Cartão SD - SD card
Tipo de mídia | Cartão de memória |
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Codificação | Pedaço |
Capacidade | |
Tamanho do bloco | Variável |
Mecanismo de leitura | |
Mecanismo de escrita | O mesmo que lido |
Padrão | SD Standard |
Desenvolvido por | Associação SD |
Dimensões | |
Peso | |
Uso | Dispositivos portáteis, como câmeras digitais e telefones celulares (incluindo a maioria dos smartphones) |
Estendido de | MultiMediaCard |
Liberado | Agosto de 1999 |
Secure Digital , oficialmente abreviado como SD , é um formato de cartão de memória não volátil proprietário desenvolvido pela SD Association (SDA) para uso em dispositivos portáteis.
O padrão foi introduzido em agosto de 1999 por esforços conjuntos entre SanDisk , Panasonic (Matsushita) e Toshiba como uma melhoria em relação aos MultiMediaCards (MMCs) e tornou-se o padrão da indústria. As três empresas formaram a SD-3C, LLC, uma empresa que licencia e aplica os direitos de propriedade intelectual associados aos cartões de memória SD e host SD e produtos auxiliares.
As empresas também formaram a SD Association (SDA), uma organização sem fins lucrativos, em janeiro de 2000 para promover e criar padrões para cartões SD. A SDA hoje tem cerca de 1.000 empresas associadas. O SDA usa vários logotipos de marcas registradas pertencentes e licenciados pela SD-3C para garantir a conformidade com suas especificações e garantir a compatibilidade dos usuários.
História
1999–2002: Criação
Em 1999, a SanDisk , a Panasonic (Matsushita) e a Toshiba concordaram em desenvolver e comercializar o cartão de memória Secure Digital (SD). O cartão foi derivado do MultiMediaCard (MMC) e fornecia gerenciamento de direitos digitais com base no padrão Secure Digital Music Initiative (SDMI) e, para a época, uma alta densidade de memória.
Ele foi projetado para competir com o Memory Stick , um produto DRM que a Sony havia lançado no ano anterior. Os desenvolvedores previram que o DRM induziria ao amplo uso por fornecedores de música preocupados com a pirataria.
O logotipo "SD" da marca registrada foi originalmente desenvolvido para o Super Density Disc , que foi a entrada malsucedida da Toshiba na guerra de formatos de DVD . Por esse motivo, o D no logotipo se assemelha a um disco óptico.
Na feira 2000 Consumer Electronics Show (CES), as três empresas anunciaram a criação da SD Association (SDA) para promover os cartões SD. A SD Association, com sede em San Ramon, Califórnia, Estados Unidos, começou com cerca de 30 empresas e hoje consiste em cerca de 1.000 fabricantes de produtos que fazem cartões e dispositivos de memória interoperáveis. As primeiras amostras do cartão SD foram disponibilizadas no primeiro trimestre de 2000, com quantidades de produção de cartões de 32 e 64 MB disponíveis três meses depois.
2003: Minicartões
O formulário miniSD foi apresentado na CeBIT de março de 2003 pela SanDisk Corporation, que o anunciou e demonstrou. O SDA adotou o cartão miniSD em 2003 como uma extensão de fator de forma pequeno para o padrão de cartão SD. Embora os novos cartões tenham sido projetados especialmente para telefones celulares, eles geralmente são embalados com um adaptador miniSD que fornece compatibilidade com um slot de cartão de memória SD padrão.
2004–2005: Micro cartões
Os cartões de memória flash Secure Digital miniaturizados microSD removíveis foram originalmente chamados de T-Flash ou TF , abreviações de TransFlash . Os cartões TransFlash e microSD são funcionalmente idênticos, permitindo que um funcione em dispositivos feitos para o outro. A SanDisk concebeu o microSD quando seu Diretor de Tecnologia (CTO) e o CTO da Motorola concluíram que os cartões de memória atuais eram muito grandes para telefones celulares .
O cartão foi originalmente chamado de T-Flash, mas apenas antes do lançamento do produto, T-Mobile enviou um cessar e desistir carta a SanDisk alegando que a T-Mobile possuía a marca em T (qualquer coisa), eo nome foi mudado para TransFlash .
Na CTIA Wireless 2005, a SDA anunciou o pequeno fator de forma microSD junto com a formatação digital segura SDHC de alta capacidade superior a 2 GB com uma velocidade de leitura e gravação sustentada mínima de 17,6 Mbit / s. A SanDisk induziu o SDA a administrar o padrão microSD. O SDA aprovou a especificação final do microSD em 13 de julho de 2005. Inicialmente, os cartões microSD estavam disponíveis nas capacidades de 32, 64 e 128 MB.
O Motorola E398 foi o primeiro telefone celular a conter um cartão TransFlash (posteriormente microSD). Alguns anos depois, seus concorrentes começaram a usar cartões microSD.
2006–2008: SDHC e SDIO
O formato SDHC, anunciado em janeiro de 2006, trouxe melhorias como capacidade de armazenamento de 32 GB e suporte obrigatório para sistema de arquivos FAT32 . Em abril, a SDA lançou uma especificação detalhada para as partes não relacionadas à segurança do padrão do cartão de memória SD e para os cartões Secure Digital Input Output (SDIO) e o controlador de host SD padrão.
Em setembro de 2006, a SanDisk anunciou o miniSDHC de 4 GB. Como o SD e SDHC, o cartão miniSDHC tem o mesmo formato que o cartão miniSD antigo, mas o cartão HC requer suporte HC integrado ao dispositivo host. Dispositivos que suportam miniSDHC funcionam com miniSD e miniSDHC, mas dispositivos sem suporte específico para miniSDHC funcionam apenas com o cartão miniSD mais antigo. Desde 2008, os cartões miniSD não são mais produzidos, devido ao domínio do mercado de cartões microSD ainda menores.
2009–2018: SDXC
A densidade de armazenamento dos cartões de memória aumentou significativamente ao longo da década de 2010, permitindo que os primeiros dispositivos oferecessem suporte para o padrão SD: XC, como os telefones celulares Samsung Galaxy S III e Samsung Galaxy Note II , para expandir seu armazenamento disponível para vários centenas de gigabytes .
- 2009
Em janeiro de 2009, a SDA anunciou a família SDXC, que suporta cartões de até 2 TB e velocidades de até 300 MB / s. Os cartões SDXC são formatados com o sistema de arquivos exFAT por padrão. SDXC foi anunciado na Consumer Electronics Show (CES) 2009 (7 a 10 de janeiro). No mesmo show, a SanDisk e a Sony também anunciaram uma variante do Memory Stick XC comparável com o mesmo máximo de 2 TB do SDXC, e a Panasonic anunciou planos para produzir cartões SDXC de 64 GB. Em 6 de março, a Pretec apresentou o primeiro cartão SDXC, um cartão de 32 GB com velocidade de leitura / gravação de 400 Mbit / s. Mas só no início de 2010 fez dispositivos host compatíveis chegam ao mercado, incluindo Sony 's Handycam HDR-CX55V filmadora , Canon ' s EOS 550D (também conhecido como Rebel T2i) câmera SLR Digital, um leitor de cartão USB da Panasonic, e um sistema integrado Leitor de cartão SDXC da JMicron. Os primeiros laptops a integrar leitores de cartão SDXC contavam com um barramento USB 2.0, que não tinha largura de banda para suportar SDXC em velocidade total.
- 2010
No início de 2010, surgiram cartões SDXC comerciais da Toshiba (64 GB), Panasonic (64 GB e 48 GB) e SanDisk (64 GB). No início de 2011, Centon Electronics, Inc. (64 GB e 128 GB) e Lexar (128 GB) começaram a enviar cartões SDXC classificados em Speed Class 10. A Pretec ofereceu cartões de 8 GB a 128 GB classificados em Speed Class 16. Em setembro de 2011 , A SanDisk lançou um cartão microSDXC de 64 GB. Kingmax lançou um produto comparável em 2011.
- 2012
Em abril de 2012, a Panasonic lançou o formato de cartão MicroP2 para aplicações de vídeo profissional. Os cartões são essencialmente cartões SDHC ou SDXC UHS-II de tamanho normal, classificados em UHS Speed Class U1. Um adaptador permite que os cartões MicroP2 funcionem no equipamento de cartão P2 atual . Os cartões Panasonic MicroP2 foram enviados em março de 2013 e foram os primeiros produtos compatíveis com UHS-II no mercado; a oferta inicial inclui um cartão SDHC de 32 GB e um cartão SDXC de 64 GB. Mais tarde naquele ano, a Lexar lançou o primeiro cartão SDXC de 256 GB, baseado na tecnologia flash NAND de 20 nm .
- 2014
Em fevereiro de 2014, a SanDisk lançou o primeiro cartão microSDXC de 128 GB, seguido por um cartão microSDXC de 200 GB em março de 2015. Em setembro de 2014, a SanDisk anunciou o primeiro cartão SDXC de 512 GB. A Samsung anunciou o primeiro cartão microSDXC EVO Plus 256 GB do mundo em maio de 2016 e, em setembro de 2016, a Western Digital (SanDisk) anunciou que um protótipo do primeiro cartão SDXC de 1 TB seria demonstrado na Photokina . Em agosto de 2017, a SanDisk lançou um cartão microSDXC de 400 GB. Em janeiro de 2018, a Integral Memory lançou o cartão microSDXC de 512 GB. Em maio de 2018, a PNY lançou um cartão microSDXC de 512 GB. Em junho de 2018, a Kingston anunciou a série Canvas para cartões MicroSD, ambos com capacidade de até 512 GB, em três variações, Select, Go! E React. Em fevereiro de 2019, a Micron e a SanDisk revelaram seus cartões microSDXC com capacidade de 1 TB.
2018 - presente: SDUC
O formato Secure Digital Ultra Capacity (SDUC) oferece suporte a cartões de até 128 TB e oferece velocidades de até 985 MB / s.
Capacidade
Secure Digital inclui cinco famílias de cartões disponíveis em três tamanhos diferentes. As cinco famílias são a capacidade padrão original (SDSC), a alta capacidade (SDHC), a capacidade extra ( SDXC ), a ultra-capacidade ( SDUC ) e a SDIO , que combina funções de entrada / saída com armazenamento de dados. Os três fatores de forma são o tamanho original, o tamanho mini e o tamanho micro. Adaptadores eletricamente passivos permitem que um cartão menor se encaixe e funcione em um dispositivo construído para um cartão maior. O tamanho reduzido do cartão SD é um meio de armazenamento ideal para dispositivos eletrônicos menores, mais finos e mais portáteis.
SD (SDSC)
O cartão Secure Digital (SDSC ou Secure Digital Standard Capacity) de segunda geração foi desenvolvido para melhorar o padrão MultiMediaCard (MMC), que continuou a evoluir, mas em uma direção diferente. A Secure Digital mudou o design do MMC de várias maneiras:
- A forma assimétrica das laterais do cartão SD evita inseri-lo de cabeça para baixo (enquanto um MMC vai na maior parte do caminho, mas não faz contato se invertido).
