Secure Digital Memory Card (SD) är ett minneskortsformat ( flashminne ) utvecklat av SD Association (SDA) för användning i bärbara enheter. Idag används det ofta i digitalkameror och videokameror, mobiltelefoner , handdatorer , kommunikatörer och smartphones , e-läsare , GPS-navigatorer och i vissa spelkonsoler .
Det finns fem generationer av minneskort av detta format, som skiljer sig åt i den möjliga mängden data ( kompatibla från topp till botten ):
Denna standard introducerades i augusti 1999 av Panasonic , SanDisk och Toshiba baserat på MMC-kortet och har blivit en industristandard. År 2000 tillkännagav Matsushita , SanDisk och Toshiba skapandet av SD Card Association vid CES .
SDHC ( Eng. Secure Digital High Capacity ) är ett löstagbart flashminneskort som uppfyller SDA 2.00-specifikationen som introducerats av SD Card Association. SDHC har utvecklats från SD-formatet och ärvt de flesta av dess egenskaper.
Den potentiella maximala kapaciteten för SDHC-kort har höjts till 32 GB. Som regel används filsystemet FAT32 för att lagra information på kort av denna typ (FAT16/32 användes för SD).
KompatibilitetSDHC-kort är inte kompatibla med enheter som ursprungligen endast är utformade för SD-kort. Den viktigaste innovationen för SDHC-kort, som gjorde att de kunde överträffa 4 GB, var introduktionen av sektor-för-sektor-adressering (liknande hårddiskar), medan konventionella SD-kort är byte-adresserade (som RAM) och följaktligen med en 32-bitars adress kan vara upp till 4 GB stor.
Vissa enheter (kortläsare, kommunikatörer, etc.), utformade för att endast fungera med SD-kort, kan efter att ha ändrat programvaran "lära sig" att arbeta med SDHC, om hårdvarustödet för dessa kort tillhandahålls av tillverkaren.
Du bör också vara uppmärksam på implementeringsversionen av SD-kortet (SD 1.0 eller SD 1.1). Om du planerar att använda den i en gammal enhet som stöder minneskort upp till 2 GB, se till att den är gjord i version 1.0 och inte 1.1, annars blir det fel vid formatering och vid fyllning av minneskortet med information.
2009, vid CES , introducerade SD Association en ny SDXC-standard ( Secure Digital eXtended Capacity ) som stöder kort upp till 2 TB och använder exFAT -filsystemet .
Den nya specifikationen lägger också till ett fyrabitars dataöverföringsläge för SDHC- och SDXC-kort - den så kallade UHS-bussen (Ultra High Speed) med en överföringshastighet på upp till 312 MB/s. UHS-minneskort är också kompatibla med normalt överföringsläge.
SDXC-aktiverade enheter ger stöd för äldre SD- och SDHC-kort. SDXC-kort med en kapacitet på 64 GB eller mer kan användas i SDHC-enheter (läs från och skriv information till dem) om de är formaterade i filsystemet FAT32 [1] .
Stöd för operativsystemOmedelbart efter dess godkännande kritiserades standarden på grund av att standardfilsystemet för den är det proprietära exFAT . Dess specifikationer är inte fritt tillgängliga, det finns ingen fullfjädrad gratis drivrutin heller (för närvarande finns det en proprietär drivrutin för Linux och Android för företag och OEM-tillverkare av utrustning [6] ). SDXC-kort kan alltså inte användas i gratis operativsystem . Även om en fullfjädrad drivrutin för detta filsystem skapas genom reverse engineering , kan användningen av den i vissa länder vara olaglig på grund av patent. När du formaterar om kortet till ett annat filsystem som är gratis och stöder stora enheter och filer (till exempel ext4 eller UDF ), kan kortet förlora kompatibilitet med enheter som det är avsett för [7] .
Under 2018 introducerade SD Association en ny SDUC-standard ( Secure Digital Ultra Capacity ) som stöder kort upp till 128 TB och använder exFAT -filsystemet . Standarden beskrivs i SD version 7.0-specifikationen [8] .
