Реклама в журнале

Обзор современных карт flash-памяти

Опубликовано в журнале "Компьютер Price" http://www.comprice.ru/

Виктор Куц <vk@spbtlg.ru>

На потребительском рынке два последних года наблюдается неуклонный рост спроса на такие портативные носители информации для цифровых данных, как флэш-карты. Так, по данным компании IDC, в 2002 году в мире было продано 52,7 млн таких карт, а в 2006 году продажи ожидаются уже на уровне 270 млн. При этом выручка от продажи флэш-карт увеличится с $990 млн в 2002 году до $2,2 млрд в 2006 году. Согласитесь, рост впечатляющий.

Большое количество продуктов, такие как цифровые фото- и видеокамеры, карманные ПК, MP3-плееры, диктофоны, сотовые телефоны, используют в качестве носителя информации флэш-карты самой различной емкости, на которых хранятся изображения, звук, документы и другая всевозможная информация. Постепенно область их использования расширяется, захватывая и бытовую технику: холодильники, микроволновые печи, детские игрушки и т.д. Развитие карт памяти идет столь стремительными темпами, что порой довольно трудно разобраться, какой продукт сегодня находится на вершине рынка. Идет постоянная эволюция как форматов карт памяти, так и их характеристик. Увеличиваются объемы, растет скорость, падает цена.

Flash-память относится к классу энергонезависимых типов памяти, хранящих данные даже в отсутствие напряжения питания. Физически каждая ячейка такой памяти представляет собой один транзистор, у которого под основным затвором помещен еще один, так называемый плавающий затвор, позволяющий хранить определенный заряд. Количество заряда определяет состояние ячейки: наличие заряда на транзисторе понимается как логический "0", а его отсутствие - как логическая "1". Использование только одного транзистора для хранения одного бита ведет к уменьшению площади памяти (и значит, к уменьшению цены), по сравнению с типами памяти, хранящейся на нескольких транзисторах (например, SRAM). Данные вводятся во flash-память побитно, побайтно или словами, эта операция называется программированием. Как только данные были введены, они остаются в памяти независимо от того, подведено питание или нет. Очистка памяти производится при помощи операции стирания.

К достоинствам этого вида энергонезависимой памяти следует отнести высокую стойкость к механическим воздействиям, большое количество возможных циклов перезаписи информации, долговечность ее хранения (порядка 100 лет) и относительно невысокую цену. Чаще всего флэш-память можно встретить в виде карт памяти, которые подключаются к компьютеру с помощью специальных считывающих устройств или флэш-драйвов, упакованных в миниатюрный корпус и снабженных USB интерфейсом, и позволяющих взаимодействовать с системой напрямую, без каких-либо дополнительных устройств. И те, и другие группы устройств, использующих флэш-память, имеют как свои достоинства, так и недостатки. В данном обзоре мы остановимся на флэш-картах, оставив флэш-драйвы на потом.

CompactFlash

Первые карты CompactFlash Card (CF) были выпущены в 1994 году компанией Sandisk и, на сегодняшний день, занимают лидирующее положение на рынке. CompactFlash, по сути, является эволюционным развитием карт типа PC Card (или, по старинке, PCMCIA) с уменьшенными габаритами (42,8 x 36,4 x 3,3 мм) и напряжением питания 3,3 В или 5 В. Характерная особенность данного стандарта заключается в том, что карты CF включают в свой состав, помимо собственно флэш-памяти, еще и встроенный ATA-контроллер. Разъем, используемый в CF-картах, полностью соответствует спецификации ATA и аналогичен используемому PC Card картами, но имеет уменьшенное до 50 количество контактов (против 68 у оригинала). Это дает CF-картам определенное преимущество перед другими типами флэш-карт: их можно легко установить в дешевый 68-контактный пассивный адаптер PC Card, а слотами такого типа оснащены практически все ноутбуки. Существует еще и вторая разновидность формата носителя данного типа - CompactFlash Type II, имеющая такие же размеры, но увеличенную толщину (5 мм). Устройства, предназначенные для работы с CompactFlash Type II, имеют обратную совместимость с носителями CompactFlash Type I, но не наоборот. Благодаря относительно большим габаритам, карты CF II имеют гораздо больший объем, чем Type I (емкость которых из-за физических ограничений застряла где-то на уровне 256 Мб). Кроме того, на базе CF II, помимо карт памяти, созданы такие интересные устройства, как микровинчестеры Microdrive, имеющие емкость от 170 до 1000 Мбайт, адаптеры беспроводных сетей Wi-Fi или BlueTooth (включающих в себя даже антенны, а также совмещающие в себе карту памяти объемом до 128 Мбайт с беспроводной LAN) и множество других, самых разнообразных устройств.

