Prawdopodobnie je widziałeś. To cienkie, prostokątne kawałki plastiku wkładane z boku aparatu, ukryte w laptopie lub wystające ze starego smartfona. Są to karty SD.
Łatwo myśleć o nich jak o kolejnym urządzeniu jednorazowego użytku. Ale jeśli przyjrzysz się uważnie, otaczający ich ekosystem okazuje się zaskakująco trudny. Stowarzyszenie Secure Digital nie tylko wrzuciło kilka nazwisk do kapelusza i liczyło na najlepsze. W styczniu 2000 roku Panasonic, SanDisk i Toshiba połączyły siły. Ich cel? Standaryzacja przechowywania w pamięci flash. Podstawą standardu stały się istniejące technologie SanDisk.
Dziś stowarzyszenie ma swoją siedzibę w San Ramam w Kalifornii. Ona nie sprzedaje żadnych kart. Nie produkuje ani jednego czytelnika. Zamiast tego zrzesza ponad 1000 członków – głównych producentów elektroniki – którzy walczą o aktualność standardów. Zasady te dotyczą fizycznej konstrukcji karty, sterowników sprzętowych i sposobu zapisywania danych w chipach krzemowych.
Często nazywamy je „kartami pamięci”. To nie jest dokładne. Oznacza to pamięć o dostępie swobodnym (RAM). RAM jest niestabilny. Znika po wyłączeniu zasilania. Karta SD to pamięć nieulotna. Wykorzystuje pamięć flash do przechowywania danych na chipach półprzewodnikowych nawet po wyłączeniu zasilania.
Dlaczego więc jest to dla Ciebie ważne?
Ponieważ forma fizyczna determinuje wszystko. Do gniazda telefonu nie można włożyć pełnowymiarowej karty. Nie da się odczytać danych z karty microSD za pomocą standardowego czytnika SD bez adaptera. Różnorodność formatów nie jest przypadkowa. Jest to odpowiedź na malejące rozmiary urządzeń i gwałtowny wzrost liczby plików.
Przyjrzyjmy się faktycznemu sprzętowi.
Standardowa karta SD
Oryginalna karta SD jest dużą kartą. Jego wymiary: 32 mm na 24 mm na 2,1 mm. Jest mniej więcej wielkości znaczka pocztowego, ale ma pewną grubość.
Karty te można znaleźć w:
– Cyfrowe lustrzanki i bezlusterkowce
– Stare laptopy
– Samochodowe systemy multimedialne
– Niektóre nawigatory GPS
Oferują niezawodną pojemność pamięci. Wczesne wersje miały pojemność 2 GB. Późniejsze specyfikacje zwiększały tę pojemność do 32 GB (SDSC), a następnie do 64 GB – 2 TB (SDHC i SDXC). „XC” oznacza rozszerzoną pojemność.
Kluczem tutaj jest kompatybilność. Urządzenie przystosowane do standardowego gniazda SD zaakceptuje kartę. Ale karta to nie tylko jednostka pamięci. Posiada kontroler. Ten chip wykonuje korekcję błędów, wyrównywanie zużycia i komunikację z urządzeniem głównym. Bez niego miałbyś po prostu „goły” krzem.
Różnice między SDHC i SDXC
Nie wszystkie karty SD są sobie równe. Stowarzyszenie podzieliło rynek według pojemności pamięci.
SDHC (duża pojemność) obsługuje pojemności od 4 GB do 32 GB. Wykorzystuje system plików FAT32. To najlepsza opcja od wielu lat. Większość aparatów i telefonów zdecydowała się na ten format.
SDXC (eXtreme Pojemność) obsługuje pojemności od 64 GB do 2 TB. Wymaga systemu plików exFAT. Nie można po prostu włożyć karty SDXC do urządzenia obsługującego tylko SDHC bez aktualizacji oprogramowania sprzętowego. System plików ma znaczenie. Jeśli Twoje urządzenie nie czyta exFAT, karta jest bezużyteczna, niezależnie od jej szybkości.
Tutaj użytkownicy często popełniają błędy. Kupujesz kartę o „dużej pojemności” do swojego aparatu. Wstawiasz to. Aparat wyświetla komunikat „błąd karty” lub „wymagane formatowanie”. Dlaczego? Sprzęt nie obsługuje standardu SDXC.
