CSD 22 bitů a udává velikost paměti v násobcích 512 kB (pole C_SIZE_MULT je odstraněno a READ_BL_LEN se již nepoužívá k výpočtu kapacity). Dva bity, které byly dříve vyhrazeny, nyní identifikují rodinu karet: 0 je SDSC; 1 je SDHC nebo SDXC; 2 a 3 jsou vyhrazeny. Kvůli těmto předefinováním starší hostitelská zařízení správně neidentifikují karty SDHC nebo SDXC ani jejich správnou kapacitu.

  • Karty SDHC jsou omezeny na hlášení kapacity nepřesahující 32 GB.
  • Karty SDXC mohou používat všech 22 bitů pole C_SIZE. Karta SDHC, která to udělala (hlášeno C_SIZE> 65375 pro označení kapacity přes 32 GB), by porušila specifikaci. Hostitelské zařízení, které při určování maximální kapacity karty spoléhalo spíše na C_SIZE než na specifikaci, může takovou kartu podporovat, ale v jiných hostitelských zařízeních kompatibilních s SDHC může karta selhat.

Kapacita se vypočítá takto:

Capacity = (C_SIZE + 1) × 524288
where for SDHC  
  4112 ≤ C_SIZE ≤ 65375  
  ≈2 GB ≤ Capacity ≤ ≈32 GB
where for SDXC 
  65535 ≤ C_SIZE
  ≈32 GB ≤ Capacity ≤ 2 TB

Kapacity nad 4 GB lze dosáhnout pouze pomocí následující verze 2.0 nebo novějších verzí. Kromě toho musí kapacity rovnající se 4 GB také zajistit kompatibilitu.

Otevřenost specifikace

Demontovaný adaptér microSD na SD zobrazující pasivní připojení ze slotu pro kartu microSD ve spodní části na kolíky SD nahoře

Jako většina formátů paměťových karet, i na SD se vztahuje řada patentů a ochranných známek . S výjimkou karet SDIO jsou licenční poplatky za licence na karty SD ukládány na výrobu a prodej paměťových karet a hostitelských adaptérů (1 000 USD/rok plus členství 1 500 USD/rok)

Dřívější verze specifikace SD byly k dispozici na základě dohody o mlčenlivosti (NDA) zakazující vývoj ovladačů s otevřeným zdrojovým kódem . Systém byl však nakonec přepracován a ovladače volného softwaru poskytovaly přístup na karty SD bez použití DRM. V návaznosti na vydání většiny ovladačů s otevřeným zdrojovým kódem poskytla SDA zjednodušenou verzi specifikace pod méně omezující licencí, která pomáhá omezit některé problémy s nekompatibilitou.

Na základě dohody o vyloučení odpovědnosti byla zjednodušená specifikace vydaná SDA v roce 2006-na rozdíl od SD karet-později rozšířena na fyzickou vrstvu, rozšíření ASSD, SDIO a SDIO Bluetooth typu A.

K dispozici je zjednodušená specifikace.

Většina informací byla již objevena a Linux pro ně měl plně bezplatný ovladač. Přesto vybudování čipu vyhovujícího této specifikaci způsobilo, že projekt One Laptop per Child si nárokuje „první skutečně otevřenou implementaci SD SD bez nutnosti získávat licenci SDI nebo podepisovat NDA pro vytváření ovladačů nebo aplikací SD“.

Vlastní povaha úplné specifikace SD ovlivňuje vestavěné systémy , přenosné počítače a některé stolní počítače; mnoho stolních počítačů nemá sloty pro karty, místo toho v případě potřeby používají čtečky karet na bázi USB . Tyto čtečky karet představují pro paměťové karty standardní rozhraní USB pro velkokapacitní paměť, čímž oddělují operační systém od podrobností základního rozhraní SD. Integrované systémy (například přenosné hudební přehrávače) však obvykle získávají přímý přístup na karty SD, a proto potřebují úplné informace o programování. Čtečky karet pro stolní počítače jsou samy vestavěné systémy; jejich výrobci obvykle zaplatili SDA za úplný přístup ke specifikacím SD. Mnoho notebooků nyní obsahuje čtečky karet SD, které nejsou založeny na USB; Ovladače zařízení pro ně v podstatě získávají přímý přístup na kartu SD, stejně jako vestavěné systémy.