- A maioria dos cartões SD tem 2,1 mm (0,083 pol.) De espessura, em comparação com 1,4 mm (0,055 pol.) Para MMCs. A especificação SD define um cartão chamado Thin SD com uma espessura de 1,4 mm, mas eles ocorrem raramente, já que o SDA passou a definir fatores de forma ainda menores.
- Os contatos elétricos do cartão ficam embutidos sob a superfície do cartão, protegendo-os do contato com os dedos do usuário.
- A especificação SD previa capacidades e taxas de transferência superiores às do MMC, e ambas as funcionalidades aumentaram com o tempo. Para uma tabela de comparação, veja abaixo .
- Enquanto o MMC usa um único pino para transferências de dados, o cartão SD adicionou um modo de barramento de quatro fios para taxas de dados mais altas.
- O cartão SD acrescentou o circuito de segurança de proteção de conteúdo para mídia gravável (CPRM) para proteção de conteúdo de gerenciamento de direitos digitais (DRM).
- Adição de um entalhe de proteção contra gravação
Os cartões SD de tamanho normal não se encaixam nos slots MMC mais estreitos e outros problemas também afetam a capacidade de usar um formato em um dispositivo host projetado para o outro.
SDHC
O formato Secure Digital High Capacity (SDHC), anunciado em janeiro de 2006 e definido na versão 2.0 da especificação SD, oferece suporte a cartões com capacidades de até 32 GB. A marca SDHC é licenciada para garantir a compatibilidade.
Os cartões SDHC são física e eletricamente idênticos aos cartões SD de capacidade padrão (SDSC). Os principais problemas de compatibilidade entre os cartões SDHC e SDSC são a redefinição do registro de dados específicos do cartão (CSD) na versão 2.0 (veja abaixo ) e o fato de que os cartões SDHC são enviados pré-formatados com o sistema de arquivos FAT32 .
A versão 2.0 também introduz um modo de barramento de alta velocidade para cartões SDSC e SDHC, que dobra o clock de velocidade padrão original para produzir 25 MB / s .
Os dispositivos host SDHC são necessários para aceitar cartões SD mais antigos. No entanto, dispositivos host mais antigos não reconhecem cartões de memória SDHC ou SDXC, embora alguns dispositivos possam fazer isso por meio de uma atualização de firmware. Os sistemas operacionais Windows mais antigos lançados antes do Windows 7 exigem patches ou service packs para oferecer suporte ao acesso aos cartões SDHC.
SDXC
O formato Secure Digital eXtended Capacity (SDXC), anunciado em janeiro de 2009 e definido na versão 3.01 da especificação SD, suporta cartões de até 2 TB, em comparação com um limite de 32 GB para cartões SDHC na especificação SD 2.0. SDXC adota o sistema de arquivos exFAT da Microsoft como um recurso obrigatório.
A versão 3.01 também introduziu o barramento Ultra High Speed (UHS) para cartões SDHC e SDXC, com velocidades de interface de 50 MB / s a 104 MB / s para barramento UHS-I de quatro bits. (este número já foi excedido com a tecnologia proprietária da SanDisk para 170 MB / s de leitura, que não é mais proprietária, já que a Lexar tem o 1066x rodando a 160 MB / s de leitura e 120 MB / s de gravação via UHS 1, e Kingston também tem o Canvas Go! Plus, também rodando a 170 MB / s)
A versão 4.0, introduzida em junho de 2011, permite velocidades de 156 MB / sa 312 MB / s no barramento UHS-II de quatro faixas (duas faixas diferenciais), o que requer uma linha adicional de pinos físicos.
A versão 5.0 foi anunciada em fevereiro de 2016 na CP + 2016 e adicionou classificações de "Classe de velocidade de vídeo" para placas UHS para lidar com formatos de vídeo de resolução mais alta, como 8K . As novas classificações definem uma velocidade de gravação mínima de 90 MB / s.
SDUC
O formato Secure Digital Ultra Capacity (SDUC), descrito na especificação SD 7.0 e anunciado em junho de 2018, oferece suporte a cartões de até 128 TB e oferece velocidades de até 985 MB / s, independentemente do formato, seja micro ou tamanho completo, ou tipo de interface incluindo UHS-I, UHS-II, UHS-III ou SD Express. A interface SD Express também pode ser usada com cartões SDHC e SDXC.
sistema de arquivos exFAT
Os cartões SDXC e SDUC são normalmente formatados usando o sistema de arquivos exFAT , limitando assim seu uso a um conjunto limitado de sistemas operacionais. Portanto, os cartões SDXC formatados em exFAT não são um meio de troca 100% legível universalmente. No entanto, os cartões SD podem ser reformatados para qualquer sistema de arquivos necessário.
O Windows Vista (SP1) e posterior e OS X (10.6.5 e posterior) têm suporte nativo para exFAT. (Windows XP e Server 2003 podem suportar exFAT por meio de uma atualização opcional da Microsoft.) A maioria das distribuições BSD e Linux não suportava , por motivos legais; embora no kernel Linux 5.4, a Microsoft abriu o código-fonte das especificações e permitiu a inclusão de um driver exfat. Os usuários de kernels mais antigos ou BSD podem instalar manualmente implementações de terceiros de exFAT (como um módulo FUSE ) para poder montar volumes formatados em exFAT. No entanto, os cartões SDXC podem ser reformatados para usar qualquer sistema de arquivos (como ext4 , UFS ou VFAT ), aliviando as restrições associadas à disponibilidade do exFAT.
Exceto pela mudança do sistema de arquivos, os cartões SDXC são em sua maioria retrocompatíveis com leitores SDHC, e muitos dispositivos host SDHC podem usar cartões SDXC se eles forem reformatados primeiro para o sistema de arquivos FAT32.
No entanto, para serem totalmente compatíveis com a especificação do cartão SDXC, alguns dispositivos host compatíveis com SDXC são programados por firmware para esperar exFAT em cartões maiores que 32 GB. Conseqüentemente, eles podem não aceitar cartões SDXC reformatados como FAT32, mesmo que o dispositivo suporte FAT32 em cartões menores (para compatibilidade SDHC). Portanto, mesmo se um sistema de arquivos for suportado em geral, nem sempre é possível usar sistemas de arquivos alternativos em cartões SDXC, dependendo de quão estritamente a especificação do cartão SDXC foi implementada no dispositivo host. Isso acarreta o risco de perda acidental de dados, pois um dispositivo host pode tratar um cartão com um sistema de arquivos não reconhecido como vazio ou danificado e reformatar o cartão .
A SD Association fornece um utilitário de formatação para Windows e Mac OS X que verifica e formata cartões SD, SDHC, SDXC e SDUC.
Comparação
SD | SDHC | SDXC | SDUC | ||
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Logotipo | |||||
Capacidade | Min | > 2 GB | > 32 GB | > 2 TB | |
Máx. | 2 GB | 32 GB | 2 TB | 128 TB | |
FS típico | FAT12 / FAT16 | FAT32 | exFAT | exFAT |
Velocidade
A velocidade do cartão SD é normalmente avaliada por sua velocidade de leitura ou gravação sequencial. O aspecto de desempenho sequencial é o mais relevante para armazenar e recuperar arquivos grandes (em relação aos tamanhos de bloco internos à memória flash ), como imagens e multimídia. Dados pequenos (como nomes de arquivos, tamanhos e carimbos de data / hora) ficam dentro do limite de velocidade muito menor de acesso aleatório , que pode ser o fator limitante em alguns casos de uso.
Com os primeiros cartões SD, alguns fabricantes de cartão especificavam a velocidade como uma classificação de "vezes" ("×"), que comparava a velocidade média de leitura de dados com a da unidade de CD-ROM original . Isso foi substituído pela Speed Class Rating , que garante uma taxa mínima na qual os dados podem ser gravados no cartão.
As famílias mais novas de cartão SD melhoram a velocidade do cartão, aumentando a taxa de barramento (a frequência do sinal de clock que dispara as informações para dentro e para fora do cartão). Qualquer que seja a taxa de barramento, a placa pode sinalizar ao host que está "ocupada" até que uma operação de leitura ou gravação seja concluída. A conformidade com uma classificação de velocidade mais alta é uma garantia de que o cartão limita o uso da indicação "ocupado".
Ônibus
Velocidade Padrão
Os cartões SD podem ler e gravar a velocidades de 12,5 MB / s.
Alta velocidade
O modo de alta velocidade (25 MB / s) foi introduzido para oferecer suporte a câmeras digitais com versão de especificação 1.10.
Velocidade ultra-alta (UHS)
O barramento Ultra High Speed (UHS) está disponível em alguns cartões SDHC e SDXC. As seguintes velocidades ultra-altas são especificadas:
UHS-I
Especificado no SD versão 3.01. Suporta uma frequência de clock de 100 MHz (uma quadruplicação da "Velocidade Padrão" original), que no modo de transferência de quatro bits pode transferir 50 MB / s (SDR50). Os cartões UHS-I declarados como UHS104 (SDR104) também suportam uma frequência de clock de 208 MHz, que pode transferir 104 MB / s. A operação de taxa de dados dupla a 50 MHz (DDR50) também é especificada na versão 3.01 e é obrigatória para cartões microSDHC e microSDXC rotulados como UHS-I. Neste modo, quatro bits são transferidos quando o sinal do clock sobe e outros quatro bits quando ele cai, transferindo um byte inteiro em cada ciclo de clock completo, portanto, uma operação de 50 MB / s pode ser transferida usando um clock de 50 MHz.
Há uma extensão UHS-I proprietária principalmente da SanDisk que aumenta a velocidade de transferência para 170 MB / s, chamada DDR208 (ou DDR200). Ao contrário do UHS-II, ele não usa pinos adicionais. Ele consegue isso usando a frequência de 208 MHz do modo SDR104 padrão, mas usando transferências DDR. Desde então, esta extensão tem sido usada pela Lexar para sua série 1066x (160 MB / s), Kingston Canvas Go Plus (170 MB / s) e o cartão SD MyMemory PRO (180 MB / s).
UHS-II
Especificado na versão 4.0, aumenta ainda mais a taxa de transferência de dados para um máximo teórico de 156 MB / s (full- duplex ) ou 312 MB / s (half-duplex) usando uma linha adicional de pinos (um total de 17 pinos para full-duplex) tamanho e 16 pinos para cartões de tamanho micro). Embora as primeiras implementações em câmeras de sistema compacto tenham sido vistas três anos após a especificação (2014), demorou muito mais anos até que o UHS-II fosse implementado regularmente. No início de 2021, havia mais de 50 câmeras DSLR e de sistema compacto usando UHS-II.
UHS-III
A versão 6.0, lançada em fevereiro de 2017, adicionou duas novas taxas de dados ao padrão. O FD312 fornece 312 MB / s, enquanto o FD624 o duplica. Ambos são full-duplex. A interface física e o layout dos pinos são os mesmos do UHS-II, mantendo a compatibilidade com versões anteriores.
