Несмотря на то, что в настоящее время в мобильных телефонах и смартфонах используются только карты памяти стандартов MMC, SD и MemoryStick, в статье описаны все существующие сейчас тандарты флеш-памяти. Так как флеш-карты применяются во множестве устройств бытовой электроники, думаю что эта информация вам пригодиться.

PC-Card (или PCMCIA)

Самый старый стандарт карт памяти, построенных на базе flash-устройств. Собственно и сам PCMCIA-слот когда-то создавался специально для обеспечения возможности подключения к компьютеру внешнего накопителя. Первый вариант стандарта появился в 1991 г. Всего существует 3 разновидности PCMCIA-устройств: Type I, II и III. Соответственно, и PC-Card выпускаются в трех различных форм-факторах, причем все три близки по своим габаритам к размерам пластиковой банковской карты, а отличаются лишь толщиной – самым “худым” является устройство Type I (толщина – 3,3 мм), а самым “упитанным” – PCMCIA-карта Type III (толщина – 10,5 мм).

Стандарт PC-card обеспечивает полную физическую и электрическую совместимость карт Type I, II и III сверху вниз. То есть в слот Type III можно вставить карты Type II и Type I, а вот наоборот не получится – размеры не позволяют. Большим удобством PCMCIA-устройств является и то, что благодаря “древности” этого вида накопителей, драйверы для работы с PC-Card по умолчанию устанавливаются при инсталляции MS Windows. Благодаря АТА-контроллеру, устройство работает в режиме эмуляции обычного жесткого диска, и операционная система “видит” карту flash-памяти стандарта PC-Card как обычный сменный накопитель. Правда, в настольную систему для работы с внешним PCMCIA-накопителем придется устанавливать специальный “картоприемник”. Такой считыватель карт подключается на старых машинах через PCI-слот, что не очень удобно. В более современных системах кард-ридер-адаптер подключается к USB-разъему – и это гораздо удобнее. Зато PCMCIA-разъемом по умолчанию оборудуются многие ноутбуки.

И все же, несмотря на то что PC-Card является надежной и хорошо отработанной технологией, популярность накопителей этого формата падает. Причина в немалых (по современным меркам) габаритах PC-Card. В настоящее время PCMCIA-накопители применяются в ноутбуках и некоторых профессиональных моделях цифровых фотоаппаратов (вроде Nikon D3). Со специальным переходником PC-Card могут работать и с компьютерами семейства Pocket PC и Handheld PC, но это уже вчерашний день, поскольку flash-накопители более современных стандартов могут подключаться к указанным устройствам и без переходников, обозначаемых иногда термином jacket.

Compact Flash

Этот стандарт был предложен в 1994 г. компанией SanDisk, а в 1995 г. его стала продвигать ассоциация CFA, созданная такими крупными компаниями, как Hewlett-Packard, Hitachi, IBM, Motorola и др. Сейчас в нее входят уже более 165 фирм. Основная задача, которая ставилась при разработке стандарта: сохранив преимущества карт с интерфейсом АТА (PC-Card), существенно уменьшить их размеры. И задача эта была успешно решена. Можно говорить о том, что именно с Compact Flash устройств началась эра портативных цифровых устройств, многие из которых и по сей день обладают слотами для подключения карт Compact Flash.

Модули памяти Compact Flash они меньше по объему чем PC-Card и имеют всего 50 контактов вместо 68, но их можно подключать в разъемы PCMCIA через пассивный переходник без дополнительного ПО. Устройства CF делятся на два типразмера - Compact Flash CF Type I (36.4x42.8x3.3 мм), Compact Flash CF Type II (36.4x42.8x3.3 мм). Карты Type II несовместимы с разъемами Type I, тогда как для карт Type I подходят порты обоих видов. В форм-факторе CF Type I выпускаются карты flash-памяти, а в форм-факторе CF Type II – разнообразная периферия для цифровой техники (модемы, миниатюрные винчестеры, приемники системы спутникового позиционирования GPS и так далее).

В карты CompactFlash встроен контроллер, который берет на себя функции по управлению flash-устройством, что не требует размещения дополнительных микросхем в самом портативном цифровом устройстве и упрощает конструкцию слота. Благодаря такому решению добавление CF-слота почти не сказывается на стоимости гаджета. Кстати, существуют и специальные переходники Compact Flash – PC-Сard, которые позволяют использовать карты Compact Flash в устройствах, оборудованных PCMCIA-разъемами.

