Всё о картах памяти. Часть первая: Compact Flash и Secure Digital

Форматов карт памяти не так много. Но у каждого из них своя интересная судьба, скрытые особенности и стремление найти свое место в будущем. Начнем с самых известных - Compact Flash и Secure Digital. Так ли много мы о них знаем?

Выбор карты: на какой остановиться?

Разные модели карт в линейках производителей отличаются, кроме емкости, еще и скоростью. Некоторые брэнды для удобства разделили собственную линейку карт на семейства в зависимости от скорости. Например, так поступила SanDisk, дав второму поколению карт CF и SD приставку Ultra II, а третьему - Extreme III. Первое поколение обеспечивает скорость чтения до 7,5 Мбайт/с, скорость записи - до 5 Мбайт/с, второе – 10/9 Мбайт/с; третье – до 20 Мбайт/с в обоих направлениях.

У карт памяти Extreme III есть одно очень большое отличие от предыдущих: в нем применяется патентованная технология EPS (Enhanced Super-Parallel Processing), позволяющая передавать данные несколькими параллельными потоками. Число таких потоков может достигать 4, обеспечивая максимальную производительность.

Большинство производителей маркирует свои карты с помощью условных единиц, «иксов». Один «икс» равен скорости передачи данных с CD-диска на первой скорости вращения – 150 кбайт/с. Таким образом, 12х – это 1,8 Мбайт/с, 60х – 9 Мбайт/с, а максимальное на сегодня значение 133х – 20 Мбайт/с.

Первые версии спецификаций CompactFlash обеспечивали быстродействие на уровне 2-7 Мбайт/с, однако в 2003 году была представлена новая версия – CompactFlash 2.0, предусматривающая производительность на уровне 16 Мбайт/с. В прошлом году была представлена уже третья версия спецификаций, которая закрепила возможность работы в режиме UltraDMA 3 со скоростью до 20 Мбайт/с.

Зачем нужны такие скорости? Наращивание производительности вызвано, прежде всего, развитием рынка цифровой фотографии и видео. Растут разрешающие способности сенсоров, а это значит, что размер снимка, даже в сжатом виде, настолько велик, что при серийной съемке фотоаппарат может просто не успеть сбросить информацию на медленный носитель.

Для цифровых «мыльниц» и MP3 плееров вполне достаточно скорости 12 x , и уж точно не стоит покупать карты быстрее 60 x – лишняя трата денег. Да и большинство кардридеров физически не способно передавать данные быстрее 8-9 Мбайт/с.

Но вернемся к производительности. Для того чтобы понять разницу между картами памяти разных производителей и поколений, углубимся немного в их техническое устройство. Карта памяти состоит из 2 основных частей: собственно памяти и контроллера, управляющего передачей данных.

Производительность флэш-памяти зависит от трех параметров: типа применяемых чипов флэш-памяти, технологии их производства и их емкости.

Тип чипов памяти. В картах памяти применяются чипы двух видов: MultiLevel Cell (MLC, многоуровневая ячейка) и SingleLevel Cell (SLC, одноуровневая ячейка).Благодаря технологии хранения нескольких значений, первый тип позволяет добиться большей емкости чипа при меньших размерах в одной ячейке памяти. Однако такая технология не позволяет добиваться высокой производительности. Использование одноуровневых ячеек памяти, хранящих только одно значение, обеспечивает высокую производительность и надежность, но уменьшает максимальную емкость чипа.

Технология производства памяти . Существуют две разновидности матриц флэш-памяти: NOR и NAND. NOR-флэш построена на основе двух базовых логических элементов – NOT и OR, и является сравнительно недавней разработкой. Флэш-память, произведенная по этой технологии, способна обеспечивать доступ к случайной ячейке памяти без последовательного чтения всей страницы памяти. В результате скорость доступа к разрозненным данным значительно повышается, что делает NOR привлекательным для КПК, мультимедиа-плееров и других устройств, в которых доступ в основном осуществляется к разным областям памяти. Этот тип памяти является более дорогим, однако постоянное наращивание производства и улучшение технологии делают удешевление флэш-памяти делом времени.

NAND-флэш отличается от NOR элементной базой (NOT и AND) и возможностью очень быстрого последовательного чтения и записи страницы памяти. Эта особенность делает карты памяти на ее основе отличным выбором для фотографии и видеозаписи, где нужна высокая скорость передачи данных от сенсора к носителю информации.

Емкость чипов. Этот параметр не так уж сильно влияет на производительность, однако тоже довольно важен: чем более емкий и современный чип памяти установлен в карте, тем выше скорость последовательного чтения и записи. Во многом это вызвано миниатюризацией техпроцессов, используемых для производства памяти.

Не последнее место в суммарной производительности карт памяти играет и контроллер. Но здесь все остается на совести производителя.

Противостояние форматов

До 2003-2004 года на рынке карт памяти существовал ярко выраженный лидер CompactFlash. Этому способствовали несколько обстоятельств: емкость CF достигла 4 Гбайт, в то время как SD остановились на отметке 1 Гбайт; скорость работы CF значительно превышала возможности конкурента; целый легион компаний производил всевозможные контроллеры в формате CF.

Конкурирующие форматы не были способны пошатнуть положение CF на рынке. MultiMediaCard были слишком медленными и недостаточно емкими. Отказ Sony открыть стандарт MemoryStick ограничил число производителей всего двумя (самой Sony и Samsung). Судьба MemoryStick постигла и еще один закрытый формат – xD-Picture Card, созданный Olympus и Fuji. Впрочем, последний вид карт – это вещь в себе: он предназначен исключительно для фотоаппаратов этих компаний.

Однако с 2004 года стало заметно, что SecureDigital очень сильно укрепил позиции и догоняет более «старого» конкурента. Если раньше CF был де-факто единственный открытый стандарт, пригодный для использования в мобильных устройствах, то теперь производители новой портативной техники стали массово переходить на SD из-за их меньшего размера.

SD слоты стали появляться в крошечных MP3-плеерах, медиапроигрывателях и компактных фотокамерах. Здесь CompactFlash не имеет никаких шансов. Точно такая же ситуация на рынке мобильных телефонов и КПК. Старый формат вытесняется в специализированные и профессиональные области, где размер – не главное.

CompactFlash и SecureDigital создали саму историю карт памяти, приблизив наш полный миниатюрных электронных устройств век. И если старшему брату уже пора на заслуженный отдых, то младший еще в самом расцвете сил. Так что ближайшие годы пройдут под яркой звездой формата SecureDigital .