V SPI mód rozhraní -BUS je jediný typ, který nevyžaduje hostitele licenci pro přístup SD karty.

Program pro ověření SD Express/UHS-II (SVP)

SD Association (SDA) vyvinula program SD Express/UHS-II Verification Program (SVP) k ověření elektronických rozhraní členů UHS-II a SD Express karet/hostitelských/pomocných produktů. Produkty procházející SVP mohou být uvedeny na webových stránkách SDA jako ověřený produkt. SVP poskytuje spotřebitelům i podnikům větší jistotu, že produkty procházející SVP splňují standardy rozhraní a zajišťují kompatibilitu.

SVP testuje shodu produktů s pokyny pro fyzické testy SDA. Produkty způsobilé pro SVP zahrnují karty/hostitele/pomocné produkty využívající SD Express, s rozhraním PCI Express® (PCIe®) nebo rozhraním SD UHS-II. SDA vybrala společnost Granite River Labs (GRL) jako prvního poskytovatele testů s laboratořemi v Japonsku, na Tchaj -wanu a v USA. SVP je dobrovolný program dostupný výhradně členům SDA. Členové se mohou rozhodnout, že produkty, které projdou testy SVP, budou uvedeny na webových stránkách SDA.

Rozhraní PCIe a UHS-II jsou rozhraní s vysokými diferenciály a splnění jejich náročných požadavků je nesmírně důležité pro zajištění řádného provozu a interoperability. SVP slouží trhu zajištěním lepší interoperability a zveřejněním seznamu ověřených produktů SVP. Tento seznam umožňuje členům propagovat své produkty a umožňuje spotřebitelům i výrobcům původních zařízení větší důvěru výběrem produktů v seznamu.

SDA na omezenou dobu subvencuje náklady SVP a poskytuje svým členům další možnosti slev prostřednictvím programu množstevních slev Test Shuttle. Test Shuttle využívá více členů odesílajících produkty stejného typu k hromadnému testování. Společnosti, které mají zájem vytvářet produkty pomocí specifikací SDA a účastnit se SVP, se mohou k SDA připojit na adrese : https://www.sdcard.org/join/ .

Srovnání s jinými formáty paměti flash

Porovnání velikostí různých flash karet: SD, CompactFlash , MMC , xD

Celkově je SD méně otevřený než paměťové jednotky CompactFlash nebo USB flash . Tyto otevřené standardy lze implementovat bez placení licencí, licenčních poplatků nebo dokumentace. (Jednotky CompactFlash a USB flash mohou vyžadovat licenční poplatky za používání log ochranných známek SDA.)

SD je však mnohem otevřenější než paměťová karta Sony Memory Stick , pro kterou není k dispozici žádná veřejná dokumentace ani žádná zdokumentovaná starší implementace. Ke všem SD kartám lze volně přistupovat pomocí dobře zdokumentované sběrnice SPI .

Karty xD jsou jednoduše 18pinové čipy NAND flash ve speciálním balíčku a podporují standardní sadu příkazů pro surový přístup k flash NAND. Přestože je hrubé hardwarové rozhraní karet xD dobře srozumitelné, rozložení obsahu jeho paměti - nezbytné pro interoperabilitu se čtečkami karet xD a digitálními fotoaparáty - je zcela bez dokladů. Konsorcium, které licencuje karty xD, nezveřejnilo žádné technické informace pro veřejnost.