Стандарт CompactFlash Type II поддерживает объем до 320 Мбайт, скорость чтения до 1,5 Мбайт/с, записи — 3 Мбайт/с, CompactFlash 2.0 (CF+) поддерживает объем более 12 Гб, скорость чтения выше 8 Мбайт/с, а записи — 6,6 Мбайт/с. В конце 2004 года появилась третья версия страндарта, предусматривающая скорость передачи данных до 66 Мбайт/с.

Что касается энергопотребления, то, в соответствии со стандартом карты Compact Flash, рассчитаны на напряжение питание 5 В и 3,3 В и ток до 100 мА.. При этом CF-слот в состоянии корректно поддерживать устройства обоих типов, однако 5-вольтовые карты являются устаревшими и проигрывают своим низковольтным собратьям в энергосбережении, что важно для малогабаритных цифровых устройств.

SmartMedia

Стандарт был разработан в 1995 г. компанией Toshiba в качестве замены флоппи-диска (что следует из полного названия - SSFDC – Solid State Floppy Disk Card, т.е. “твердотельная дискета”). В отличие от Compact Flash, в картах SmartMedia (SM) отсутствует встроенный контроллер, что, по замыслу создателей, должно снижать их стоимость (логично предположить, что пропорционально этому увеличивается стоимость устройств, способных работать с картами

SmartMedia). Поэтому для работы со SmartMedia невозможно применять пассивные переходники, а считыватели карт обойдутся покупателю по цене от $30 до $50.

 

Карточки стандарта SmartMedia имеют габариты 37x45x0.76 мм и весят 2 г. Рабочие напряжения у SmartMedia такие же, как и у Compact Flash, то есть 5 В и 3,3 В. При этом следует обратить внимание на особенность: в отличие от Compact Flash, оборудование, предназначенное для работы со SmartMedia, не всегда может работать с картами обоих типов. Поэтому, чтобы сделать различие между картами наглядным, у SmartMedia-накопителей, работающих при напряжении 5 В, срезан левый верхний уголок, а у их “коллег”, функционирующих при напряжении питания 3,3 В, отсутствует правый верхний уголок.

Основной проблемой этого стандарта стало ограничение максимального объема в 128. После бума в 2001 году (более половины выпускаемых цифровых камер поддерживали SmartMedia) произшло падение их производства, и в настоящее время карты выпускаются в основном для применения в уже существующих устройствах.

Стандарт впервые был представлен в ноябре 1997 г. и явился результатом совместных усилий SanDisk Corporation и Siemens AG/Infineon Technologies AG. Продвигает стандарт MMC Association, в состав которой входят Hewlett Packard, Renesas Technology, Infineon Technologies Flash, Lexar Media, Micron Technology, Nokia Mobile Phones, Power Digital Card, Samsung Electronics, Sanyo Electric и прочие производители цифровой техники, многие из них являются одновременно и членами Compact Flash Association.

MMC-карта по ширине примерно вдвое меньше, чем накопитель CompactFlash, а габаритами близка к крупной почтовой марке (24х32х1,4 мм) с семью контактными площадками на нижней стороне корпуса. При этом, в отличие от CompactFlash, карты стандарта MMC снабжены защитой от случайного стирания записанной на них информации: на корпусе имеется механический переключатель блокировки записи (как у 3,5-дюймовых флоппи-дискет). В структуру MMC-карты, так же как и у CompactFlash, включен контроллер, управляющий работой карты, что упрощает работу с ней и обеспечивает ее совместимость со многими устройствами.

Вес карточек MMC составляет всего 1,5 г, поэтому их особенно охотно используют производители карманных компьютеров и сотовых телефонов. Еще одно преимущество ММС-карт перед “одноклассниками” – сниженное энергопотребление, что достигается за счет уменьшения питающего напряжения до 3,3 или 2,7 В. Да и объемом MMC-карты тоже могут похвастаться – сейчас серийно производятся устройства емкостью в 2 Gb.


