😨 🧕 🧖🏿 Escolhendo cartões flash: um guia detalhado para proteger variedades digitais 📍 😼 🙌🏽

Ao escolher um disco rígido, um comprador "avançado" geralmente não apresenta problemas especiais. Pegue o mesmo WD6003FZBX de 6 TB: a velocidade do eixo é de 7200 rpm, um cache espaçoso de 256 megabytes e a presença de uma interface SATA III de alta velocidade com uma taxa de transferência de 6 Gb / s, eloquentemente indicam que temos uma solução de alto desempenho que pode satisfazer as necessidades de ambos. jogadores e entusiastas profissionais. A única nuance que precisa ser levada em consideração aqui é que o indicador de 6 Gb / s é a taxa de transferência do próprio barramento: embora a velocidade da transferência de informações do cache para o sistema seja de 550 MB / s, a taxa real de troca de dados entre o sistema e a unidade do modelo em questão atinge 227 MB / s,o que ainda é um excelente resultado para discos rígidos clássicos. No entanto, quase todo usuário de PC tecnicamente experiente sabe disso.

Quando se trata de cartões flash, mesmo um administrador experiente pode chegar a um beco sem saída. Você não precisa ir muito longe para obter exemplos: basta abrir a página do cartão de memória SanDisk Extreme PRO UHS-I . Além das linhas usuais “velocidade de leitura: até 170 MB / s” e “velocidade de gravação: até 90 MB / s”, a misteriosa inscrição “velocidade do vídeo: C10, U3, A2, V30” ostenta nas especificações. Mas deixe-me, já sabemos as características de velocidade do produto. Por que precisamos de outras classes de velocidade obscuras, e mesmo na quantidade de quatro peças? E qual é a diferença fundamental entre esses indicadores um do outro? É nessas questões que temos que descobrir no material de hoje.

A primeira versão do Secure Digital Memory Card foi desenvolvida em 1999 com a participação da SanDisk (atualmente subsidiária da Western Digital), Panasonic e Toshiba. Já em 2000, a organização sem fins lucrativos SD Card Association foi anunciada como parte da International Consumer Electronics Show (CES), cujos fundadores eram as empresas mencionadas acima. Até o momento, mais de 1000 empresas estão participando de seu trabalho, cujos engenheiros ajudam no projeto e no desenvolvimento de toda uma gama de especificações que descrevem quase todos os parâmetros de cartões de memória removíveis - desde o fator de forma até os recursos da interface de troca de dados com um dispositivo cliente. O documento é chamado de “SD Specification” e seu conteúdo pode ser encontrado no site oficial https://www.sdcard.org. Vamos examinar cuidadosamente o recurso e ver o que significam as várias abreviações e marcações.

Fator de forma do cartão de memória digital segura

Vamos começar com o fator de forma mais simples. A especificação SD fornece três tamanhos de cartões de memória:

SD é um cartão flash clássico com dimensões totais de 24 × 32 × 2,1 mm. Entre os recursos interessantes, vale destacar a presença de um comutador de proteção contra substituição mecânica. Quando definido na posição Bloquear, bloqueia a capacidade de gravar novos arquivos no cartão, excluir os existentes ou formatá-lo.

O miniSD é uma versão mais compacta de cartões flash com dimensões de 20 × 21,5 × 1,4 mm e focada no uso em dispositivos portáteis. Atualmente, cartões desse formato praticamente não são emitidos.

microSD — SD-, 11×15×1 . miniSD. , , MP3-, , . , microSD , — TransFlash (T-Flash TF).

Além do exposto, há outro fator de forma exclusivo - o nanoSD, lançado em outubro de 2018 pela Huawei. Em tamanho, os dados no cartão de memória são completamente idênticos ao nanoSIM e têm dimensões de 12,3 × 8,8 × 0,67 mm, ou seja, são quase 45% menores que o microSD convencional. Eles foram lançados simultaneamente com os smartphones Huawei Mate 20 e Mate 20 Pro, suportando trabalhos exclusivamente com este formato de cartões flash, bem como com leitores de cartões proprietários de porta dupla (USB + Tipo-C) que permitem trabalhar com outros modelos de dispositivos móveis, computadores desktop e laptops .

Infelizmente, o tamanho em miniatura acabou sendo o único trunfo dos novos cartões, enquanto em termos de preço e características técnicas eles são significativamente inferiores ao microSD clássico. Por exemplo, o Huawei Nano SD com capacidade de 128 GB e velocidade de leitura sequencial de 90 MB / s, custa quase 6 mil rublos na loja oficial. Para comparação, o Sandisk Extreme de capacidade semelhante, que possui características muito mais impressionantes (velocidades de leitura / gravação de até 160/90 MB / s, respectivamente, com proteção contra exposição à água, altas e baixas temperaturas, choque e radiação de raios-x) custará 2200 a 2500 rublos de acordo com Yandex.Market (as informações fornecidas são relevantes no momento da redação).