Typ MMC RS-MMC MMCplus MMCmobile SecureMMC SDIO SD miniSD microSD
Kompatibilní se zásuvkou SD Ano Extender Ano Extender Ano Ano Ano Adaptér Adaptér
Špendlíky 7 7 13 13 7 9 9 11 8
Šířka 24 mm 24 mm 24 mm 24 mm 24 mm 24 mm 24 mm 20 mm 11 mm
Délka 32 mm 18 mm 32 mm 18 mm 32 mm 32 mm+ 32 mm 21,5 mm 15 mm
Tloušťka 1,4 mm 1,4 mm 1,4 mm 1,4 mm 1,4 mm 2,1 mm 2,1 mm (většina)
1,4 mm (vzácné)
1,4 mm 1 mm
1- bitový režim sběrnice SPI Volitelný Volitelný Volitelný Volitelný Ano Ano Ano Ano Ano
Maximální hodiny sběrnice SPI 20  MHz 20 MHz 52 MHz 52 MHz 20 MHz 50 MHz 25 MHz 50 MHz 50 MHz
1bitový režim sběrnice MMC/SD Ano Ano Ano Ano Ano Ano Ano Ano Ano
4bitový režim sběrnice MMC/SD Ne Ne Ano Ano Ne Volitelný Ano Ano Ano
8bitový režim sběrnice MMC Ne Ne Ano Ano Ne Ne Ne Ne Ne
Režim DDR Ne Ne Ano Ano Neznámý Neznámý Neznámý Neznámý Neznámý
Maximální hodiny sběrnice MMC/SD 20  MHz 20 MHz 52 MHz 52 MHz 20 MHz? 50 MHz 208 MHz 208 MHz 208 MHz
Maximální přenosová rychlost MMC/SD 20  Mbit /s 20 Mbit/s 832 Mbit/s 832 Mbit/s 20 Mbit/s? 200 Mbit/s 832 Mbit/s 832 Mbit/s 832 Mbit/s
Přerušení Ne Ne Ne Ne Ne Volitelný Ne Ne Ne
Podpora DRM Ne Ne Ne Ne Ano N/A Ano Ano Ano
Uživatelské šifrování Ne Ne Ne Ne Ano Ne Ne Ne Ne
Zjednodušená specifikace Ano Ano Ne Ne Neznámý Ano Ano Ne Ne
Náklady na členství JEDEC: 4400 USD/rok, volitelně Asociace karet SD: obecně 2 000 USD ročně; 4 500 USD/rok, jednatel
Náklady na specifikaci Volný, uvolnit Neznámý Zjednodušené: zdarma. Plné: členství nebo 1 000 USD ročně pro výzkum a vývoj nečlenů
Hostitelská licence Ne Ne Ne Ne Ne 1 000 USD za rok, s výjimkou použití pouze v režimu SPI
Licenční poplatky za karty Ano Ano Ano Ano Ano Ano, 1 000 USD ročně Ano Ano Ano
Open-source kompatibilní Ano Ano Neznámý Neznámý Neznámý Ano Ano Ano Ano
Jmenovité napětí 3,3 V. 3,3 V. 3,3 V. 1,8 V/3,3 V 1,8 V/3,3 V 3,3 V. 3,3 V (SDSC),
1,8/3,3 V (SDHC, SDXC a SDUC)
3,3 V (miniSD),
1,8/3,3 V (miniSDHC)
3,3 V (SDSC),
1,8/3,3 V (microSDHC, microSDXC a microSDUC)
Maximální kapacita 128 GB 2 GB 128 GB? 2 GB 128 GB? ? 2 GB (SD),
32 GB (SDHC),
1 TB (SDXC),
2 TB (SDXC, teoretické),
128 TB (SDUC, teoretické)
2 GB (miniSD),
16 GB (miniSDHC)
2 GB (microSD),
32 GB (microSDHC),
1 TB (microSDXC),
2 TB (microSDXC, teoretický),
128 TB (microSDUC, teoretický)
Typ MMC RS-MMC MMCplus MMCmobile SecureMMC SDIO SD miniSD microSD
  • Data tabulky sestavená ze specifikací MMC, SD a SDIO z webových stránek SD Association a JEDEC . Data pro jiné varianty karty jsou interpolována.

Obnova dat

Nefunkční kartu SD lze opravit pomocí specializovaného zařízení, pokud není střední část obsahující úložiště flash fyzicky poškozena. Tímto způsobem lze ovladač obejít. To může být těžší nebo dokonce nemožné v případě monolitické karty, kde je ovladač umístěn na stejné fyzické kostce.

Viz také

Reference

externí odkazy