Współczynnik microSD
Jeśli standardową kartą SD jest SUV, wówczas karta microSD jest samochodem kompaktowym.
Ona jest malutka. Jego wymiary to: 15 mm na 11 mm na 1 mm.
Ten współczynnik kształtu dominuje w przestrzeni mobilnej.
– Smartfony (chociaż
Zapoznaj się z kształtami i możliwościami
Patrzysz na kartę SD i widzisz płaską prostokątną płytkę z miedzianymi stykami wzdłuż krawędzi. Wygląda to zwodniczo prosto. Ale rzeczywistość jest znacznie bardziej skomplikowana. Musisz poruszać się po różnych formatach.
Dominuje rozmiar standardowy. Jego wymiary to 32 na 24 milimetry, a grubość to zaledwie 2,1 milimetra. Ma dziewięć pinów i fizyczny przełącznik ochrony przed zapisem z boku. Przełącz ten przełącznik, a karta stanie się tylko do odczytu. Przywróć go do pierwotnej pozycji, a będziesz mógł rejestrować dane. Jest to najczęstsza opcja, z jaką się spotkasz.
Następnie pojawia się wersja mini. Zmniejsza się do 20 na 21,5 milimetra. Grubość została zmniejszona do 1,4 milimetra. Ma jedenaście kontaktów. Teraz jest to znacznie mniej powszechne. Jeszcze rzadziej spotyka się wersję mikro. Jego wymiary to 15 na 11 milimetrów, a grubość to zaledwie 1 milimetr. Ma osiem kontaktów. Jego niewielkie wymiary sprawiły, że był to naturalny wybór dla smartfonów i urządzeń mobilnych.
Formaty pojemności ewoluowały równolegle z tymi wymiarami fizycznymi. Hierarchia przebiega od najstarszego do najnowszego.
- SD (pojemność standardowa): ograniczona do 2 GB. Karty te można kupić we wszystkich trzech rozmiarach za mniej niż 10 dolarów.
- SDHC (wysoka pojemność): Zakres od 4 GB do 32 GB. Dostępne we wszystkich rozmiarach. Ceny wahają się od 10 do 100 dolarów.
- SDXC (zwiększona pojemność): Zakres od 32 GB do imponujących 2 TB. Znajdziesz je tylko w dużych rozmiarach standardowych i mikro. Spodziewaj się cen zaczynających się od około 80 dolarów.
Kompatybilność sprzętu nie jest automatyczna. Potrzebujesz czytnika kart obsługującego określoną klasę pojemności. Standardowy czytnik kart SD może fizycznie przyjąć kartę, ale może nie rozpoznać systemu plików na karcie SDXC. Jeśli masz kartę microSD, możesz użyć adaptera, aby włożyć ją do większego gniazda. Niektórzy producenci dołączają nawet karty microSDHC do adapterów SDHC w celu wygodnego przesyłania danych.
Ale w tym miejscu użytkownicy często się mylą. Starszy aparat cyfrowy może korzystać ze standardowej karty SD. Jeśli włożysz nową kartę SDHC, będzie ona fizycznie pasować. To nie znaczy, że to zadziała. Oprogramowanie aparatu może nie obsługiwać formatu o większej pojemności. Warto sprawdzić specyfikację swojego urządzenia. Poszukaj logo SD odpowiadających obsługiwanej kombinacji pojemności i rozmiaru Twojego sprzętu. Strona stowarzyszenia SD Association kataloguje te logo w celu weryfikacji.
Wyjaśnienie klasy prędkości i klasy prędkości UHS
Szybkość jest często pomijana, dopóki nie stanie się krytyczna. W przypadku przechowywania plików statycznych lub robienia zdjęć prędkość jest kwestią drugorzędną. Ale jeśli nagrywasz lub odtwarzasz wideo, szczególnie w wysokiej rozdzielczości, staje się to krytyczne.
Szybsza karta SD zapewnia płynniejsze odtwarzanie i lepszą jakość wideo. Stowarzyszenie SD ustanowiło dwa różne standardy prędkości. Są niekompatybilne. Musisz wybrać kartę zgodną ze standardem obsługiwanym przez Twoje urządzenie nagrywające.