Os cartões que estão em conformidade com o UHS mostram os algarismos romanos 'I', 'II' ou 'III' ao lado do logotipo do cartão SD e relatam essa capacidade ao dispositivo host. O uso de UHS-I requer que o dispositivo host comande a placa para cair de 3,3 volts para 1,8 volts de operação nos pinos de interface de E / S e selecione o modo de transferência de quatro bits, enquanto UHS-II requer operação de 0,4 volts.
As taxas de velocidade mais altas são obtidas usando uma interface diferencial de baixa tensão de duas pistas (0,4 V pp). Cada pista é capaz de transferir até 156 MB / s. No modo full-duplex, uma pista é usada para Transmitir enquanto a outra é usada para Receber. No modo half-duplex, ambas as pistas são usadas para a mesma direção de transferência de dados, permitindo uma taxa de dados dupla na mesma velocidade de clock. Além de permitir taxas de dados mais altas, a interface UHS-II permite menor consumo de energia da interface, menor tensão de E / S e menor interferência eletromagnética (EMI).
SD Express
O barramento SD Express foi lançado em junho de 2018 com a especificação SD 7.0. Ele usa uma única pista PCIe para fornecer velocidade de transferência full-duplex de 985 MB / s. As placas de suporte também devem implementar o protocolo de acesso de armazenamento NVM Express . O barramento expresso pode ser implementado por cartões SDHC, SDXC e SDUC. Para uso de aplicativos legados, os cartões SD Express também devem suportar barramento de alta velocidade e barramento UHS-I. O barramento Express reutiliza o layout de pinos dos cartões UHS-II e reserva espaço para dois pinos adicionais que podem ser introduzidos no futuro.
Os hosts que implementam a versão 7.0 da especificação permitem que os cartões SD façam acesso direto à memória , o que aumenta drasticamente a superfície de ataque do host diante de cartões SD maliciosos.
A versão 8.0 foi anunciada em 19 de maio de 2020, com suporte para duas pistas PCIe com linha adicional de contatos e taxas de transferência PCIe 4.0, para uma largura de banda máxima de 3938 MB / s.
microSD Express
Em fevereiro de 2019, a SD Association anunciou o microSD Express. Os cartões microSD Express oferecem interfaces PCI Express e NVMe, como o lançamento SD Express de junho de 2018, junto com a interface microSD legada para compatibilidade contínua com versões anteriores. O SDA também lançou marcas visuais para denotar cartões de memória microSD Express para tornar mais fácil a correspondência entre o cartão e o dispositivo para um desempenho ideal do dispositivo.
Comparação de velocidade de ônibus
Interface de barramento | Logotipo do ônibus | Velocidade do ônibus | Pistas PCIe | Duplex | Tipos de cartão | Versão de especificação | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
SD | SDHC | SDXC | SDUC | ||||||
Velocidade Padrão | N / D | 12,5 MB / s | N / D | sim | sim | sim | sim | 1.01 | |
Alta velocidade | N / D | 25 MB / s | 1,10 | ||||||
UHS-I | 50 MB / s | Meio cheio | Não | 3,01 | |||||
104 MB / s | Metade | ||||||||
180 MB / s * | Metade | N / D | |||||||
UHS-II | 156 MB / s | Cheio | 4,00 | ||||||
312 MB / s | Metade | ||||||||
UHS-III | 312 MB / s | Cheio | 6,0 | ||||||
624 MB / s | Cheio | ||||||||
SD Express |
|
985 MB / s | 3,1 x1 | Cheio | 7,0 | ||||
1969 MB / s | 3,1 x 2 | 8,0 | |||||||
1969 MB / s | 4,0 x1 | ||||||||
3938 MB / s | 4,0 x 2 |
- *: esta velocidade é alcançável usando o controlador DDR208
Compatibilidade
Hospedeiro
Cartão
|
UHS-I | UHS-II | UHS-III | Expressar | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|
UHS50 | UHS104 | Cheio | Metade | ||||
UHS-I | UHS50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
UHS104 | 50 | 104 | 104 | 104 | 104 | 104 | |
UHS-II | Cheio | 50 | 104 | 156 | 156 | 156 | 104 |
Metade | 50 | 104 | 156 | 312 | 312 | 104 | |
UHS-III | 50 | 104 | 156 | 312 | 624 | 104 | |
Expressar | 50 | 104 | 104 | 104 | 104 | 985 |
NOTA: Se o leitor de cartão usar o controlador DDR208 nos pinos UHS 1, o leitor de cartão funcionará a 180 MB / s nos cartões UHS 1 aplicáveis
Classe
A SD Association define classes de velocidade padrão para cartões SDHC / SDXC, indicando desempenho mínimo (velocidade mínima de gravação de dados seriais). As velocidades de leitura e gravação devem exceder o valor especificado. A especificação define essas classes em termos de curvas de desempenho que se traduzem nos seguintes níveis mínimos de desempenho de leitura e gravação em um cartão vazio e adequação para diferentes aplicativos:
A SD Association define três tipos de classificações de classe de velocidade: a classe de velocidade original, a classe de velocidade UHS e a classe de velocidade de vídeo.
(Original) Classe de velocidade
As classificações de classe de velocidade 2, 4 e 6 afirmam que o cartão suporta o respectivo número de megabytes por segundo como uma velocidade mínima de gravação sustentada para um cartão em um estado fragmentado.
A classe 10 afirma que a placa suporta 10 MB / s como velocidade mínima de gravação sequencial não fragmentada e usa um modo de barramento de alta velocidade. O dispositivo host pode ler a classe de velocidade de um cartão e avisar o usuário se o cartão relatar uma classe de velocidade abaixo da necessidade mínima de um aplicativo. Em comparação, a classificação "×" mais antiga media a velocidade máxima em condições ideais e era vaga quanto a se isso era velocidade de leitura ou velocidade de gravação.
O símbolo gráfico da classe de velocidade tem um número circundado por 'C' (C2, C4, C6 e C10).
Classe de velocidade UHS
Os cartões UHS-I e UHS-II podem usar a classificação UHS Speed Class com dois graus possíveis: classe 1 para desempenho mínimo de gravação de pelo menos 10 MB / s (símbolo 'U1' apresentando o número 1 dentro de 'U') e classe 3 para o mínimo desempenho de gravação de 30 MB / s (símbolo 'U3' apresentando 3 dentro de 'U'), direcionado à gravação de vídeo 4K . Antes de novembro de 2013, a classificação era denominada UHS Speed Grade e continha as classes 0 (sem símbolo) e 1 (símbolo 'U1'). Os fabricantes também podem exibir símbolos de classe de velocidade padrão (C2, C4, C6 e C10) ao lado ou no lugar da classe de velocidade UHS.
Os cartões de memória UHS funcionam melhor com dispositivos host UHS. A combinação permite que o usuário grave vídeos em resolução HD com filmadoras sem fita enquanto executa outras funções. Também é adequado para transmissões em tempo real e captura de grandes vídeos HD.
Classe de velocidade de vídeo
A classe de velocidade de vídeo define um conjunto de requisitos para placas UHS para corresponder à memória flash MLC NAND moderna e suporta vídeo progressivo de 4K e 8K com velocidades mínimas de gravação sequencial de 6-90 MB / s. Os símbolos gráficos usam 'V' seguido por um número que designa a velocidade de gravação (V6, V10, V30, V60 e V90).
Comparação
Velocidade mínima de gravação sequencial | Classe de velocidade | Formato de vídeo | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Máx. Sugerido taxa de bits | Classe de velocidade | Classe de velocidade UHS | Classe de velocidade de vídeo | SD | HD / Full HD | 4K | 8K | |
2 MB / s | 15 Mbit / s | Classe 2 (C2) | N / D | N / D | sim | Não | Não | Não |
4 MB / s | 30 Mbit / s | Classe 4 (C4) | N / D | N / D | sim | |||
6 MB / s | 45 Mbit / s | Classe 6 (C6) | N / D | Classe 6 (V6) | sim | |||
10 MB / s | 75 Mbit / s | Classe 10 (C10) | Classe 1 (U1) | Classe 10 (V10) | ||||
30 MB / s | 220 Mbit / s | Classe 10 (C10) | Classe 3 (U3) | Classe 30 (V30) | sim | |||
60 MB / s | 460 Mbit / s | Classe 10 (C10) | Classe 3 (U3) | Classe 60 (V60) | ||||
90 MB / s | 700 Mbit / s | Classe 10 (C10) | Classe 3 (U3) | Classe 90 (V90) |
Classe de desempenho de aplicativos
A classe de desempenho do aplicativo é um padrão recém-definido da Especificação SD 5.1 e 6.0 que não apenas define velocidades de gravação sequenciais, mas também exige um IOPS mínimo para leitura e gravação. A classe A1 requer um mínimo de 1.500 operações de leitura e 500 operações de gravação por segundo, enquanto a classe A2 requer 4.000 e 2.000 IOPS. As placas de classe A2 requerem suporte de driver de host, pois usam enfileiramento de comandos e cache de gravação para atingir velocidades mais altas. Se usados em um host sem suporte, eles podem até ser mais lentos do que outras placas A1, e se a energia for perdida antes que os dados em cache sejam realmente gravados da RAM interna da placa para a RAM flash interna da placa, esses dados provavelmente serão perdidos.
Nome | IOPS mínimo aleatório | Escrita sequencial sustentada mínima | |
---|---|---|---|
Leitura | Escrever | ||
Classe de desempenho do aplicativo 1 (A1) | 1500 IOPS | 500 IOPS | 10 MB / s |
Classe de desempenho do aplicativo 2 (A2) | 4000 IOPS | 2.000 IOPS |
Classificação "×"
Avaliação | Aproximadamente. (MB / s) |
Classe de velocidade comparável |
---|---|---|
16 × | 2,34 | (13 ×) |
32 × | 4,69 | (27 ×) |
48 × | 7,03 | (40 ×) |
100 × | 14,6 | (67 ×) |
A classificação "×", que era usada por alguns fabricantes de placas e tornada obsoleta por classes de velocidade, é um múltiplo da velocidade padrão da unidade de CD-ROM de 150 KB / s (aproximadamente 1,23 Mbit / s ). Os cartões básicos transferem dados em até seis vezes (6 ×) a velocidade do CD-ROM; ou seja, 900 KB / s ou 7,37 Mbit / s. A especificação 2.0 define velocidades de até 200 ×, mas não é tão específica quanto as classes de velocidade sobre como medir a velocidade. Os fabricantes podem relatar as velocidades de melhor caso e podem relatar a velocidade de leitura mais rápida do cartão, que normalmente é mais rápida do que a velocidade de gravação. Alguns fornecedores, incluindo Transcend e Kingston , relatam a velocidade de gravação de seus cartões. Quando um cartão lista uma classe de velocidade e uma classificação "×", a última pode ser considerada uma velocidade de leitura apenas.