Como o novo formato ainda não foi acordado com a SD Card Association e não recebeu o status oficial, é muito cedo para falar sobre sua distribuição posterior. E, à luz das sanções dos EUA contra a Huawei e da guerra comercial com a China, as perspectivas para o nanoSD estão se tornando ainda mais vagas.

Padrões seguros para cartões digitais

Se, com o fator de forma, tudo é bastante óbvio, então, com os padrões dos cartões de memória flash, a situação é um pouco mais complicada. Até a presente data, a SD Specification descreve 5 gerações de cartões Secure Digital, diferindo em volume e outras características técnicas. Vamos considerar cada um deles separadamente.

SD

Este padrão é apresentado em duas versões: 1.0 e 1.1. Os cartões de memória SD 1.0 variam de 8 MB a 2 GB, enquanto os dispositivos que atendem à especificação 1.1 atingem 4 GB. Esse tipo de cartão SD usa endereçamento de bytes e endereços de 32 bits (o que explica o limite máximo de capacidade de 4 gigabytes), suportando os sistemas de arquivos FAT16 e FAT32.

Sdhc

Cartões de memória que cumprem com a especificação SD versão 2.0. Sua principal diferença em relação às anteriores é o suporte ao endereçamento setor por setor, que aumentou a quantidade máxima de cartões flash para 32 gigabytes. O lado negativo dessa vantagem é a falta de compatibilidade com dispositivos orientados para trabalhar com cartões SD comuns. O sistema de arquivos usado é o FAT32.

Sdxc

Um padrão introduzido pela SD Association em 2009 como parte da International Consumer Electronics Show (CES). A abreviação significa Secure Digital eXtended Capacity ("cartões SD de alta capacidade"). Os cartões de memória SDXC podem ter capacidade de até 2 TB e usar o sistema de arquivos exFAT, além de receberem um barramento UHS (falaremos sobre isso a seguir), capaz de trabalhar no modo de quatro bits e fornecer velocidades de transferência de dados de até 312 MB / s. Outro recurso do novo padrão é a compatibilidade direta e reversa com os padrões anteriores: os dispositivos habilitados para SDXC podem trabalhar com cartões de memória SD e SDHC, e os cartões de memória SDXC podem funcionar em dispositivos habilitados para SDHC, desde que tenham sido pré-formatados no FAT32.

SDUC

Este padrão está na SD Specification Versão 7.0. Como o SDXC, os dados do cartão de memória usam o sistema de arquivos exFAT, mas sua capacidade máxima pode atingir 128 TB.

SD Express

Padrão apresentado pela SD Association ao público em 27 de junho de 2018. Imediatamente incluiu três tipos de cartões flash que diferem entre si em capacidade máxima: SDHC Express (até 32 GB), SDXC Express (até 2 TB) e SDUC Express até 128 TB. A nova geração de cartões de memória é fundamentalmente diferente de seus antecessores, pois usa a interface PCI Express 3.0 e o protocolo NVMe 1.3 (na segunda linha de contatos), o que lhes permite desenvolver velocidades de transferência de dados de até 0,9 GB / s. Ao mesmo tempo, cartões flash desse tipo são compatíveis com versões anteriores de dispositivos compatíveis com a operação com o barramento UHS.

Quanto ao SDXC e SDUC, é necessário entender que a SD Card Association está à frente no desenvolvimento de padrões, pois leva muito tempo para criar as tecnologias apropriadas e a implementação prática das especificações adotadas. Até o momento, o cartão de memória mais amplo e rápido é o SanDisk Extreme de 1 TB: além do volume de gravação, este cartão demonstra uma impressionante velocidade de leitura sequencial (até 160 MB / s), enquanto o próprio padrão SDXC, como mencionado acima, fornece a capacidade máxima do cartão é de até 2 TB e a velocidade de transferência de dados é de até 312 MB / s, ou seja, o possível cartão flash SDXC pode ser 2 vezes mais espaçoso e duas vezes mais rápido.

A criação deste cartão foi possível graças ao uso da mais recente memória flash 3D NAND BiCS 3D de 64 camadas , feita com a tecnologia de processo de 28 nanômetros, que descrevemos em detalhes em materiais anteriores em unidades de estado sólido. Foi o aumento da densidade de empacotamento de células em quase 1,4 vezes em comparação com a geração anterior de memória tridimensional que nos ajudou a criar um cartão de memória flash com capacidade recorde para os padrões do mercado moderno. O desenvolvimento de uma tecnologia promissora permitirá, no futuro, aumentar o número de camadas em um cristal tridimensional para 128 e criar produtos ainda mais avançados que atendam às especificações SDUC.