Klasa prędkości dotyczy wszystkich kart SD. Zobaczysz liczbę w okrągłej literze „C” obok logo. Wskazuje minimalną gwarantowaną prędkość zapisu.
- Klasa 2: Obsługuje wideo w standardowej rozdzielczości. Maksymalna prędkość wynosi 12,5 MB na sekundę.
- Klasa 4 lub 6: Przetwarza wideo w wysokiej rozdzielczości (720p, 1080i, 1080p). Maksymalna prędkość wynosi 25 MB na sekundę.
- Klasa 10: Wymagana w przypadku Full HD (1080p). Osiąga również maksymalnie 25 MB na sekundę.
Aby uzyskać większą wydajność, poszukaj kart Ultra High Speed (UHS). Wymagają interfejsu magistrali UHS-I. Wewnętrzne obwody pozwalają na prędkość odczytu i zapisu do 312 MB na sekundę.
Jak znaleźć kartę UHS? Opakowanie może zawierać numer klasy prędkości wewnątrz litery „U”. Na samej karcie, po prawej stronie logo SD, poszukaj rzymskiej cyfry „I”. Oznacza interfejs UHS-I.
Dopasowanie klasy prędkości do urządzenia zapobiega utracie klatek i uszkodzeniu plików wideo. To mały szczegół, który eliminuje poważne problemy.
Teraz, gdy znasz już pojemność i szybkość, kolejny poziom złożoności zapewniają funkcje bezpieczeństwa.
Jak CPRM chroni Twoje dane multimedialne
Komercyjni dystrybutorzy muzyki i wideo używają kart Secure Digital z jednego konkretnego powodu: ochrony przed kopiowaniem. Technologia ta opiera się na Ochronie zawartości nośników zapisu (CPRM). System ten zapobiega nielegalnemu kopiowaniu treści o dużej wartości.
Architektura CPRM została opracowana przez 4C Entity, LCC. Grupa ta zarządza licencjami praw autorskich dla twórców standardu SD: IBM, Intel, Panasonic i Toshiba. Opracowali także Content Protection for Pre-Recorded Media (CPPM), który jest używany w formacie DVD-Audio. Chociaż CPRM i CPPM są często wymieniane razem w dyskusjach na temat pamięci flash i nośników optycznych, są one przeznaczone dla różnych formatów fizycznych.
Dlaczego CPRM nie jest aktywowany automatycznie
Sam zakup karty SD nie uruchamia szyfrowania CPRM. Warstwa ochrony musi być ustawiona aktywnie. Urządzenie rejestrujące dane musi najpierw utworzyć Identyfikator nośnika i Blok klucza multimediów (MKB). Elementy te są zapisywane w specjalnej fizycznej części karty zwanej Obszarem Chronionym.
Oto ważny szczegół, który umyka wielu użytkownikom: Obszar chroniony nie jest dostępny poprzez standardowy system plików. Nie można przeglądać ani otwierać tych plików na zwykłym komputerze. Jednak każde urządzenie obsługujące CPRM może uzyskać dostęp do tego ukrytego sektora w celu wykonania operacji ochrony zawartości.
Mechanizmy szyfrowania i deszyfrowania
Podczas przesyłania treści chronionych urządzenie nagrywające wykorzystuje identyfikator nośnika i MKB do kodowania danych. Zasadniczo blokuje plik podczas jego zapisywania. Odczyt tych danych wymaga tych samych kluczy. Odtwarzacz obsługujący CPRM uzyskuje dostęp do ukrytego sektora w celu odszyfrowania danych w czasie rzeczywistym.
Stwarza to poważną barierę dla piratów. Jeśli skopiujesz chronione pliki na inny dysk lub spróbujesz otworzyć je na urządzeniu bez obsługi CPRM, dane pozostaną uszkodzone. Plików chronionych metodą CPRM nie można czytać poza kompatybilnym ekosystemem. Szyfrowanie wiąże zawartość z określonym sprzętem i kluczami uwierzytelniającymi ustawionymi podczas pierwotnego nagrania.