Карта RS-MMC

В 2004 выпускается также в уменьшенном корпусе 24х18х1,5 мм — RS-MMC (англ. Reduced size MMC). С помощью простого механического адаптера карты RS-MMC можно использовать с оборудованием, рассчитанным на «полноразмерные» MMC. Выпускаются также Dual Voltage Reduced Size MMC (MMCmobile), которые могут работать не только на стандартном напряжении питания 3 В, но и на 1,8 В.

MMC по большей части совместима с разработанной чуть позднее SD-картой и может использоваться вместо SD. В обратном направлении замена чаще всего невозможна, так как SD-карты толще MMC и просто механически могут не войти в слот для MMC-карты. MMC использует относительно простой открытый протокол передачи данных, поэтому, в отличие от Secure Digital, может быть использована в самодельных устройствах.

Также существуют стандарты MMCmicro и MMC+. MMCmicro характеризуется уменьшенным размером 12 x 14 x 1.1 мм, а MMC+ высокой скорость передачи данных и поддержкой 8-битной шины данных (В SD и MMC используются 4-х битная шина данных), для чего была добавлена дополнительная группа контактов (соответственно в устройствах без полной поддержки MMC+ эта карта работает как стандартная MMC).

Карты Secure Digital Card (или SD-Card) явяются модификацией стандарта MultiMediaCard. Инициатива создания “безопасных” карт исходила от компаний Matsushita Electronic (торговая марка Panasonic), SanDisk и Toshiba. Новые карты были призваны решить две задачи: учесть веяния времени, связанные с защитой авторской информации и увеличить доступный пользователям объем памяти. Как и MMC, SD-карты снабжены собственным контроллером, но в отличие от MMC, имеют специальную область, способную записывать информацию так, чтобы было запрещено незаконное ее считывание в соответствии с требованиями «Secure Digital Music Initiative», что и было закреплено в названии карты — «Secure Digital» ( это позволило выпустить в продажу книги и песни на SD-носителях).


SD-карта размером 32 Mb

Карты SD чуть толще карт MMC (на 0,7 мм) и отличаются двумя дополнительными контактами (9 контактов у SD против 7 у MMC). При этом “классические” MMC-карты полностью совместимы с устройствами, способными работать с SD-картами, а вот обратная совместимость наблюдается отнюдь не всегда, что нужно учитывать при покупке SD-карт. Объём памяти может быть 8 МБ, 16 МБ, 32 МБ, 64 МБ, 128 МБ, 256 МБ, 512 МБ, 1 ГБ, 2 ГБ, 4 ГБ и 8ГБ. Разрабатываются карты с памятью в 16 ГБ. Скорость обмена SD карт, как и в случае с CD-ROM задается числом-множителем. 1X = 150 КБ/с. Простейшие карты имеют скорость 6 (900 КБ/с), самые новые - 150X (22500 КБ/с).

Для миниатюрных приборов разработаны miniSD размером 20x21,5x1,4 мм и самая маленькая из всех карт — MicroSD (ранее известная как TransFlash) размером 11x15x1 мм. Карты MiniSD и MicroSD имеют адаптеры, при помощи которых их можно вставлять в любой слот для обычной SD-карты.


Сравнение карт SD и MicroSD

Новой версией стандарта стали SDHC (Secure Digital High Capacity) - карты, удовлетворяющие спецификации SDA 2.00. SDHC стал развитием стандарта SD, унаследовав большинство его характеристик. Потенциальный максимальный объем карт SDHC увеличен до 32GB, но пока реально существуют карты объёма 8GB. Карты этого типа используют файловую систему FAT32 (для SD использовалась FAT16/12). Вместе с тем карты SDHC не совместимы с карт-ридерами и прочими устройствами, работавшими с SD-картами, но устройства, способные работать с SDHC-картами, поддерживают также и SD-карты ёмкостью не более 2GB.

Еще одним новшеством стало введение SD Card Association классификации скоростных характеристик карт и устройств для работы с ними, так называемый SD Speed Class. Изначально определено три варианта: SD Class 2 (скорость записи от 2 Мбайт/с), SD Class 4 (скорость записи от 4 Мбайт/с), SD Class 6 (скорость записи от 6 Мбайт/с).