Desempenho no mundo real
Em aplicativos que exigem taxa de transferência de gravação sustentada, como gravação de vídeo, o dispositivo pode não funcionar satisfatoriamente se a classificação de classe do cartão SD cair abaixo de uma determinada velocidade. Por exemplo, uma filmadora de alta definição pode exigir um cartão não inferior a Classe 6, sofrendo interrupções ou vídeo corrompido se um cartão mais lento for usado. As câmeras digitais com cartões lentos podem demorar um pouco depois de tirar uma fotografia antes de estarem prontas para a próxima, enquanto a câmera grava a primeira foto.
A classificação da classe de velocidade não caracteriza totalmente o desempenho da placa. Cartões diferentes da mesma classe podem variar consideravelmente enquanto atendem às especificações da classe. A velocidade de um cartão depende de muitos fatores, incluindo:
- A frequência de erros de software que o controlador da placa deve tentar novamente
- Amplificação de gravação : O controlador de flash pode precisar substituir mais dados do que o solicitado. Isso tem a ver com a execução de operações de leitura-modificação-gravação em blocos de gravação, liberando (os muito maiores) blocos de apagamento, enquanto move os dados para obter o nivelamento de desgaste .
- Fragmentação de arquivo : onde não há espaço suficiente para um arquivo ser gravado em uma região contígua, ele é dividido em fragmentos não contíguos. Isso não causa atrasos na rotação ou no movimento da cabeça como acontece com os discos rígidos eletromecânicos , mas pode diminuir a velocidade ― por exemplo, exigindo leituras e cálculos adicionais para determinar onde no cartão o próximo fragmento do arquivo está armazenado.
Além disso, a velocidade pode variar significativamente entre gravar uma grande quantidade de dados em um único arquivo ( acesso sequencial , como quando uma câmera digital grava grandes fotografias ou vídeos) e gravar um grande número de pequenos arquivos (um uso de acesso aleatório comum em smartphones ) Um estudo em 2012 descobriu que, neste uso de acesso aleatório, alguns cartões de classe 2 alcançaram uma velocidade de gravação de 1,38 MB / s , enquanto todos os cartões testados de classe 6 ou superior (e alguns de classes inferiores; classe inferior não significa necessariamente melhor desempenho de arquivos pequenos), incluindo os dos principais fabricantes, eram 100 vezes mais lentos. Em 2014, um blogueiro mediu uma diferença de desempenho de 300 vezes em pequenas gravações; desta vez, o melhor cartão nesta categoria foi um cartão classe 4.
Recursos
Segurança do cartão
Os cartões podem proteger seu conteúdo contra apagamento ou modificação, impedir o acesso de usuários não autorizados e proteger o conteúdo protegido por direitos autorais usando o gerenciamento de direitos digitais.
Comandos para desabilitar gravações
O dispositivo host pode comandar o cartão SD para se tornar somente leitura (para rejeitar comandos subsequentes para gravar informações nele). Existem comandos de host reversíveis e irreversíveis que fazem isso.
Entalhe de proteção contra gravação
A maioria dos cartões SD de tamanho normal tem uma "chave mecânica de proteção contra gravação", permitindo ao usuário informar ao computador host que deseja que o dispositivo seja tratado como somente leitura. Isso não protege os dados no cartão se o host estiver comprometido: "É responsabilidade do host proteger o cartão. A posição da chave de proteção contra gravação é desconhecida para o circuito interno do cartão." Alguns dispositivos host não oferecem suporte à proteção contra gravação, que é um recurso opcional da especificação SD, e os drivers e dispositivos que obedecem a uma indicação somente leitura podem fornecer ao usuário uma maneira de substituí-la.
A chave é uma guia deslizante que cobre um entalhe na placa. Os formatos miniSD e microSD não suportam diretamente um entalhe de proteção contra gravação, mas podem ser inseridos em adaptadores de tamanho normal que o fazem.
Ao olhar para o cartão SD de cima, o lado direito (o lado com o canto chanfrado) deve ser entalhado.
No lado esquerdo, pode haver um entalhe de proteção contra gravação. Se o entalhe for omitido, o cartão pode ser lido e escrito. Se o cartão tiver entalhes, é somente leitura. Se o cartão tiver um entalhe e uma aba deslizante que cobre o entalhe, o usuário pode deslizar a aba para cima (em direção aos contatos) para declarar o cartão como leitura / gravação ou para baixo para declará-lo somente leitura. O diagrama à direita mostra uma aba laranja deslizante de proteção contra gravação nas posições destravada e travada.
Os cartões vendidos com conteúdo que não deve ser alterado são marcados permanentemente como somente leitura por terem um entalhe e nenhuma aba deslizante.
Senha do cartão
Um dispositivo host pode bloquear um cartão SD usando uma senha de até 16 bytes, normalmente fornecida pelo usuário. Um cartão bloqueado interage normalmente com o dispositivo host, exceto que rejeita comandos para ler e gravar dados. Um cartão bloqueado pode ser desbloqueado apenas fornecendo a mesma senha. O dispositivo host pode, após fornecer a senha antiga, especificar uma nova senha ou desabilitar o bloqueio. Sem a senha (normalmente, no caso de o usuário esquecer a senha), o dispositivo host pode comandar o cartão para apagar todos os dados do cartão para reutilização futura (exceto os dados do cartão sob DRM), mas não há como para obter acesso aos dados existentes.
Os dispositivos Windows Phone 7 usam cartões SD projetados para acesso apenas pelo fabricante do telefone ou operadora de celular. Um cartão SD inserido no telefone sob o compartimento da bateria fica bloqueado "para o telefone com uma chave gerada automaticamente" para que "o cartão SD não possa ser lido por outro telefone, dispositivo ou PC". Dispositivos Symbian , no entanto, são alguns dos poucos que podem realizar as operações de formatação de baixo nível necessárias em cartões SD bloqueados. Portanto, é possível usar um dispositivo como o Nokia N8 para reformatar o cartão para uso posterior em outros dispositivos.
cartões smartSD
Um cartão de memória smartSD é um cartão microSD com um "elemento seguro" interno que permite a transferência de comandos da unidade de dados de protocolo de aplicativo ISO 7816 para, por exemplo, miniaplicativos JavaCard executados no elemento seguro interno por meio do barramento SD.
Algumas das primeiras versões de cartões de memória microSD com elementos seguros foram desenvolvidas em 2009 pela DeviceFidelity, Inc. , uma pioneira em comunicação de campo próximo (NFC) e pagamentos móveis , com a introdução dos produtos In2Pay e CredenSE, posteriormente comercializados e certificados para dispositivos móveis transações sem contato pela Visa em 2010. DeviceFidelity também adaptou o In2Pay microSD para funcionar com o iPhone da Apple usando o iCaisse, e foi pioneira nas primeiras transações NFC e pagamentos móveis em um dispositivo Apple em 2010.
Várias implementações de cartões smartSD foram feitas para aplicativos de pagamento e autenticação segura. Em 2012, a Good Technology fez parceria com a DeviceFidelity para usar cartões microSD com elementos seguros para identidade móvel e controle de acesso .
Os cartões microSD com Secure Elements e suporte NFC ( near field communication ) são usados para pagamentos móveis e têm sido usados em carteiras móveis diretas ao consumidor e soluções de mobile banking, algumas das quais foram lançadas por grandes bancos em todo o mundo, incluindo Bank of America , US Bank e Wells Fargo , enquanto outros faziam parte de novos programas inovadores de neobank direto ao consumidor , como o moneto , lançado pela primeira vez em 2012.
Os cartões microSD com Secure Elements também têm sido usados para criptografia de voz segura em dispositivos móveis, o que permite um dos mais altos níveis de segurança em comunicações de voz de pessoa para pessoa. Essas soluções são amplamente utilizadas em inteligência e segurança.
Em 2011, a HID Global fez parceria com a Arizona State University para lançar soluções de acesso ao campus para alunos que usam microSD com Secure Element e tecnologia MiFare fornecida pela DeviceFidelity, Inc .. Esta foi a primeira vez que telefones celulares normais puderam ser usados para abrir portas sem a necessidade de chaves eletrônicas de acesso.
Aprimoramentos de fornecedores
Os fornecedores têm procurado diferenciar seus produtos no mercado por meio de vários recursos específicos do fornecedor:
- Wi-Fi integrado - várias empresas produzem cartões SD com transceptores Wi-Fi integrados que suportam segurança estática (WEP 40; 104; e 128, WPA-PSK e WPA2-PSK). O cartão permite que qualquer câmera digital com um slot SD transmita imagens capturadas em uma rede sem fio ou armazene as imagens na memória do cartão até que esteja ao alcance de uma rede sem fio. Os exemplos incluem: Eye-Fi / SanDisk , Transcend Wi-Fi , Toshiba FlashAir , Trek Flucard , PQI Air Card e LZeal ez Share . Alguns modelos georreferenciam suas fotos.
- Conteúdo pré-carregado - Em 2006, a SanDisk anunciou o Gruvi , um cartão microSD com recursos extras de gerenciamento de direitos digitais, que pretendia ser um meio de publicação de conteúdo. A SanDisk anunciou novamente os cartões pré-carregados em 2008, sob o nome slotMusic , desta vez sem usar nenhum dos recursos DRM do cartão SD. Em 2011, a SanDisk ofereceu várias coleções de 1000 músicas em um único cartão slotMusic por cerca de US $ 40, agora restrito a dispositivos compatíveis e sem a capacidade de copiar os arquivos.
- Conector USB integrado - O produto SanDisk SD Plus pode ser conectado diretamente a uma porta USB sem a necessidade de um leitor de cartão USB. Outras empresas lançaram produtos comparáveis, como o produto Duo SD da OCZ Technology e o produto 3 Way (microSDHC, SDHC e USB) da A-DATA, que estava disponível apenas em 2008.
- Cores diferentes - a SanDisk tem usado várias cores de plástico ou etiqueta adesiva, incluindo uma linha "gaming" em cores de plástico translúcido que indicava a capacidade do cartão.
- Visor integrado - Em 2006, a A-DATA anunciou um cartão Super Info SD com um visor digital que fornecia uma etiqueta de dois caracteres e mostrava a quantidade de memória não utilizada no cartão.
Cartões SDIO
Um cartão SDIO (Secure Digital Input Output) é uma extensão da especificação SD para cobrir as funções de E / S. Os cartões SDIO são totalmente funcionais apenas em dispositivos host projetados para suportar suas funções de entrada-saída (normalmente PDAs como o Palm Treo , mas ocasionalmente laptops ou telefones celulares). Esses dispositivos podem usar o slot SD para oferecer suporte a receptores GPS , modems , leitores de código de barras , sintonizadores de rádio FM , sintonizadores de TV, leitores RFID , câmeras digitais e interfaces para Wi-Fi , Bluetooth , Ethernet e IrDA . Muitos outros dispositivos SDIO foram propostos, mas agora é mais comum que dispositivos de E / S se conectem usando a interface USB.
Os cartões SDIO suportam a maioria dos comandos de memória dos cartões SD. Os cartões SDIO podem ser estruturados como oito cartões lógicos, embora, atualmente, a maneira típica de um cartão SDIO usar esse recurso seja estruturar-se como um cartão de E / S e um cartão de memória.