Sprzętowy przełącznik ochrony przed zapisem
Oprócz ochrony oprogramowania, karty SD są wyposażone w zabezpieczenia mechaniczne. Spójrz na bok dowolnej standardowej karty SD, SDHC lub SDXC. Obok złotych styków zobaczysz mały suwak. Jest to blokada chroniąca przed zapisem.
- Odblokowana (suwak w górę): Karta umożliwia zarówno odczyt, jak i zapis. Możesz robić zdjęcia, zapisywać pliki i aktualizować dane, tak jak w przypadku zwykłego dysku flash USB.
- Zablokowana (suwak w dół): Karta staje się tylko do odczytu. Aparat lub urządzenie nie może zastąpić ani usunąć istniejących plików.
Ten fizyczny przełącznik jest ważny dla integralności danych. Jeśli włożysz kartę pamięci do komputera i obawiasz się przypadkowego usunięcia lub uszkodzenia przez wirusy, przesunięcie blokady spowoduje aktywację ograniczenia sprzętowego. Karta odrzuca wszelkie polecenia zapisu. Jest to proste fizyczne zabezpieczenie przed błędami ludzkimi.
Co kryje się pod plastikową obudową
Przyjrzeliśmy się limitom pojemności, indeksom prędkości i dwóm poziomom bezpieczeństwa, które definiują wygodę użytkownika. Ale prawdziwa magia dzieje się pod kadłubem. W następnej sekcji zdejmiemy plastikową obudowę, aby sprawdzić znajdujące się w środku obwody i architekturę pamięci.
Karta SD jest urządzeniem półprzewodnikowym. To jest jej cecha charakterystyczna. Nie posiada żadnych ruchomych części. Ten brak mechanicznej złożoności jest głównym powodem, dla którego przetrwał, podczas gdy dyskietki gniły, a nośniki optyczne ulegały degradacji.
Napędy dyskietek opierały się na obracających się plastikowych dyskach. Były kruche. Zakłócenia magnetyczne mogą zniszczyć Twoją pracę w ciągu kilku sekund. Płyty CD i DVD były z pewnością większe, ale ulegały fizycznemu zużyciu. Każde przepisanie pozostawiało rysy na powierzchni. Pojemność pamięci zmniejsza się z każdym cyklem ponownego zapisu.
Luki te nie dotyczą kart SD. Elementy są wbudowane bezpośrednio w obwód. Korpus jest zwarty. Jest również bardzo trwały.
Dlaczego tak trudno jest otworzyć kartę SD
Otworzyliśmy jeden z nich dla tego artykułu. To nie było łatwe. Obudowa została zaprojektowana tak, aby była odporna na manipulacje. Potwierdza to deklarowaną trwałość. Nie można go po prostu otworzyć, żeby sprawdzić znajdujące się w środku żetony.
Formaty mini i mikro są bardziej delikatne. Wyginają się. Łamią się. Nie przechowuj ich w miejscach, w których mogą zostać zgięte, wyszczerbione lub złamane. Pełnowymiarowa karta SD jest trwała z założenia. Mniejsze wersje wymagają większej opieki.
Pamięć Flash i wybór producenta
Wewnątrz tej wytrzymałej obudowy znajduje się schemat obwodu. Mianowicie pamięć flash. Omówiliśmy już zasadę jego działania w innych materiałach. Kontroluje przepływ energii elektrycznej podczas cykli zapisu i kasowania. Proces ten ma charakter elektryczny, a nie mechaniczny.
Wszystkie karty SD spełniają rygorystyczne standardy. Regulują one współczynnik kształtu, pojemność, szybkość i ogólny interfejs we/wy. Ale jest tu pewien niuans.
Różni producenci w różny sposób projektują pamięć flash i jej komponenty. Zewnętrzna powłoka i interfejs są ustandaryzowane. Inżynieria wewnętrzna nie jest. Oznacza to, że wydajność może się różnić w zależności od marki, nawet jeśli indeks prędkości na pudełku wygląda tak samo.
Dlaczego warto używać narzędzia SD Formatter
Każda karta SD jest sformatowana w systemie plików FAT (tabela alokacji plików). Zapewnia to kompatybilność. Prawie każdy system operacyjny może to odczytać. Windows, Mac, Linux, aparaty fotograficzne, telefony – wszystkie obsługują FAT.