Карты этого типа на сегодня обеспечивают максимальную скорость работы и имеют самую большую емкость - вплоть до 4 Гбайт, что позволяет им, в отдельных случаях, соперничать с накопителями на жестких дисках. Их характеристики отлично подходят для применения в самых разнообразных устройствах, включая цифровую фототехнику, где CF занимает ведущие позиции, несмотря на усилившееся давление со стороны формата SD, о котором речь пойдет ниже, и в карманных компьютерах. А вот в МР3-плеерах они встречаются крайне редко, причиной чему являются их относительно большие размеры и сложный и дорогой интерфейс - "честный" АТА, со всеми его плюсами и минусами (включая и многоконтактный разъем, который сложно разводить на микроплатах, зато тонкие штыри ответной части разъема при неаккуратном обращении с картой легко погнуть, а то и сломать).

Не могу не отметить и тот факт, что стандарт карт CompactFlash является открытым, что в немалой степени способствует значительному распространению карт этого формата.

SmartMedia

Стандарт флэш-памяти SmartMedia Card (SM) разработан корпорацией Toshiba в 1997 году специально для использования в цифровых аудиоплеерах и фотоаппаратах. Карты этого стандарта предельно просты и не содержат встроенного контроллера, что, конечно, уменьшает стоимость их производства, но, из-за переноса контроллера непосредственно в устройство, не только возрастает его сложность, но и обостряется вопрос с совместимости (карты, форматированные на одном устройстве, не всегда распознаются другими). Для соединения используется 18-контактная позолоченная панель. По длине и ширине эти карты примерно соответствуют CompactFlash, однако гораздо тоньше последних - это самые тонкие флэш-карты из всех известных на сегодня. Максимальный объем SM достигает 128 Мбайт и вряд ли когда-нибудь будет больше - низкая скорость работы карт этого типа привела к постепенному вытеснению их другими, более современными типами.

XD Picture Card

В частности, в августе 2002 года японские компании Toshiba, Olympus и Fuji Photo Film, в цифровых фотокамерах которых и использовались карты SmartMedia, представили новый стандарт флэш-карт - XD Picture Card (XD - сокращение от "eXtreme Digital"), которому многие пророчат титул "убийцы" формата SmartMedia. XD Picture Card на сегодняшний день имеет объем от 16 до 256 Мбайт, а в будущем планируется довести его до 8 Гбайт. Карты формата XD Picture по своим размерам значительно меньше SmartMedia, хотя и чуть потолще: размеры карт XD Picture - 20,0 x 25,0 x 1,7 мм, вес 2 грамма. Для облегчения проникновения новых карт на и так уже изрядно переполненный рынок флэш-карт, разработчики позаботились о совместимости их со многими современными цифровыми камерами, оборудованными слотами CompactFlash (правда, только через специальный адаптер).

MultiMedia

Стандарт MultiMedia Card (MMC) был разработан в 1997 году компаниями SanDisk и Siemens. Карты данного типа отличаются малыми габаритами, соизмеримыми с размерами почтовой марки (32 x 24 x 1,4 мм), и весом - менее полутора грамм. И это не удивительно, ведь изначально они проектировались для использования в мобильных телефонах. Но скромные габариты и малая потребляемая мощность пришлись по душе производителям других цифровых устройств, в первую очередь тех, где наиболее остро стоит проблема размеров носителя информации. Я имею в виду миниатюрные МР3-плееры.