Den 27 juni 2018 introducerade SD Association en ny klass av SD Express-minneskort i tre varianter: SDUC 1 express, SDXC 1 express och SDHC 1 express (maximal kapacitet 128 TB, 2 TB respektive 32 GB). Dessa kort använder PCI Express 4.0 -gränssnittet och NVMe 1.3-protokollet genom den andra raden av stift (finns även på UHS-II/III-kort) för att uppnå hastigheter upp till 3,94 GB/s [9] . Express-kort är bakåtkompatibla med UHS-I-kort [10] [11] . Externt är SD Express-kort märkta med "SD Ex".
För miniatyrenheter, miniSD 20 × 21,5 × 1,4 mm i storlek och det minsta av alla kort - microSD , µSD (tidigare känt som TransFlash, T-Flash eller TF) [12] 11 × 15 × 1 mm i storlek. För MiniSD- och MicroSD-kort finns det adaptrar ( adaptrar ) med vilka de kan sättas in i valfri plats för ett vanligt SD-kort. Vissa miniSD- och microSD-kortläsare kan sättas i utan adapter . [13]
Adapter från microSD till SD. Typ en klassiker
microSD till SD-adapterenhet
Minneskortskontakt med adapterkontakter (visas upp och ner)
MiniSD till SD-adapter
Adapter från microSD till miniSD
MicroSD till Memory Stick PRO Duo -adapter
Kortläsare (adapter) microSD - USB
SD till CompactFlash- adapter
I februari 2019 vid MWC 2019 presenterades ett nytt microSD Express-format som kommer att öka överföringshastigheterna upp till 985 MB/s genom att lägga till PCIe 3.1-gränssnittssignaler. Nya signaler sänds genom den andra raden av kontakter som läggs till microSD. Korten kommer att förbli bakåtkompatibla med traditionella läsare. [fjorton]
24×32×2,1 mm-kortet är utrustat med en egen styrenhet [15] [16] och ett speciellt område som till skillnad från MMC kan registrera information på ett sådant sätt att obehörig läsning av information är omöjlig, i enlighet med kraven i Secure Digital Music Initiative . Detta faktum återspeglades i namnet på standarden ( Secure Digital ). För att skriva till ett skyddat område används ett speciellt inspelningsprotokoll som inte är tillgängligt för vanliga användare. I det här fallet kan kortet också skyddas med ett lösenord, utan vilket tillgång till den registrerade informationen är omöjlig; att återställa kortets prestanda är endast möjligt genom fullständig omformatering med förlust av registrerad information.
Secure Digital-kort (förutom microSD) är utrustade med en mekanisk [a] skrivskyddsomkopplare. I låsläge [b] är det omöjligt att skriva information och följaktligen radera filer och formatera kortet, vilket gör att du kan undvika oavsiktlig förlust av information. Det bör dock beaktas att själva skrivskyddet inte utförs av själva kortet, utan av enheten som använder kortet, och får inte implementeras i det eller avsiktligt saknas. Till exempel fungerar automatisk laddning av CHDK -inbyggt program för Canon-kameror endast när kortet är skrivskyddat.
I de flesta fall kan SD-kortet ersättas med ett MMC-kort . Omvänd utbyte är vanligtvis omöjligt: SD är tjockare och kanske helt enkelt inte passar in i MMC-kortplatsen .