Características de velocidade dos cartões SD

Nós descobrimos os padrões, é hora de estudar as classes de velocidade. No entanto, para evitar mais confusões, é necessário lidar com um conceito como o UHS. Esta abreviação significa Ultra High Speed - "ultra-fast data transfer". O termo tem dois significados. Primeiro, esse é o nome do barramento, cuja especificação apareceu pela primeira vez na terceira versão do padrão Secure Digital. A principal diferença entre o UHS e seus antecessores era o suporte ao modo de transferência de dados de 4 bits, o que nos permitiu elevar o desempenho dos cartões de memória flash a um nível totalmente novo. Portanto, o UHS-I, cujas especificações foram definidas no padrão Secure Digital 3.01, suporta uma taxa de troca de dados de 50 ou 104 MB / se o UHS-II (incluído na versão atualizada do padrão Secure Digital 4.0) - já 156 MB / s ou 312 MB /com,enquanto que para os cartões SD com interface de alta velocidade, o limite dos sonhos era de 25 MB / s.

A propósito, escrever “50 ou 104 MB / s” não é um erro. Este não é um intervalo de velocidades, mas dois modos possíveis de operação. Os cartões UHS-I são capazes de operar no modo SDR50 ou SDR104. No modo SDR (Taxa de dados única), uma palavra de dados é transmitida por ciclo e um comando de controle é recebido. Assim, a uma frequência de 100 MHz, o barramento é capaz de transmitir 50 megabytes por segundo e a uma frequência de 208 MHz - já 104 MB / s.

Com a interface UHS-II, as coisas são um pouco mais complicadas. Esses cartões de memória possuem duas linhas de contatos.

O superior fornece compatibilidade retroativa com as interfaces de alta velocidade e UHS-I, enquanto o inferior permite que o cartão funcione em dois modos adicionais: FD156 e HF312. O uso de um par de bandas de baixa tensão (0,4 V) no modo duplex (e FD significa nada mais que o Full Duplex) permite alcançar 156 MB / s honestos a uma frequência de 52 MHz e o modo half-duplex (HD, ou seja, Half Duplex) - já 312 MB / s na mesma frequência, no entanto, os dados só podem ser transmitidos em uma direção a qualquer momento.

A abreviação UHS também é usada para indicar a classe de velocidade dos cartões flash equipados com essa interface (nome completo - Classe de velocidade UHS). Mas, antes de prosseguir com a discussão, faz sentido determinar claramente a terminologia usada. Para isso, recorremos às especificações técnicas dos cartões de memória SanDisk Extreme PLUS SDHC / SDXC UHS-I.

Aqui, os números 90 e 60 MB / s são a velocidade nominal alcançável em certos cenários (leitura e gravação sequenciais, respectivamente) sob condições ideais nas quais o dispositivo cliente revela completamente o potencial de um cartão específico. Na prática, essas situações são extremamente raras: na maioria das vezes o cartão funciona no modo misto e o próprio dispositivo pode ser um "gargalo". Nesse sentido, surgiu o conceito de "classe de velocidade" - o indicador de desempenho mínimo estável nas piores condições de teste em equipamentos compatíveis. Hoje existem 4 classes de velocidade:

Classe de velocidade
Classe de velocidade UHS,
Classe de velocidade do vídeo
Classe de desempenho do aplicativo.

As três primeiras classificações determinam a adequação dos cartões de memória flash para a gravação de vídeo de uma determinada resolução, enquanto a Classe de desempenho do aplicativo declara o desempenho de alta velocidade dos cartões ao trabalhar com aplicativos e, além da largura de banda, também leva em consideração o número mínimo estável de operações de E / S por segundo.

A presença de três classificações ao mesmo tempo, que determinam a adequação de um cartão específico para trabalhar com streaming de vídeo, é explicada pelo constante desenvolvimento dos próprios cartões de memória flash e pela disseminação de novos formatos de vídeo. A primeira classificação foi a Speed Class, que inclui 4 classes de desempenho (de 2 a 10 MB / s). A classe de velocidade UHS foi introduzida especificamente para dispositivos com um barramento UHS e inclui apenas duas classes: 1 (10 MB / s) e 3 (30 MB / s). A Video Speed Class foi introduzida pela SD Card Association pela primeira vez durante o programa anual CP +, realizado em Yokohama em 2016, e foi incluído na especificação SD 5.0. Essa classificação leva em consideração o suporte à gravação de vídeo streaming de resolução ultra-alta (4K, 8K e 3D) e abrange uma faixa de velocidade de 6 a 90 MB / s.