As interfaces SDIO e SD são mecânica e eletricamente idênticas. Dispositivos host construídos para cartões SDIO geralmente aceitam cartões de memória SD sem funções de E / S. No entanto, o inverso não é verdadeiro, porque os dispositivos host precisam de drivers e aplicativos adequados para oferecer suporte às funções de E / S da placa. Por exemplo, uma câmera HP SDIO geralmente não funciona com PDAs que não a listem como um acessório. Inserir um cartão SDIO em qualquer slot SD não causa danos físicos nem interrupções no dispositivo host, mas os usuários podem ficar frustrados porque o cartão SDIO não funciona totalmente quando inserido em um slot aparentemente compatível. (Dispositivos USB e Bluetooth apresentam problemas de compatibilidade comparáveis, embora em menor grau graças às classes de dispositivos USB e perfis Bluetooth padronizados .)
A família SDIO é composta por cartões Low-Speed e Full-Speed. Ambos os tipos de cartões SDIO suportam SPI e tipos de barramento SD de um bit. Os cartões SDIO de baixa velocidade também podem oferecer suporte ao barramento SD de quatro bits; Os cartões SDIO de velocidade total são necessários para suportar o barramento SD de quatro bits. Para usar um cartão SDIO como um "cartão combinado" (para memória e E / S), o dispositivo host deve primeiro selecionar a operação de barramento SD de quatro bits. Dois outros recursos exclusivos do SDIO de baixa velocidade são uma taxa de clock máxima de 400 kHz para todas as comunicações e o uso do pino 8 como "interrupção" para tentar iniciar o diálogo com o dispositivo host.
- Combinando cartas
O protocolo SD de um bit foi derivado do protocolo MMC, que previa a capacidade de colocar até três cartões em um barramento de linhas de sinal comuns. Os cartões usam interfaces de coletor aberto , onde um cartão pode puxar uma linha para o nível de baixa tensão; a linha está no nível de alta tensão (por causa de um resistor pull-up ) se nenhuma placa puxar para baixo. Embora as placas compartilhassem linhas de relógio e sinal, cada placa tinha sua própria linha de seleção de chip para detectar que o dispositivo host a havia selecionado.
O protocolo SD previa a capacidade de agrupar 30 cartões sem linhas separadas de seleção de chip. O dispositivo host iria transmitir comandos para todas as placas e identificar a placa para responder ao comando usando seu número de série exclusivo.
Na prática, os cartões raramente são agrupados porque a operação de coletor aberto apresenta problemas em altas velocidades e aumenta o consumo de energia. As versões mais recentes da especificação SD recomendam linhas separadas para cada cartão.
Compatibilidade
Os dispositivos host que estão em conformidade com as versões mais recentes da especificação fornecem compatibilidade com versões anteriores e aceitam cartões SD mais antigos. Por exemplo, os dispositivos host SDXC aceitam todas as famílias anteriores de cartões de memória SD e os dispositivos host SDHC também aceitam cartões SD padrão.
Dispositivos de host mais antigos geralmente não suportam formatos de placa mais recentes e, mesmo quando podem suportar a interface de barramento usada pela placa, vários fatores surgem:
- Um cartão mais recente pode oferecer maior capacidade do que o dispositivo host pode suportar (mais de 4 GB para SDHC, mais de 32 GB para SDXC).
- Um cartão mais recente pode usar um sistema de arquivos no qual o dispositivo host não pode navegar ( FAT32 para SDHC, exFAT para SDXC)
- O uso de um cartão SDIO requer que o dispositivo host seja projetado para as funções de entrada / saída que o cartão fornece.
- A interface de hardware do cartão foi alterada a partir da versão 2.0 (novos relógios de barramento de alta velocidade, redefinição de bits de capacidade de armazenamento ) e família SDHC (barramento de ultra-alta velocidade (UHS))
- UHS-II tem fisicamente mais pinos, mas é compatível com versões anteriores para UHS-I e não UHS para slot e cartão.
- Alguns fornecedores produziram cartões SDSC acima de 1 GB antes que o SDA padronizasse um método para fazê-lo.
Cartão
Slot
|
SDSC | SDHC | SDHC UHS |
SDXC | SDXC UHS |
SDIO |
---|---|---|---|---|---|---|
SDSC | Parcial | FAT16, <4 GB | FAT16, <4 GB | Não | Não | Não |
SDHC | sim | sim | sim | FAT32 | FAT32 | Não |
SDHC UHS | sim | sim | sim | FAT32 | FAT32 | Não |
SDXC | sim | sim | sim | sim | sim | Não |
SDXC UHS | sim | sim | sim | sim | sim | Não |
SDIO | Varia | Varia | Varia | Varia | Varia | sim |
Mercados
Devido ao seu tamanho compacto, os cartões Secure Digital são usados em muitos dispositivos eletrônicos de consumo e se tornaram um meio comum de armazenar vários gigabytes de dados em um tamanho pequeno. Dispositivos nos quais o usuário pode remover e substituir cartões com frequência, como câmeras digitais , filmadoras e consoles de videogame , tendem a usar cartões de tamanho normal. Dispositivos em que o tamanho pequeno é fundamental, como telefones celulares , câmeras de ação como a série GoPro Hero e drones de câmera , tendem a usar cartões microSD.
Celulares
O cartão microSD ajudou a impulsionar o mercado de smartphones, dando aos fabricantes e consumidores maior flexibilidade e liberdade.
Embora o armazenamento em nuvem depende de conexão estável internet e suficientemente volumosos planos de dados , cartões de memória em dispositivos móveis oferecem-location independente e privada de expansão de armazenamento com taxas muito mais elevadas de transferência e sem latência (engenharia) ( § desempenho no mundo real ), permitindo que aplicações como fotografia e gravação de vídeo . Embora os dados armazenados internamente em dispositivos bricked estejam inacessíveis , os dados armazenados no cartão de memória podem ser recuperados e acessados externamente pelo usuário como dispositivo de armazenamento em massa . Um benefício em relação à expansão de armazenamento USB em trânsito é a ergonomia descomprometida . O uso de um cartão de memória também protege o armazenamento interno não substituível do telefone móvel contra o desgaste de aplicativos pesados, como o uso excessivo de câmeras e servidor FTP portátil que hospeda através de WiFi Direct . Devido ao desenvolvimento técnico dos cartões de memória, os usuários de dispositivos móveis existentes são capazes de expandir ainda mais seu armazenamento e tornar-se mais caro com o tempo.
Versões recentes dos principais sistemas operacionais, como Windows Mobile e Android, permitem que aplicativos sejam executados a partir de cartões microSD, criando possibilidades para novos modelos de uso de cartões SD em mercados de computação móvel, bem como liberando espaço de armazenamento interno disponível.
Os cartões SD não são a solução mais econômica em dispositivos que precisam apenas de uma pequena quantidade de memória não volátil, como estações predefinidas em pequenos rádios. Eles também podem não ser a melhor escolha para aplicações que requerem capacidades ou velocidades de armazenamento mais altas, conforme fornecido por outros padrões de cartão flash, como CompactFlash . Essas limitações podem ser resolvidas por meio de tecnologias de memória em evolução, como as novas especificações SD 7.0, que permitem recursos de armazenamento de até 128 TB.
Muitos computadores pessoais de todos os tipos, incluindo tablets e telefones celulares, usam cartões SD, seja por meio de slots integrados ou por meio de um adaptador eletrônico ativo. Existem adaptadores para a placa de PC , ExpressBus, USB , FireWire e a porta paralela da impressora . Os adaptadores ativos também permitem que os cartões SD sejam usados em dispositivos projetados para outros formatos, como CompactFlash . O adaptador FlashPath permite que os cartões SD sejam usados em uma unidade de disquete .
Alguns dispositivos, como o Samsung Galaxy Fit (2011) e o Samsung Galaxy Note 8.0 (2013), possuem um compartimento para cartão SD localizado externamente e acessível à mão, enquanto ele está localizado sob a tampa da bateria em outros dispositivos. Os telemóveis mais recentes utilizam um sistema de ejecção com orifícios para o tabuleiro que aloja o cartão de memória e o cartão SIM .
Falsificações
Comumente encontrados no mercado, são cartões Secure Digital falsos ou falsificados que relatam uma capacidade falsa ou funcionam mais lentamente do que os rotulados. Existem ferramentas de software para verificar e detectar produtos falsificados . A detecção de cartões falsificados geralmente envolve a cópia de arquivos com dados aleatórios para o cartão SD até que a capacidade do cartão seja atingida e sua cópia de volta. Os arquivos que foram copiados de volta podem ser testados comparando somas de verificação (por exemplo, MD5 ) ou tentando compactá- los. A última abordagem aproveita o fato de que os cartões falsificados permitem que o usuário leia os arquivos, que então consistem em dados uniformes facilmente compactáveis (por exemplo, 0xFFs repetidos ).
Câmeras digitais
Os cartões SD / MMC substituíram o SmartMedia da Toshiba como o formato de cartão de memória dominante usado em câmeras digitais. Em 2001, o SmartMedia alcançou quase 50% de uso, mas em 2005 o SD / MMC alcançou mais de 40% do mercado de câmeras digitais e a participação do SmartMedia despencou em 2007.
Naquela época, todos os principais fabricantes de câmeras digitais usavam SD em suas linhas de produtos de consumo, incluindo Canon , Casio , Fujifilm , Kodak , Leica , Nikon , Olympus , Panasonic , Pentax , Ricoh , Samsung e Sony . Anteriormente, a Olympus e a Fujifilm usavam cartões XD-Picture (cartões xD) exclusivamente, enquanto a Sony usava apenas Memory Stick ; no início de 2010, todos os três suportavam SD.
Alguns prosumer câmeras digitais e profissionais continuou a oferecer CompactFlash (CF), quer por um segundo slot de cartão ou como o único armazenamento, como CF suporta capacidades muito maiores máximo e historicamente era mais barato para a mesma capacidade.
Os cartões de memória Secure Digital podem ser usados em camcorders Sony XDCAM EX com um adaptador e em equipamentos de cartão Panasonic P2 com um adaptador MicroP2 .
Computadores pessoais
Embora muitos computadores pessoais acomodem cartões SD como um dispositivo de armazenamento auxiliar usando um slot embutido, ou possam acomodar cartões SD por meio de um adaptador USB, os cartões SD não podem ser usados como o disco rígido principal através do controlador ATA integrado, porque nenhum dos as variantes do cartão SD suportam sinalização ATA. O uso do disco rígido principal requer um chip controlador SD separado ou um conversor SD para CompactFlash. No entanto, em computadores que oferecem suporte ao bootstrap a partir de uma interface USB, um cartão SD em um adaptador USB pode ser o disco rígido principal, desde que contenha um sistema operacional que ofereça suporte ao acesso USB assim que o bootstrap for concluído.