Memory Stick – формат flash-карт памяти, разработанный в 1998 г. компанией Sony, которой принадлежат и все права на этот стандарт. Соответственно, карты памяти Memory Stick применяются в первую очередь в карманных компьютерах, MP3-плейерах, цифровых фотоаппаратах и видеокамерах производства именно этой японской компании. Продвигая свою продукцию, Sony неизменно отмечает малые габариты собственного детища и наличие особого переключателя, предотвращающего случайное стирание хранящейся на карте информации. Стандартные Memory Stick представляют собой 10-контактные карты с последовательным интерфейсом, размерами 21,5x50x2,8 мм и массой 4 г, очертаниями напоминающие пластинку жевательной резинки. Sony продвигает 3 типа карт: Memory Stick, Memory Stick Magic Gate (MG), Memory Stick Duo, Memory Stick Pro, Memory Stick PRO-HG и Memory Stick Micro (M2).


Memory Stick Pro Duo

Memory Stick Magic Gate (MG) – это карты с внедренной технологией защиты авторских прав MagicGate. Внешне карточки отличаются цветом: обычные карточки голубые, а Magic Gate – белые.

Карты Memory Stick Duo отличаются меньшими размерами (20.0x31.0x1.6 мм) и весом (1/2 от Memory Stick), и тоже могут иметь модификацию MG. Для использования карточек Duo в устройствах стандарта Memory Stick необходим специальный адаптер.

Карты Memory Stick Pro не совместимы с устройствами, поддерживающими Memory Stick, но обеспечивает больший объем, а так же большую скорость чтения и записи.


Memory Stick Micro (M2)

Memory Stick Micro (M2). Формат полностью совместим с Memory Stick Pro, но карты в три раза меньше по площади чем Memory Stick Duo (12.5x15.0x1.2 мм) и в четрые раза меньше по весу.

Теоретическая максимальная скорость передачи данных для Memory Stick, Memory Stick PRO и Memory Stick Micro (M2) - 160Mbps (20MB/s). Реальная скорость зависит от устройства.

Memory Stick PRO-HG - новый формат, разработанный Sony совместно с Sandisk. За счет использования 8-битного параллельного интерфейса и увличения частоты интерфейса с 40MHz to 60MHz теоретически поддерживает скорость передачи данных до 480Mbps (60MB/s). Может использоваться в устройствах, поддерживающих Memory Stick Pro (но не Memory Stick).

Каких-то серьезных преимуществ перед другими стандартами карты Memory Stick не имеют, подчеркивая разве что оригинальность Sony, которая не стала пользоваться готовыми решениями и создала свой стандарт.

xD-Picture Card

Стандарт был представлен в четвёртом квартале 2002 года, когда компании Olympus и FujiFilm объявили о выпуске миниатюрных карт flash–памяти нового формата, позиционируемых как замена картам SmartMedia. Префикс xD расшифровывается как extreme digital, и, по мнению компаний-разработчиков, должен подчеркнуть использование этого носителя для хранения аудио- и видеоданных.


xD-Card объемом 32 Мб

При этом одной из причин создания новинки была названа тенденция к уменьшению размеров цифровых фотокамер. Габариты xD-Picture Card - 20x25x1,7.8 мм, а вес - 2.8 гр., а теоретически достижимая емкость носителя составляет 8 Gb. Первая линейка xD-Picture включала карты емкостью 16, 32, 64 и 128 Мb. К концу 2002 г. появилась 256-мегабайтная версия xD-Picture, а позже и 512-мегабайтная, в настоящий момент существуют карты объемом 2 Гб (в 2007 году обещают представить объем 4 и 8).

В соответствии со спецификациями стандарта максимальная скорость чтения данных с карт xD–Picture составляет 5 Мb/s, скорость записи – 3 Mb/s. Напряжение питания – 3,3 В; потребляемая при работе мощность – 25 мВт. Как и SmartMedia, карты xD-Picture не имеют в своем составе контроллера.

Интересная особенность – все новые фотоаппараты Fuji и Olympus, совместимые с картами xD-Picture, позволяют устанавливать и модули SmartMedia. Для этого применено оригинальное техническое решение: в слоте памяти аппарата контактные группы располагаются с разных сторон, что и обеспечивает совместимость техники с двумя разными стандартами flash-карт. Кроме этого, для xD-Picture-карт существует специальный адаптер, выполненный в виде CompactFlash-карты, который после установки в него xD-Picture обеспечивает совместимость новинки со всеми устройствами, поддерживающими CompactFlash.