Kort kan stödja olika kombinationer av följande busstyper och överföringslägen. SPI-bussläget och enbits SD-bussläget är obligatoriska för alla korttyper, som beskrivs i nästa avsnitt. Pinnumreringen för alla storlekar av SD-kort och värdenheter är densamma:
Det fysiska gränssnittet innehåller 9 stift, förutom att miniSD-kort har två oanslutna stift lagt till i mitten och microSD-kort använder inte en av de två vanliga stiften. [17]
MMC- utgång | SD-utgång | miniSD-utgång | microSD-utgång | namn | I/O | Logik | Beskrivning |
---|---|---|---|---|---|---|---|
ett | ett | ett | 2 | CS | Vx | DL | SPI-lägesval (negativ logik) |
2 | 2 | 2 | 3 | DI | Vx | DL | SPI-dataingång i seriellt läge |
3 | 3 | 3 | VSS1 | Allmän | Pete | Allmän | |
fyra | fyra | fyra | fyra | VDD | Pete | Pete | Mat |
5 | 5 | 5 | 5 | SCLK | Vx | DL | SPI klocka |
6 | 6 | 6 | 6 | VSS2 | Allmän | Allmän | Allmän |
7 | 7 | 7 | 7 | DO | Utgång | DL | SPI-datautgång i seriellt läge |
åtta | åtta | åtta | NC | . Utgång |
. OK |
Används ej (minneskort) Avbrott (SDIO) (negativ logik) | |
9 | 9 | ett | NC | . | . | Inte använd | |
tio | NC | . | . | reserverad | |||
elva | NC | . | . | reserverad |
MMC- utgång | SD-utgång | miniSD-utgång | microSD-utgång | namn | I/O | Logik | Beskrivning |
---|---|---|---|---|---|---|---|
ett | ett | ett | 2 | NC | . | . | Inte använd |
2 | 2 | 2 | 3 | cmd | I/O | DL OK |
Kommandosvar _ |
3 | 3 | 3 | VSS1 | Allmän | Allmän | Allmän | |
fyra | fyra | fyra | fyra | VDD | Pete | Pete | Mat |
5 | 5 | 5 | 5 | CLK | Vx | DL | klocksignal |
6 | 6 | 6 | 6 | VSS2 | Allmän | Allmän | Allmän |
7 | 7 | 7 | 7 | DAT0 | I/O | DL | Dataöverföring SD 0 |
åtta | åtta | åtta | NC | . Utgång |
. OK |
Används ej (minneskort) Avbrott (SDIO) (negativ logik) | |
9 | 9 | ett | NC | . | . | Inte använd | |
tio | NC | . | . | reserverad | |||
elva | NC | . | . | reserverad |
MMC- utgång | SD-utgång | miniSD-utgång | microSD-utgång | namn | I/O | Logik | Beskrivning |
---|---|---|---|---|---|---|---|
. | ett | ett | 2 | DAT3 | I/O | DL | Dataöverföring SD 3 |
. | 2 | 2 | 3 | cmd | I/O | DL OK |
Kommandosvar _ |
. | 3 | 3 | VSS1 | Allmän | Allmän | Allmän | |
. | fyra | fyra | fyra | VDD | Pete | Pete | Mat |
. | 5 | 5 | 5 | CLK | Vx | DL | klocksignal |
. | 6 | 6 | 6 | VSS2 | Allmän | Allmän | Allmän |
. | 7 | 7 | 7 | DAT0 | I/O | DL | Dataöverföring SD 0 |
åtta | åtta | åtta | DAT1 | I/O ut |
DL OK |
Dataöverföring SD 1 (minneskort) Avbrott (SDIO) | |
9 | 9 | ett | DAT2 | I/O | DL | Dataöverföring SD 2 | |
tio | NC | . | . | reserverad | |||
elva | NC | . | . | reserverad |
Strömförbrukningen för ett SD-kort beror på dess hastighetsläge, tillverkare och modell.
Under överföringen kan den effekt som förbrukas av korten vara i intervallet 66-330 mW (20-100 mA vid en matningsspänning på 3,3 V). För kort byggda med TwinMos-teknik är den maximala strömförbrukningen i inspelningsläge 149 mW (45 mA). Enligt Toshibas teknologi är förbrukningen från 264 till 330 mW (80-100 mA). [18] Standby-strömmen är mycket lägre, mindre än 0,2 mA (2006 microSD-kort). [19] Om det sker datautbyte under en lång period, så finns det en betydande förbrukning av batterikraft i bärbara enheter, som smartphones, där batterierna har en kapacitet på 6 Wh (Samsung Galaxy S2, 1650 mAh vid 3,7 V)) .