A Classe de desempenho do aplicativo está incluída na versão aprimorada da SD Specification 5.1. A necessidade de seu desenvolvimento deveu-se, em grande parte, ao surgimento da possibilidade de usar cartões de memória flash como armazenamento interno em dispositivos móveis baseados no Android (a possibilidade de combinar totalmente a própria memória do smartphone com o espaço do cartão de memória apareceu desde a 6ª versão do sistema operacional Marshmallow). Embora os cartões de memória tenham apresentado bons resultados durante a gravação de streaming de vídeo, seu desempenho geralmente se mostra insuficiente para trabalhar com aplicativos, e o surgimento de um novo padrão foi projetado para corrigir essa desvantagem.

Todas essas classificações usam o mesmo formato de abreviaturas: XY, em que X é uma letra indicando o tipo de classificação usada e Y é um número que indica a própria classe. As seguintes letras latinas correspondem às classes de velocidade do cartão flash:

Classe de velocidade - C,
Classe de velocidade UHS - U,
Classe de velocidade de vídeo - V,
Classe de desempenho do aplicativo - A.

Como as classificações acima se sobrepõem em muitos aspectos, preparamos para você uma tabela comparativa na qual as características de velocidade dos cartões flash são comparadas e correlacionadas com vídeos de diferentes resoluções.

Classe de velocidade	Classe de velocidade UHS	Classe de velocidade do vídeo	Velocidade mínima de gravação sustentada	Area de aplicação
C2	-	-	2 MB / s	Gravação de vídeo em definição padrão (SD, 720 por 576 pixels)
C4	-	-	4 MB / s	Gravação de vídeo de alta definição (HD), incluindo Full HD (720p a 1080p / 1080i)
C6	-	V6	6 MB / s
C10	U1	V10	10 MB / s	Gravação de vídeo em Full HD (1080p) e gravação intermitente em HD (barramento de alta velocidade), streaming de vídeo HD e transferência de arquivos grandes (barramento UHS)
-	U3	V30	30 MB / s	Gravação de vídeo 4K com uma taxa de quadros de 60/120 quadros por segundo (barramento UHS)
-	-	V60	60 MB / s	Gravando arquivos de vídeo com uma resolução de 8K e uma taxa de quadros de 60/120 quadros por segundo (barramento UHS)
-	-	V90	90 MB / s

Separada é a classificação Performance Application Class. Em termos de taxas de transferência de dados, as classes A1 e A2 correspondem a U1 (10 MB / s). As diferenças estão no menor número sustentável de operações de E / S por segundo.

Classe de desempenho do aplicativo	Velocidade mínima de gravação em estado estacionário	Leitura aleatória, mínimo	Registro aleatório, mínimo
A1	10 MB / s	1500 IOPS	500 IOPS
A2	10 MB / s	4000 IOPS	2000 IOPS

Workshop: decodificar letras misteriosas

Agora, armado com o conhecimento adquirido, você pode facilmente decifrar a marcação de qualquer cartão flash. Vamos voltar ao SanDisk Extreme PRO UHS-I e ler cuidadosamente suas especificações novamente.

Vamos começar em ordem:

microSD - o cartão de memória tem dimensões totais de 11 × 15 × 1 mm (largura × altura × espessura).
SDXC - à nossa frente está um cartão Secure Digital eXtended Capacity, equipado com um barramento UHS de alta velocidade.
C10 - o cartão demonstra uma velocidade de gravação estável mínima de 10 MB / s no modo de compatibilidade com versões anteriores (barramento de alta velocidade).
U3 - o cartão demonstra uma velocidade de gravação mínima constante de 30 MB / s através do barramento UHS.
V30 - o cartão pode ser usado para gravar um fluxo de vídeo em resolução de até 4K com uma frequência de 60/120 quadros por segundo.
A2 - o cartão mostra um desempenho estável mínimo de 4.000 IOPS em operações de leitura aleatória e 2.000 IOPS em operações de gravação aleatória a uma taxa de transferência de dados de 10 MB / s e é adequado para expandir a memória interna de smartphones e tablets com base no sistema operacional Android.

Como você pode ver, valeu a pena entender um pouco do problema, e a marcação do cartão nos forneceu informações abrangentes sobre seu desempenho, finalidade e dispositivos compatíveis. Agora você sabe o suficiente para navegar pela abundância de especificações e escolher um cartão flash que atenda plenamente às suas necessidades.

Escolhendo cartões flash: um guia detalhado para proteger variedades digitais