Czasami trzeba sformatować kartę. Możesz chcieć „wyzerować” dane w celu bezpiecznego usunięcia. System plików mógł zostać uszkodzony po wyjęciu karty podczas krytycznej operacji zapisu.
Kiedy to zrobisz, użyj narzędzia SD Formatter od SD Association.
Narzędzia do formatowania dysku innych firm mogą nie respektować obszaru chronionego używanego w funkcjach CPRM karty SD.
To nie tylko kwestia wygody. Jest to problem integralności danych. Zastrzeżone narzędzia mogą ignorować niektóre sekcje. Oficjalne narzędzie do formatowania wie, gdzie znajduje się obszar chroniony. Respektuje funkcje CPRM wbudowane w sprzęt.
Tarcie między sprzętem a oprogramowaniem
Przyjrzeliśmy się karcie fizycznej. Przyjrzeliśmy się obwodom wewnętrznym. Przyjrzeliśmy się standardom formatowania. Ale sprzęt to tylko połowa historii.
Następny poziom wiąże się z problemami. Mianowicie interakcja między sprzętem karty SD a czytnikami kart używanymi do uzyskiwania dostępu do nich. W tym miejscu często dochodzi do utraty danych. Nie dlatego, że karta uległa awarii. Ale ponieważ połączenie nie powiodło się.
Problemy podczas korzystania ze sprzętu SD
Pamięć flash nie jest nieskończona. Toshiba, firma będąca pionierem tej technologii, ustala rygorystyczny limit zużycia wynoszący około 10 000 cykli zapisu/kasowania na ogniwo. Po tym sprzęt nie może już niezawodnie przechowywać ani aktualizować danych.
To brzmi przerażająco, dopóki nie wykonasz obliczeń. Gdybyś codziennie całkowicie nadpisywał całą kartę, osiągnięcie tego limitu zajęłoby 27 lat. W przypadku większości użytkowników okres ten jest właściwie nieokreślony. Prawdziwe zużycie wynika z fizycznego użytkowania.
Karty wypadają z kieszeni. Dostają się w szczeliny deski rozdzielczej. Są bombardowani stosami listów. I są kruche. Nadepnij na kartę, zanurz ją w kawie, a zamieni się w śmieci. Wkładanie karty microSD do czytnika wymaga zręczności. Jeżeli karta wystaje z aparatu lub telefonu, poruszenie urządzeniem może spowodować jej uszkodzenie. Musisz być ostrożny. Traktuj nośniki fizyczne z szacunkiem.
Następną barierą jest kompatybilność. Wybór odpowiedniej karty SD do Twojego urządzenia to nie tylko kwestia dopasowania gniazda. Wydajność i prędkość muszą być dopasowane. Wejdź do dowolnego sklepu z elektroniką, a zobaczysz ścianę złożoną z niemal identycznych czarnych prostokątów. Który z nich oferuje najlepszy stosunek jakości do ceny?
Odpowiedź kryje się w logo. Musisz znać różnicę między SD, miniSD i microSD. A także klasy prędkości: SDHC, miniSDHC, microSDHC, SDXC i microSDXC. Twoje urządzenie ma minimalne wymagania i zalecaną prędkość. Zaniedbanie ich może skutkować tym, że karta będzie działać, ale zapisuje dane tak wolno, że nie będzie się nadawała do nagrywania filmów w rozdzielczości 4K czy zdjęć w wysokiej rozdzielczości.
Standardy stają się przestarzałe. Stare technologie tracą na znaczeniu. W przypadku kart SD czytnik jest zazwyczaj kompatybilny wstecz. Nowy czytnik najprawdopodobniej będzie mógł współpracować ze starą kartą SDHC. Problem pojawia się w samych urządzeniach. Jeśli masz stary aparat, potrzebujesz kart spełniających stare standardy. Stowarzyszenie SD nie porzuciło jeszcze żadnych starszych formatów. Oznacza to, że starsze karty będą dostępne w dającej się przewidzieć przyszłości, co umożliwi działanie starszego sprzętu.
Więc dokąd to zmierza? Format przetrwał, ale krajobraz się zmienia.
Trajektoria jest jasna. Karty SD zostaną.