Om värdenheten stöder SDR104 eller UHS-II busshastighetsläge kan moderna UHS-II-kort förbruka upp till 2,88W ström. Den maximala strömförbrukningen som standarden tillåter i lägsta effektläge för UHS-II är 0,72 watt.
Busshastighet | Maximal busshastighet, MB/s | Maximal klockfrekvens, MHz | Signalnivå, 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 | femtio | 100 | 1.8 | - | 1,44 | 1,44 |
DDR50 | femtio | femtio | 1.8 | - | 1,44 | 1,44 |
SDR25 | 25 | femtio | 1.8 | - | 0,72 | 0,72 |
SDR12 | 12.5 | 25 | 1.8 | - | 0,36 | 0,36 / 0,54 |
Hög hastighet | 25 | femtio | 3.3 | 0,72 | 0,72 | 0,72 |
normal hastighet | 12.5 | 25 | 3.3 | 0,33 | 0,36 | 0,36 / 0,54 |
UHS (Ultra High Speed) buss är ett höghastighetskommunikationsprotokoll som introducerats i standardens version 3 och 4. Specifikationen kräver bakåtkompatibilitet av UHS-kort och styrenheter med tidigare gränssnitt på Normal Speed och High Speed. [21]
UHS-I-gränssnittet definieras i databladet för version 3.01. Gränssnittets dataväxlingshastighet är 50 MB/s eller 104 MB/s. Standardstift används, men vissa stifttilldelningar har omdefinierats för att implementera 4-bitars kommunikation.
UHS-II-gränssnittet definieras i databladet för version 4.00. Växelkursen är 156 MB/s eller 312 MB/s. Kort av denna standard innehåller två rader med stift - 17 för ett vanligt kort och 16 för microSD; 4-bitars utbytesläge används. 2013 introducerade Panasonic, PNY och Toshiba sina första produkter med denna teknik.
UHS-II-minneskort används i foto- och videoutrustning, avancerade spelkonsoler och andra enheter som kräver höga dataöverföringshastigheter. Moderna smartphones i UHS-II-format behöver inte. [22]
Databussgränssnitt | Kortlogotyp [23] | Däcklogotyp | Växlingskurs | Standardversion |
---|---|---|---|---|
normal hastighet | — | 12,5 MB/s | 1.01 | |
hög hastighet | 25 MB/s | 2.00 | ||
UHS-I | 12,5MB/s (SDR12) 25MB /s (SDR25) 50MB /s (SDR50, DDR50) 104MB /s (SDR104) |
3.01 | ||
UHS II | 156MB /s (FD156) 312MB/s (HD312) |
4.00/4.10 [24] | ||
UHS III | 312 MB/s (FD312) 624 MB/s (FD624) |
6,0 [25] | ||
PCIe 3.0 / NVMe | 985 MB/s (FD985) | 7,0 [26] /7,1 [27] | ||
PCIe 4.0 / NVMe | 1920 MB/s (FD1920) 3938 MB/s (FD3938) |
SD8.0 [28] |
För normala kartor anges hastighetsklassen med en siffra inuti bokstaven C . För UHS-kort indikeras hastighetsklassen med en siffra inuti U [29] . För Video Speed Class-kort, siffran till höger om bokstaven V [30] [31] [32] . För Application Performance Class-kort, siffran till höger om bokstaven A [33] .