Em laptops e tablets , os cartões de memória em um leitor de cartão integrado oferecem um benefício ergonômico em relação às unidades flash USB , uma vez que esta fica para fora do dispositivo, e o usuário precisa ter cuidado para não bater durante o transporte do dispositivo, o que poderia danificar a porta USB. Os cartões de memória têm um formato unificado e não reservam uma porta USB quando inseridos no slot de cartão dedicado de um computador.
Desde o final de 2009, os computadores Apple mais recentes com leitores de cartão SD instalados podem inicializar no macOS a partir de dispositivos de armazenamento SD, quando devidamente formatados no formato de arquivo Mac OS Extended e a tabela de partição padrão definida como Tabela de partição GUID . (Consulte Outros sistemas de arquivos abaixo).
Os cartões SD estão aumentando em uso e popularidade entre os proprietários de computadores antigos, como o Atari de 8 bits . Por exemplo, SIO2SD ( SIO é uma porta Atari para conectar dispositivos externos) é usado atualmente. O software para um Atari de 8 bits pode ser incluído em um cartão SD que pode ter menos de 4-8 GB de tamanho de disco (2019).
Sistemas embarcados
Em 2008, a SDA especificou Embedded SD, "aproveitando os padrões SD bem conhecidos" para permitir dispositivos não removíveis do tipo SD em placas de circuito impresso. No entanto, este padrão não foi adotado pelo mercado enquanto o padrão MMC se tornou o padrão de fato para sistemas embarcados. A SanDisk fornece esses componentes de memória incorporados sob a marca iNAND.
A maioria dos microcontroladores modernos possui lógica SPI integrada que pode fazer interface com um cartão SD operando em seu modo SPI, fornecendo armazenamento não volátil. Mesmo se um microcontrolador não tiver o recurso SPI, o recurso pode ser emulado por bit banging . Por exemplo, um hack caseiro combina pinos de entrada / saída de propósito geral (GPIO) sobressalentes do processador do roteador Linksys WRT54G com o código de suporte MMC do kernel Linux . Essa técnica pode atingir uma taxa de transferência de até 1,6 Mbit / s .
Distribuição de música
MicroSDs pré-gravados foram usados para comercializar música sob as marcas slotMusic e slotRadio da SanDisk e MQS da Astell & Kern .
Detalhes técnicos
Tamanho físico
A especificação do cartão SD define três tamanhos físicos. As famílias SD e SDHC estão disponíveis em todos os três tamanhos, mas as famílias SDXC e SDUC não estão disponíveis no tamanho mini e a família SDIO não está disponível no tamanho micro. Cartões menores podem ser usados em slots maiores por meio de um adaptador passivo.
Padrão
- SD (SDSC), SDHC, SDXC, SDIO, SDUC
- 32 mm × 24 mm × 2,1 mm ( 1+17 ⁄ 64 pol. × 15 ⁄ 16 pol. × 5 ⁄ 64 pol.)
- 32 mm × 24 mm × 1,4 mm ( 1+17 ⁄ 64 pol. × 15 ⁄ 16 pol. × 1 ⁄ 16 pol.(Tão fino quanto MMC) paraThin SD(raro)
MiniSD
- miniSD, miniSDHC, miniSDIO
- 21,5 mm × 20 mm × 1,4 mm ( 27 ⁄ 32 pol. × 25 ⁄ 32 pol. × 1 ⁄ 16 pol.)
microSD
O fator de forma micro é o menor formato de cartão SD.
- microSD, microSDHC, microSDXC, microSDUC
- 15 mm × 11 mm × 1 mm ( 19 ⁄ 32 pol. × 7 ⁄ 16 pol. × 3 ⁄ 64 pol.)
Modos de transferência
Os cartões podem suportar várias combinações dos seguintes tipos de barramento e modos de transferência. O modo de barramento SPI e o modo de barramento SD de um bit são obrigatórios para todas as famílias SD, conforme explicado na próxima seção. Depois que o dispositivo host e o cartão SD negociam um modo de interface de barramento, o uso dos pinos numerados é o mesmo para todos os tamanhos de cartão.
- Modo de barramento SPI: O barramento de interface periférica serial é usado principalmente por microcontroladores incorporados . Este tipo de barramento suporta apenas uma interface de 3,3 volts. Este é o único tipo de barramento que não requer uma licença de host.
- Modo de barramento SD de um bit: Canais de comando e dados separados e um formato de transferência proprietário.
- Modo de barramento SD de quatro bits: usa pinos extras mais alguns pinos reatribuídos. Este é o mesmo protocolo que o modo de barramento SD de um bit que usa um comando e quatro linhas de dados para transferência de dados mais rápida. Todos os cartões SD suportam este modo. UHS-I e UHS-II requerem este tipo de barramento.
- Duas linhas diferenciais Modo UHS-II SD: Usa duas interfaces diferenciais de baixa tensão para transferir comandos e dados. Os cartões UHS-II incluem essa interface além dos modos de barramento SD.
A interface física compreende 9 pinos, exceto que o cartão miniSD adiciona dois pinos não conectados no centro e o cartão microSD omite um dos dois pinos V SS (terra).
Pino MMC |
PIN SD |
pino miniSD |
pino microSD |
Nome | I / O | Lógica | Descrição |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 1 | 1 | 2 | nCS | eu | PP | Seleção da placa SPI [CS] (lógica negativa) |
2 | 2 | 2 | 3 | DI | eu | PP | SPI Serial Data In [MOSI] |
3 | 3 | 3 | VSS | S | S | Chão | |
4 | 4 | 4 | 4 | VDD | S | S | Poder |
5 | 5 | 5 | 5 | CLK | eu | PP | SPI Serial Clock [SCLK] |
6 | 6 | 6 | 6 | VSS | S | S | Chão |
7 | 7 | 7 | 7 | FAZ | O | PP | SPI Serial Data Out [MISO] |
8 | 8 | 8 | NC nIRQ |
. O |
. OD |
Interrupção não utilizada (cartões de memória) (cartões SDIO) (lógica negativa) |
|
9 | 9 | 1 | NC | . | . | Não utilizado | |
10 | NC | . | . | Reservado | |||
11 | NC | . | . | Reservado |
Pino MMC |
PIN SD |
pino miniSD |
pino microSD |
Nome | I / O | Lógica | Descrição |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 1 | 1 | 2 | CD | I / O | . | Detecção de cartão (por host) e detecção de modo não SPI (por cartão) |
2 | 2 | 2 | 3 | CMD | I / O | PP, OD |
Comando, Resposta |
3 | 3 | 3 | VSS | S | S | Chão | |
4 | 4 | 4 | 4 | VDD | S | S | Poder |
5 | 5 | 5 | 5 | CLK | eu | PP | Relógio serial |
6 | 6 | 6 | 6 | VSS | S | S | Chão |
7 | 7 | 7 | 7 | DAT0 | I / O | PP | SD Serial Data 0 |
8 | 8 | 8 | NC nIRQ |
. O |
. OD |
Interrupção não utilizada (cartões de memória) (cartões SDIO) (lógica negativa) |
|
9 | 9 | 1 | NC | . | . | Não utilizado | |
10 | NC | . | . | Reservado | |||
11 | NC | . | . | Reservado |
Pino MMC |
PIN SD |
pino miniSD |
pino microSD |
Nome | I / O | Lógica | Descrição |
---|---|---|---|---|---|---|---|
. | 1 | 1 | 2 | DAT3 | I / O | PP | Dados Série SD 3 |
. | 2 | 2 | 3 | CMD | I / O | PP, OD |
Comando, Resposta |
. | 3 | 3 | VSS | S | S | Chão | |
. | 4 | 4 | 4 | VDD | S | S | Poder |
. | 5 | 5 | 5 | CLK | eu | PP | Relógio serial |
. | 6 | 6 | 6 | VSS | S | S | Chão |
. | 7 | 7 | 7 | DAT0 | I / O | PP | SD Serial Data 0 |
8 | 8 | 8 | DAT1 nIRQ |
I / O O |
PP OD |
Período de interrupção dos dados seriais SD 1 (cartões de memória) (os cartões SDIO compartilham o pino via protocolo) |
|
9 | 9 | 1 | DAT2 | I / O | PP | SD Serial Data 2 | |
10 | NC | . | . | Reservado | |||
11 | NC | . | . | Reservado |
Notas:
- A direção é relativa ao cartão. I = entrada, O = saída.
- PP = lógica Push-Pull , OD = lógica Open-Drain .
- S = Fonte de alimentação , NC = Não conectado (ou alto lógico ).
Interface
Interface de comando
Os cartões SD e os dispositivos host se comunicam inicialmente por meio de uma interface síncrona de um bit, onde o dispositivo host fornece um sinal de clock que dispara bits únicos para dentro e para fora do cartão SD. O dispositivo host, portanto, envia comandos de 48 bits e recebe respostas. A placa pode sinalizar que uma resposta será atrasada, mas o dispositivo host pode abortar o diálogo.
Por meio da emissão de vários comandos, o dispositivo host pode:
- Determine o tipo, capacidade de memória e recursos do cartão SD
- Comande o cartão para usar uma voltagem diferente, velocidade de clock diferente ou interface elétrica avançada
- Prepare o cartão para receber um bloco para gravar na memória flash ou ler e responder com o conteúdo de um bloco especificado.
A interface de comando é uma extensão da interface MultiMediaCard (MMC). Os cartões SD eliminaram o suporte para alguns dos comandos do protocolo MMC, mas adicionaram comandos relacionados à proteção contra cópia. Usando apenas comandos suportados por ambos os padrões até determinar o tipo de cartão inserido, um dispositivo host pode acomodar cartões SD e MMC.
Interface elétrica
Todas as famílias de cartões SD usam inicialmente uma interface elétrica de 3,3 volts . No comando, os cartões SDHC e SDXC podem mudar para operação de 1,8 V.
Na inicialização inicial ou na inserção do cartão, o dispositivo host seleciona o barramento de interface periférica serial (SPI) ou o barramento SD de um bit pelo nível de tensão presente no pino 1. Depois disso, o dispositivo host pode emitir um comando para alternar para a interface de barramento SD de quatro bits, se o cartão SD for compatível. Para vários tipos de cartão, o suporte para o barramento SD de quatro bits é opcional ou obrigatório.
Depois de determinar se o cartão SD é compatível, o dispositivo host também pode comandar o cartão SD para alternar para uma velocidade de transferência mais alta . Até determinar os recursos da placa, o dispositivo host não deve usar uma velocidade de clock superior a 400 kHz. Os cartões SD diferentes de SDIO (veja abaixo) têm uma taxa de clock de "Velocidade padrão" de 25 MHz. O dispositivo host não precisa usar a velocidade máxima do clock que a placa suporta. Ele pode operar a menos do que a velocidade máxima do clock para conservar energia. Entre os comandos, o dispositivo host pode parar o relógio inteiramente.
Atingindo velocidades de cartão mais altas
A especificação SD define transferências de quatro bits. (A especificação MMC suporta isso e também define um modo de oito bits de largura; cartões MMC com bits estendidos não eram aceitos pelo mercado.) A transferência de vários bits em cada pulso de clock melhora a velocidade do cartão. As famílias SD avançadas também melhoraram a velocidade, oferecendo frequências de clock mais rápidas e taxa de dados dupla (explicada aqui ) em uma interface diferencial de alta velocidade (UHS-II).