Dzięki tysiącom urządzeń, które na nich polegają, technologia ta stała się integralną częścią infrastruktury. Stowarzyszenie SD nie tylko utrzymuje standardy, ale także je rozwija. Producenci przyczyniają się do ulepszeń pamięci flash, a stowarzyszenie uwzględnia te ulepszenia w standardach. Weźmy na przykład UHS-II. Standard ten został opracowany w celu zapewnienia jeszcze wyższych prędkości odczytu i zapisu. Szybsze nagrywanie oznacza krótszy czas oczekiwania. Krótszy czas oczekiwania oznacza wydajniejszy przepływ pracy.
Ale nadchodzi kolejna zmiana.
Ponieważ czytniki kart SD stały się wszechobecne w laptopach i aparatach fotograficznych, producenci osiągnęli sufit. Przyjrzeli się gniazdu i zadali proste pytanie: „Czy tego gniazda można używać do czegoś innego niż pamięć flash?”
Interfejs sprzętowy zapewnia już zasilanie i wymianę danych. Po co więc ograniczać się tylko do odczytu i zapisu danych binarnych?
Dlaczego SDIO jest ważne w komunikacji bezprzewodowej
Odpowiedzią było SDIO.
Stowarzyszenie SD opracowało interfejs karty SDIO, aby wypełnić tę lukę. Dodając do urządzenia interfejs karty SDIO, producenci mogą dostosować istniejące czytniki kart SD do wykonywania funkcji wykraczających poza proste przechowywanie danych. Nie chodzi tylko o pojemność. Chodzi o funkcjonalność.
Norma obejmuje szeroki zakres funkcji. Nie jesteś ograniczony tylko do zapisywania plików.
- Łączność bezprzewodowa za pomocą Wi-Fi 802.11b lub Bluetooth
- Przechwytuj dane multimedialne za pomocą kamer i dyktafonów
- Skanery i czytniki kodów kreskowych
- Tunery telewizyjne i radiowe
Tutaj sprzęt staje się interesujący. Szczelina zamienia się w portal.
Jak Eye-Fi zmieniło grę
Weźmy kartę Eye-Fi.
Założona w 2005 roku firma Eye-Fi, Inc. wprowadziła oczekującą na opatentowanie technologię, która zamieniła standardowe gniazdo kart SD w bezprzewodową stację pobierania. Karta zawiera moduł radiowy Wi-Fi oraz oprogramowanie przeznaczone do łączenia się z siecią Wi-Fi.
Po podłączeniu wykorzystuje to połączenie do bezpośredniego przesyłania zdjęć do Internetu.
Nie potrzebujesz laptopa. Nie musisz wyjmować karty. Po prostu zrób zdjęcie. Karta wysyła dane do komputera lub do witryny umożliwiającej udostępnianie zdjęć, takiej jak Flickr lub Facebook.
To działa.
Ceny kart wahają się od 49,99 dolarów do 99,99 dolarów. To wysoka cena za urządzenie, które w zasadzie jest chipem Wi-Fi i pamięcią masową. Jednak dla fotografów wygoda przewyższała koszty.
Jak długo wystarczą karty SD?
Przyszłość kart SD rysuje się w jasnych barwach.
Dlaczego? Ze względu na szerokie zastosowanie i ciągłe doskonalenie. Standardy się poszerzają. Sprzęt jest coraz lepszy. Koszt pozostaje rozsądny. Konkurencja między markami powoduje obniżenie cen.
Zaobserwowaliśmy ewolucję od prostego przechowywania danych do zaawansowanej łączności. Karta SD to już nie tylko dysk twardy w małej obudowie. To jest platforma obliczeniowa.
Czy wszystko pozostanie takie samo?
Stowarzyszenie SD stale udoskonala standardy. Producenci wciąż tworzą nowe urządzenia. Jest popyt.
Więcej informacji na temat kart pamięci Secure Digital można znaleźć na następnej stronie.
Często zadawane pytania
Do czego właściwie służy karta SD?
Karta SD to rodzaj karty pamięci używanej do przechowywania informacji. Karty SD są stosowane w wielu urządzeniach elektronicznych, takich jak aparaty cyfrowe, kamery, laptopy i smartfony. Czy karty SD zapewniają miejsce na dane?
Tak, karty SD zapewniają miejsce na dane.