Lägsta skrivhastighet | Hastighetsklass | UHS hastighetsklass | Videohastighetsklass | Applikationsområde |
---|---|---|---|---|
2 MB/s | Klass 2 (C2) | - | - | Spela in standardupplösning (SD) video |
4 MB/s | Klass 4 (C4) | - | - | Högupplöst (HD) videoinspelning inklusive Full HD (720p till 1080p/1080i) |
6 MB/s | Klass 6 (C6) | - | Klass 6 (V6) | |
10 MB/s | Klass 10 (C10) | Klass 1 (U1) | Klass 10 (V10) | Full HD (1080p) filminspelning och HD - seriefotografering ( Höghastighetsbuss ), streaming och högkapacitets HD-videofiler ( UHS - buss ) |
30 MB/s | - | Klass 3 (U3) | Klass 30 (V30) | Spela in 4K -videofiler med 60/120 fps (UHS-buss) |
60 MB/s | - | - | Klass 60 (V60) | 8K -videoinspelning med 60/120 fps (UHS-buss) |
90 MB/s | - | - | Klass 90 (V90) |
Applikationsprestandaklassen definieras i SD-specifikationen, som publiceras av SD Association. Applikationsprestandaklass 1 (A1) definieras i SD-specifikation 5.1, A2 definieras i SD-specifikation 6.0. [34] [35]
Applikationsprestandaklassen anger inte bara en sekventiell läs- och skrivhastighet på minst 10 MB/s, utan kräver också ett minsta antal läs- och skriv-IOPS . Klass A1 kräver minst 1500 läsningar och 500 skrivningar per sekund, medan klass A2 kräver 4000 och 2000 IOPS. Klass A2-kort kräver värdstöd eftersom de använder kommandokö och skrivcache för att uppnå högre hastigheter. När man kombinerar kort och värd med stöd för olika klasser (A1 och A2) kommer klass A1 att vara tillgänglig. [36]
Applikationsprestandaklass | Minsta bibehållna skrivhastighet | Slumpmässig läsning, minimum | Slumpmässigt inträde, minimum |
---|---|---|---|
Klass 1 (A1) | 10 MB/s | 1500IOPS _ | 500 IOPS |
Klass 2 (A2) | 4000 IOPS | 2000 IOPS |
Betyg | Hastighet (MB/s) | Hastighetsklass |
---|---|---|
16× | 2,34 | (13×) |
32× | 4,69 | (27×) |
48× | 7.03 | (40×) |
100× | 14.6 | (67×) |
När nya versioner av specifikationer och kort med ökade skrivhastigheter dök upp, började tillverkarna ange en speciell multiplikator på minneskort (liknande CD-ROM ): 1× = 150 KB / s. De enklaste korten är 6× (900 KB/s), de snabbaste är 633× (95 000 KB/s). [37] De allra flesta tillverkare tilldelar multiplikatorer som motsvarar läsläget - skrivhastigheten är vanligtvis två eller fler gånger lägre. Senare introducerade SD Card Association [38] en standardklassificering av hastighetsegenskaperna för kort och enheter för att arbeta med dem, den så kallade Speed Class , där kortklassen bestäms av skrivhastigheten.
Standarden för SD- och SDHC-kort är FAT -filsystemet (upp till 2 GB inklusive - FAT16 , från 2 till 32 GB inklusive - FAT32 ), för SDXC-kort (från 64 GB) - exFAT -filsystem ); många tillverkare skickar kort förformaterade. Men som alla slumpmässiga lagringsenheter kan Secure Digital-kort formateras på vilket sätt som helst med hjälp av lämplig programvara - till exempel liknande en hårddisk som använder en partitionstabell . Man bör komma ihåg att användningen av NTFS- systemet med standardinställningar i kort är oönskat, eftersom det är journalfört (med omröstningar) och antalet omskrivningscykler för kort är begränsat. Pollingloggningsläge för NTFS-partitioner kan inaktiveras för att minska minnesslitage.
Observera att stöd för ett visst filsystem beror på operativsystemet eller firmware för enheten som använder kortet; till exempel stöder vissa enheter uteslutande FAT16, som ett resultat av vilket de har en gräns för den maximala storleken på det använda kortet - 2 GB.
Navigation SD-kort kan ha sina egna format.