Sistema de arquivo
Como outros tipos de cartão de memória flash , um cartão SD de qualquer família SD é um dispositivo de armazenamento endereçável por bloco , no qual o dispositivo host pode ler ou gravar blocos de tamanho fixo especificando seu número de bloco.
MBR e FAT
A maioria dos cartões SD vem pré-formatada com uma ou mais partições MBR , onde a primeira ou única partição contém um sistema de arquivos . Isso permite que eles operem como o disco rígido de um computador pessoal . De acordo com as especificações do cartão SD, um cartão SD é formatado com MBR e o seguinte sistema de arquivos:
- Para cartões SDSC:
- Capacidade inferior a 32.680 setores lógicos (menor que 16 MB): FAT12 com tipo de partição 01h e BPB 3.0 ou EBPB 4.1
- Capacidade de 32.680 a 65.535 setores lógicos (entre 16 MB e 32 MB): FAT16 com tipo de partição 04h e BPB 3.0 ou EBPB 4.1
- Capacidade de pelo menos 65.536 setores lógicos (maiores que 32 MB): FAT16B com tipo de partição 06h e EBPB 4.1
- Para cartões SDHC:
- Para cartões SDXC: exFAT com tipo de partição 07h
A maioria dos produtos de consumo que aceitam um cartão SD espera que ele seja particionado e formatado dessa maneira. O suporte universal para FAT12, FAT16, FAT16B e FAT32 permite o uso de cartões SDSC e SDHC na maioria dos computadores host com um leitor SD compatível, para apresentar ao usuário o método familiar de arquivos nomeados em uma árvore de diretório hierárquica.
Em tais cartões SD, programas utilitários padrão como o " Utilitário de Disco " do Mac OS X ou o SCANDISK do Windows podem ser usados para reparar um sistema de arquivamento corrompido e, às vezes, recuperar arquivos excluídos. Ferramentas de desfragmentação para sistemas de arquivos FAT podem ser usadas nesses cartões. A consolidação de arquivos resultante pode fornecer uma melhoria marginal no tempo necessário para ler ou gravar o arquivo, mas não uma melhoria comparável à desfragmentação de discos rígidos, onde armazenar um arquivo em vários fragmentos requer um movimento físico adicional e relativamente lento de um cabeça de acionamento. Além disso, a desfragmentação executa gravações no cartão SD que contam contra a vida útil nominal do cartão. A resistência de gravação da memória física é discutida no artigo sobre memória flash ; a tecnologia mais recente para aumentar a capacidade de armazenamento de um cartão oferece pior resistência de gravação.
Ao reformatar um cartão SD com uma capacidade de pelo menos 32 MB (65536 setores lógicos ou mais), mas não mais do que 2 GB, FAT16B com tipo de partição 06h e EBPB 4.1 é recomendado se o cartão for para um dispositivo de consumidor. (FAT16B também é uma opção para cartões de 4 GB, mas requer o uso de clusters de 64 KB , que não são amplamente suportados.) O FAT16B não oferece suporte a cartões acima de 4 GB.
A especificação SDXC o uso de Microsoft 's proprietária exFAT sistema de arquivos, o que às vezes requer drivers apropriados (por exemplo, exfat-utils
/ exfat-fuse
no Linux).
Outros sistemas de arquivos
Como o host vê o cartão SD como um dispositivo de armazenamento em bloco, o cartão não requer partições MBR ou qualquer sistema de arquivos específico. O cartão pode ser reformatado para usar qualquer sistema de arquivos compatível com o sistema operacional. Por exemplo:
- No Windows , os cartões SD podem ser formatados usando NTFS e, em versões posteriores, exFAT .
- No macOS , os cartões SD podem ser particionados como dispositivos GUID e formatados com sistemas de arquivos HFS Plus ou APFS ou ainda usar exFAT .
- Em sistemas operacionais semelhantes ao Unix, como Linux ou FreeBSD , os cartões SD podem ser formatados usando o sistema de arquivos UFS , Ext2 , Ext3 , Ext4 , btrfs , HFS Plus , ReiserFS ou F2FS . Além disso, no Linux, os sistemas de arquivos HFS Plus podem ser acessados para leitura / gravação se o pacote "hfsplus" estiver instalado e particionado e formatado se "hfsprogs" estiver instalado. (Esses nomes de pacotes estão corretos no Debian, Ubuntu etc., mas podem ser diferentes em outras distribuições do Linux.)
Qualquer versão recente do acima pode formatar cartões SD usando o sistema de arquivos UDF .
Além disso, como acontece com as unidades flash USB ativas, um cartão SD pode ter um sistema operacional instalado. Os computadores que podem inicializar a partir de um cartão SD (usando um adaptador USB ou inserido no leitor de mídia flash do computador) em vez da unidade de disco rígido podem, portanto, ser capazes de se recuperar de uma unidade de disco rígido corrompida. Esse cartão SD pode ser bloqueado contra gravação para preservar a integridade do sistema.
O SD Standard permite o uso apenas dos sistemas de arquivos Microsoft FAT mencionados acima e qualquer cartão produzido no mercado deve ser pré-carregado com o sistema de arquivos padrão relacionado ao ser entregue ao mercado. Se algum aplicativo ou usuário reformatar o cartão com um sistema de arquivos não padrão, a operação adequada do cartão, incluindo a interoperabilidade, não pode ser garantida.
Riscos de reformatação
A reformatação de um cartão SD com um sistema de arquivos diferente, ou mesmo com o mesmo, pode tornar o cartão mais lento ou encurtar sua vida útil. Alguns cartões usam o nivelamento de desgaste , no qual blocos modificados com frequência são mapeados para diferentes porções da memória em momentos diferentes, e alguns algoritmos de nivelamento de desgaste são projetados para os padrões de acesso típicos de FAT12, FAT16 ou FAT32. Além disso, o sistema de arquivos pré-formatado pode usar um tamanho de cluster que corresponda à região de apagamento da memória física no cartão; a reformatação pode alterar o tamanho do cluster e tornar as gravações menos eficientes. A SD Association fornece o software SD Formatter, que pode ser baixado gratuitamente, para superar esses problemas no Windows e no Mac OS X.
Os cartões de memória SD / SDHC / SDXC têm uma "Área Protegida" no cartão para a função de segurança do padrão SD. Nem os formatadores padrão nem o formatador SD Association irão apagá-lo. A SD Association sugere que os dispositivos ou software que usam a função de segurança SD podem formatá-lo.
Consumo de energia
O consumo de energia dos cartões SD varia de acordo com o modo de velocidade, fabricante e modelo.
Durante a transferência, pode estar na faixa de 66–330 mW (20–100 mA com uma tensão de alimentação de 3,3 V). As especificações da TwinMos Technologies listam um máximo de 149 mW (45 mA) durante a transferência. A Toshiba lista 264–330 mW (80–100 mA). A corrente de espera é muito mais baixa, menos de 0,2 mA para um cartão microSD de 2006. Se houver transferência de dados por períodos significativos, a vida útil da bateria pode ser reduzida visivelmente; para referência, a capacidade das baterias do smartphone é normalmente em torno de 6 Wh (Samsung Galaxy S2: 1650 mAh @ 3,7 V).
Os cartões UHS-II modernos podem consumir até 2,88 W, se o dispositivo host suportar o modo de velocidade de barramento SDR104 ou UHS-II. O consumo mínimo de energia no caso de um host UHS-II é de 720 mW.
Modo de velocidade de ônibus |
Máx. velocidade do ônibus [MB / s] |
Máx. frequência do relógio [MHz] |
Tensão do sinal [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 |
Alta velocidade | 25 | 50 | 3,3 | 0,72 | 0,72 | 0,72 |
Velocidade Padrão | 12,5 | 25 | 3,3 | 0,33 | 0,36 | 0,36 / 0,54 |
Capacidade de armazenamento e compatibilidades
Todos os cartões SD permitem que o dispositivo host determine quanta informação o cartão pode conter, e a especificação de cada família SD dá ao dispositivo host uma garantia da capacidade máxima que um cartão compatível informa.
Quando a especificação da versão 2.0 (SDHC) foi concluída em junho de 2006, os fornecedores já haviam desenvolvido cartões SD de 2 GB e 4 GB, conforme especificado na versão 1.01 ou lendo de forma criativa a versão 1.00. As placas resultantes não funcionam corretamente em alguns dispositivos host.
Cartões SDSC acima de 1 GB
Um dispositivo host pode solicitar a qualquer cartão SD inserido sua string de identificação de 128 bits (os dados específicos do cartão ou CSD). Em cartões de capacidade padrão (SDSC), 12 bits identificam o número de clusters de memória (variando de 1 a 4.096) e 3 bits identificam o número de blocos por cluster (que decodificam para 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 ou 512 blocos por cluster). O dispositivo host multiplica esses números (conforme mostrado na seção a seguir) pelo número de bytes por bloco para determinar a capacidade da placa em bytes.
SD versão 1.00 assumiu 512 bytes por bloco. Isso permitia cartões SDSC de até 4.096 × 512 × 512 B = 1 GB, para os quais não há incompatibilidades conhecidas.
A versão 1.01 permite que um cartão SDSC use um campo de 4 bits para indicar 1.024 ou 2.048 bytes por bloco. Isso habilitou cartões com capacidade de 2 GB e 4 GB, como o cartão SD Transcend de 4 GB e o cartão SD Memorette de 4 GB.
Os primeiros dispositivos host SDSC que assumem blocos de 512 bytes, portanto, não suportam totalmente a inserção de cartões de 2 GB ou 4 GB. Em alguns casos, o dispositivo host pode ler dados que residem no primeiro 1 GB do cartão. Se a suposição for feita no software do driver, o sucesso pode depender da versão. Além disso, qualquer dispositivo host pode não suportar uma placa SDSC de 4 GB, uma vez que a especificação permite presumir que 2 GB é o máximo para essas placas.
Cálculos de capacidade de armazenamento
O formato do registro de dados específicos do cartão (CSD) mudou entre a versão 1 (SDSC) e a versão 2.0 (que define SDHC e SDXC).
Versão 1
Na versão 1 da especificação SD, as capacidades de até 2 GB são calculadas combinando campos do CSD da seguinte forma:
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)
Versões posteriores afirmam (na Seção 4.3.2) que um cartão SDSC de 2 GB deve definir seu READ_BL_LEN (e WRITE_BL_LEN) para indicar 1024 bytes, de modo que o cálculo acima relate corretamente a capacidade do cartão; mas que, para consistência, o dispositivo host não deve solicitar (por CMD16) comprimentos de bloco acima de 512 B.