Sorts | MMC | RS-MMC | MMC Plus | SecureMMC | SD | SDIO | miniSD | microSD |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
SD-kortplats | Ja | Mekanisk adapter | Ja | Ja | Ja | Ja | Elektromekanisk adapter | Elektromekanisk adapter |
Antal kontakter | 7 | 7 | 13 | 7 | 9 | 9 | elva | åtta |
Bredd | 24 mm | 24 mm | 24 mm | 24 mm | 24 mm | 24 mm | 20 mm | 11 mm |
Längd | 32 mm | 18 mm | 32 mm | 32 mm | 32 mm | 32 mm eller mer | 21,5 mm | 15 mm |
Tjocklek | 1,4 mm | 1,4 mm | 1,4 mm | 1,4 mm | 2,1 mm (med undantag för undantag) | 2,1 mm | 1,4 mm | 1 mm (0,7 mm utan utsprång) |
SPI -läge | frivillig | frivillig | frivillig | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja |
1-bitars läge | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja |
4-bitars läge | Inte | Inte | Ja | Inte | frivillig | frivillig | frivillig | frivillig |
8-bitars läge | Inte | Inte | Ja | Inte | Inte | Inte | Inte | Inte |
Avbryter | Inte | Inte | Inte | Inte | Inte | frivillig | Inte | Inte |
Byt klocka | 20 MHz | 20 MHz | 52 MHz | 20 MHz (?) | 208 MHz | 50 MHz | 208 MHz | 208 MHz |
Maximal överföringshastighet | 20 Mbps | 20 Mbps | 416 Mbps | 20 Mbps (?) | 832 Mbps | 200 Mbps | 832 Mbps | 832 Mbps |
Maximal SPI-överföringshastighet | 20 Mbps | 20 Mbps | 52 Mbps | 20 Mbps | 50 Mbps | 50 Mbps | 50 Mbps | 50 Mbps |
DRM | Inte | Inte | Inte | Ja | Ja | n/a | Ja | Ja |
Anpassad kryptering | Inte | Inte | Inte | Ja | Inte | Inte | Inte | Inte |
Förenklad specifikation | Ja | Ja | Inte | n/a | Ja | Ja | Inte | Inte |
Medlemskostnad | $2500/år (valfritt) | $2000/år (allmänt), $4500/år (executive) | ||||||
Specifikationskostnad | Gratis från version 4.3 | n/a | n/a | För medlemmar | För medlemmar | För medlemmar | För medlemmar | |
Värdlicens | Inte | Inte | Inte | Inte | 1000 $/år + medlemsavgift | |||
Minneskortlicens | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja |
I/O-kortlicens | n/a | n/a | n/a | n/a | n/a | Ja: $1000/år + medlemsavgift | n/a | n/a |
Gratis programvarukompatibilitet | Ja | Ja | Ja? | Ja? | Ja | Ja | Ja | Ja |
Märkdriftspänning | 3,3V | 3,3V | 3,3 V [39] [40] | 1,8V/3,3V | 3,3V (SD), 1,8/3,3V (SDHC och SDXC) | 3,3V | 3,3V(miniSD), 1,8V/3,3V(miniSDHC) | 3,3V (microSD), 1,8V/3,3V (microSDHC och microSDXC) |
Maximal kapacitet (kommersiellt tillgänglig), GB | 128 | 2 | 128(?) | 2 | 4 (SD), 32 (SDHC), 1024 (SDXC) | ? | 4 (miniSD), 16 (miniSDHC) | 4 (microSD), 32 (microSDHC), 1024 (microSDXC) |
Ofta finns det förfalskade kort som använder välkända tillverkares logotyper. Sådana kort har problem som sträcker sig från icke-kompatibla överföringshastighetsstandarder till falsk kapacitet - i det här fallet anses kortet ha en nominell kapacitet, men i själva verket är den mindre. Detta uttrycks i det faktum att när du skriver data skrivs till kortet "cykliskt", vilket skrivs över sig själv ovanpå. Som ett resultat kan endast de senast registrerade uppgifterna extraheras från ett sådant kort, vilket i volym motsvarar kortets verkliga kapacitet. För att bestämma kortets verkliga kapacitet finns det speciella program: h2testw för Windows, f3 för Windows, Linux, Mac.
Original microSDXC 64 GB (vänster) och förfalskade med verklig kapacitet 8 GB och klass 4 (höger)
MicroSD vid öppning, märkning av kontroller och minneschips, förfalskningsdetektering [1]
Minneskort | ||
---|---|---|
Huvudartiklar | ||
Typer |
|