Versões 2 e 3
Na definição dos cartões SDHC na versão 2.0, a parte C_SIZE do CSD é de 22 bits e indica o tamanho da memória em múltiplos de 512 KB (o campo C_SIZE_MULT é removido e READ_BL_LEN não é mais usado para calcular a capacidade). Dois bits que antes eram reservados agora identificam a família do cartão: 0 é SDSC; 1 é SDHC ou SDXC; 2 e 3 são reservados. Por causa dessas redefinições, os dispositivos host mais antigos não identificam corretamente os cartões SDHC ou SDXC nem sua capacidade correta.
- Os cartões SDHC estão restritos a relatar uma capacidade não superior a 32 GB.
- Os cartões SDXC podem usar todos os 22 bits do campo C_SIZE. Um cartão SDHC que fizesse isso (relatou C_SIZE> 65375 para indicar uma capacidade de mais de 32 GB) violaria a especificação. Um dispositivo host que dependia de C_SIZE em vez da especificação para determinar a capacidade máxima da placa pode suportar tal placa, mas a placa pode falhar em outros dispositivos host compatíveis com SDHC.
A capacidade é calculada assim:
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
Capacidades acima de 4 GB só podem ser alcançadas seguindo a versão 2.0 ou versões posteriores. Além disso, capacidades iguais a 4 GB também devem fazê-lo para garantir a compatibilidade.
Abertura das especificações
Como a maioria dos formatos de cartão de memória, o SD é coberto por várias patentes e marcas comerciais . Excluindo os cartões SDIO , são impostos royalties para licenças de cartão SD para a fabricação e venda de cartões de memória e adaptadores de host (US $ 1.000 / ano mais associação a US $ 1.500 / ano)
As primeiras versões da especificação SD estavam disponíveis sob um acordo de não divulgação (NDA) que proíbe o desenvolvimento de drivers de código aberto. No entanto, o sistema foi eventualmente submetido a engenharia reversa e drivers de software livre forneceram acesso a cartões SD que não usavam DRM. Após o lançamento da maioria dos drivers de código aberto, o SDA forneceu uma versão simplificada da especificação sob uma licença menos restritiva, ajudando a reduzir alguns problemas de incompatibilidade.
Sob um acordo de isenção de responsabilidade, a especificação simplificada lançada pelo SDA em 2006 - em oposição à dos cartões SD - foi posteriormente estendida para a camada física, extensões ASSD, SDIO e SDIO Bluetooth Tipo-A.
A especificação simplificada está disponível.
Novamente, a maioria das informações já havia sido descoberta e o Linux tinha um driver totalmente gratuito para isso. Ainda assim, construir um chip em conformidade com esta especificação fez com que o projeto One Laptop per Child reivindicasse "a primeira implementação SD verdadeiramente de código aberto, sem a necessidade de obter uma licença SDI ou assinar NDAs para criar drivers ou aplicativos SD".
A natureza proprietária da especificação SD completa afeta sistemas embarcados , laptops e alguns computadores desktop; muitos computadores de mesa não têm slots de cartão, em vez de usar leitores de cartão baseados em USB , se necessário. Esses leitores de cartão apresentam uma interface de armazenamento em massa USB padrão para cartões de memória, separando assim o sistema operacional dos detalhes da interface SD subjacente. No entanto, os sistemas embarcados (como reprodutores de música portáteis) geralmente obtêm acesso direto aos cartões SD e, portanto, precisam de informações completas de programação. Os leitores de cartão de desktop são, eles próprios, sistemas incorporados; seus fabricantes geralmente pagam ao SDA para acesso completo às especificações do SD. Muitos notebooks agora incluem leitores de cartão SD não baseados em USB; os drivers de dispositivo para esses basicamente obtêm acesso direto ao cartão SD, assim como os sistemas embarcados.
O modo de interface SPI -bus é o único tipo que não requer uma licença de host para acessar cartões SD.
Programa de verificação SD Express / UHS-II (SVP)
A SD Association (SDA) desenvolveu o Programa de Verificação SD Express / UHS-II (SVP) para verificar as interfaces eletrônicas dos cartões UHS-II e SD Express / host / produtos auxiliares dos membros. Os produtos aprovados no SVP podem ser listados no site da SDA como um produto verificado. O SVP fornece aos consumidores e às empresas maior confiança de que os produtos aprovados no SVP atendem aos padrões de interface, garantindo a compatibilidade.
O SVP testa os produtos quanto à conformidade com as Diretrizes de Teste Físico da SDA. Os produtos qualificados para SVP incluem cartão / host / produtos auxiliares usando SD Express, com interface PCI Express® (PCIe®) ou interface SD UHS-II. A SDA selecionou a Granite River Labs (GRL) como o primeiro provedor de testes com laboratórios localizados no Japão, Taiwan e EUA. SVP é um programa voluntário disponível exclusivamente para membros da SDA. Os membros podem optar por ter os produtos aprovados nos testes SVP listados no site da SDA.
As interfaces PCIe e UHS-II são interfaces de alto diferencial e atender aos requisitos exigentes de suas especificações é extremamente importante para garantir a operação adequada e interoperabilidade. O SVP atende o mercado garantindo melhor interoperabilidade e publicando uma lista de produtos verificados do SVP. Esta lista permite que os membros promovam seus produtos e permite que consumidores e OEMs tenham mais confiança ao selecionar produtos na lista.
Por um período limitado, a SDA está subsidiando os custos do SVP e oferecendo aos seus membros opções de desconto adicionais por meio de um programa de desconto por volume do Test Shuttle. O Test Shuttle aproveita vários membros que enviam produtos do mesmo tipo para testes em massa. As empresas interessadas em criar produtos usando as especificações SDA e participar do SVP podem se associar ao SDA visitando: https://www.sdcard.org/join/ .
Comparação com outros formatos de memória flash
No geral, o SD é menos aberto do que as unidades de memória flash USB ou CompactFlash . Esses padrões abertos podem ser implementados sem pagar por licenciamento, royalties ou documentação. (As unidades flash USB e CompactFlash podem exigir taxas de licenciamento para o uso dos logotipos de marca registrada do SDA.)
No entanto, o SD é muito mais aberto do que o Memory Stick da Sony , para o qual nenhuma documentação pública nem qualquer implementação legada documentada está disponível. Todos os cartões SD podem ser acessados livremente usando o barramento SPI bem documentado .
Os cartões xD são simplesmente chips flash NAND de 18 pinos em um pacote especial e oferecem suporte ao conjunto de comandos padrão para acesso flash NAND bruto. Embora a interface de hardware bruta para cartões xD seja bem compreendida, o layout de seu conteúdo de memória - necessário para a interoperabilidade com leitores de cartão xD e câmeras digitais - é totalmente não documentado. O consórcio que licencia os cartões xD não divulgou nenhuma informação técnica ao público.
Modelo | MMC | RS-MMC | MMCplus | MMCmobile | SecureMMC | SDIO | SD | miniSD | microSD |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Compatível com soquete SD | sim | Extensor | sim | Extensor | sim | sim | sim | Adaptador | Adaptador |
Alfinetes | 7 | 7 | 13 | 13 | 7 | 9 | 9 | 11 | 8 |
Largura | 24 mm | 24 mm | 24 mm | 24 mm | 24 mm | 24 mm | 24 mm | 20 mm | 11 mm |
Comprimento | 32 mm | 18 mm | 32 mm | 18 mm | 32 mm | 32 mm + | 32 mm | 21,5 mm | 15 mm |
Espessura | 1,4 mm | 1,4 mm | 1,4 mm | 1,4 mm | 1,4 mm | 2,1 mm | 2,1 mm (mais) 1,4 mm (raro) |
1,4 mm | 1 mm |
Modo de barramento SPI de 1 bit | Opcional | Opcional | Opcional | Opcional | sim | sim | sim | sim | sim |
Max SPI bus clock | 20 MHz | 20 MHz | 52 MHz | 52 MHz | 20 MHz | 50 MHz | 25 MHz | 50 MHz | 50 MHz |
Modo de barramento MMC / SD de 1 bit | sim | sim | sim | sim | sim | sim | sim | sim | sim |
Modo de barramento MMC / SD de 4 bits | Não | Não | sim | sim | Não | Opcional | sim | sim | sim |
Modo de barramento MMC de 8 bits | Não | Não | sim | sim | Não | Não | Não | Não | Não |
Modo DDR | Não | Não | sim | sim | Desconhecido | Desconhecido | Desconhecido | Desconhecido | Desconhecido |
Relógio de barramento MMC / SD máx. | 20 MHz | 20 MHz | 52 MHz | 52 MHz | 20 MHz? | 50 MHz | 208 MHz | 208 MHz | 208 MHz |
Taxa máxima de transferência 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 |
Interrupções | Não | Não | Não | Não | Não | Opcional | Não | Não | Não |
Suporte DRM | Não | Não | Não | Não | sim | N / D | sim | sim | sim |
Criptografar usuário | Não | Não | Não | Não | sim | Não | Não | Não | Não |
Especificação simplificada. | sim | sim | Não | Não | Desconhecido | sim | sim | Não | Não |
Custo de adesão | JEDEC: US $ 4.400 / ano, opcional | SD Card Association: US $ 2.000 / ano, geral; US $ 4.500 / ano, executivo | |||||||
Custo de especificação | Sem custos | Desconhecido | Simplificado: grátis. Total: adesão ou US $ 1.000 / ano para não membros de P&D | ||||||
Licença de host | Não | Não | Não | Não | Não | US $ 1.000 / ano, exceto para uso somente no modo SPI | |||
Royalties do cartão | sim | sim | sim | sim | sim | Sim, US $ 1.000 / ano | sim | sim | sim |
Compatível com código aberto | sim | sim | Desconhecido | Desconhecido | Desconhecido | sim | sim | sim | sim |
Voltagem nominal | 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 e SDUC) |
3,3 V (miniSD), 1,8 / 3,3 V (miniSDHC) |
3,3 V (SDSC), 1,8 / 3,3 V (microSDHC, microSDXC e microSDUC) |
capacidade máxima | 128 GB | 2 GB | 128 GB? | 2 GB | 128 GB? | ? | 2 GB (SD), 32 GB (SDHC), 1 TB (SDXC), 2 TB (SDXC, teórico), 128 TB (SDUC, teórico) |
2 GB (miniSD), 16 GB (miniSDHC) |
2 GB (microSD), 32 GB (microSDHC), 1 TB (microSDXC), 2 TB (microSDXC, teórico), 128 TB (microSDUC, teórico) |
Modelo | MMC | RS-MMC | MMCplus | MMCmobile | SecureMMC | SDIO | SD | miniSD | microSD |
- Tabela de dados compilados das especificações MMC, SD e SDIO dos sites da SD Association e JEDEC . Os dados para outras variações do cartão são interpolados.
Recuperação de dados
Um cartão SD com defeito pode ser reparado usando equipamento especializado, desde que a parte do meio, contendo o armazenamento flash, não esteja fisicamente danificada. O controlador pode, desta forma, ser contornado. Isso pode ser mais difícil ou mesmo impossível no caso de cartão monolítico, onde o controlador reside no mesmo dado físico.
Veja também
- Comparação de cartões de memória
- Memória flash
- Microdrive
- Barramento de interface periférica serial (SPI)
- Armazenamento Flash Universal