Для обмена данными с устройством в ММС используется последовательный интерфейс, что позволило карте иметь рекордно малое число контактов - всего 7. Однако такая "скромность" имеет и свою обратную сторону - низкая скорость записи/чтения данных. Поэтому, несмотря на широкую поддержку производителями и неплохую совместимость (карты ММСЛ могут использоваться, кроме "родных" слотов, еще и в любом устройстве, поддерживающем формат SD), завтрашнего дня у формата уже нет. Потолок емкости, достигнутый ММС, ограничен 128 Мбайт, причем далеко не все существующие устройства поддерживают карты такой емкости, без ограничений поддерживаются лишь 64-мегабайтные карты. А по сегодняшним меркам этого уже не всегда хватает. Для защиты данных от случайного стирания в MultiMedia Card имеется механический переключатель разрешения/запрещения записи на карту.

Reduced Size MultiMedia

Несмотря на явные недостатки стандарта ММС, он не только не умер, а еще и продолжает свое развитие. Так, ассоциацией производителей MMCA (MultiMedia Card Association) созданы карты Reduced Size MultiMediaCards (RS-MMC), идентичные MultiMedia Card во всем, кроме размеров. Размеры карты RS-MMC составляют 18 х 24 мм, а ее вес менее одного грамма. Такая "гиперминиатюризация" весьма актуальна для использования подобных карт в самых портативных устройствах - мобильных телефонах с цифровыми камерами, "наручных" PDA в форме часов и других подобных устройствах. В нынешнем году объем памяти таких карт планируется довести до 256 Мбайт, однако низкие скорости работы, доставшиеся RS-MMC от своего прародителя, вместе с необходимостью использования адаптера для подключения к любым имеющимся устройствам не позволяют нам отнести карты этого стандарта к перспективным.

Secure Digital

Формат Secure Digital Card (SD) представлен компаниями Matsushita, SanDisk и Toshiba в 1999 году. По габаритам карта SD соответствует MMC (24 x 32 x 2,1 мм), хотя и стала чуть толще. По сравнению с ММС, в картах типа SD число контактов разъема достигло 9, однако устройства, использующие Secure Digital Card, без проблем понимают и MultiMedia Card (но не наоборот). Такое незначительное, на первый взгляд, увеличение числа контактов дало возможность существенно повысить скорость передачи данных, так как появилась возможность пересылки нескольких бит одновременно, тогда как в ММС можно было пересылать только один бит за каждый такт шины. Емкость серийных карт доведена уже до 512 Мбайт, в ближайшее время ожидается выпуск карт емкостью 1 Гбайт, и уже были продемонстрированы образцы карт, содержащих 2 Гбайта флэша. В SD Card особое внимание уделяется вопросам защиты и безопасности, что как раз и отражено в названии карты: так, они имеют встроенные криптографические функции, позволяющие защитить информацию на карте от несанкционированного копирования, а также механическую защиту от случайного стирания. В общем, карты формата SD являются наиболее серьезным конкурентом CF, превосходя последний по многим параметрам. Количество устройств, поддерживающих этот стандарт, увеличивается с каждым днем. Помимо обычных областей применения флэш-карточек, SD Card начал применяться в таких довольно неординарных устройствах, как детские игрушки, электронные книги, кухонные комбайны, холодильники, микроволновые печи и многое другое.

Memory Stick

Формат флэш-карт Memory Stick (MS) разработан в 1999 году компанией Sony. Карта имеет 10-контактный разъем и оснащена механическим переключателем для защиты данных от случайного стирания. По скорости она примерно соответствует ММС, по уровню защищенности данных - SD, но по физическим размерам заметно больше обоих: 50 х 21,5 х 2,8 мм, вес - 4 грамма (впрочем, недавно появился вариант MS Duo с меньшими габаритами и весом). Из-за просчетов, допущенных при проектировании карты, ее объем не может превышать 128 Мбайт. Чтобы хоть как-то исправить этот просчет, Sony объявила о выпуске 256 Мб карт MS, имеющих организацию 128 Мб х 2, что подразумевает объединение в новой карте фактически двух автономных 128- мегабайтных карточек, используемых попеременно. Для того чтобы перейти от одного "банка" памяти к другому, карту необходимо изъять из слота и перевести микропереключатель на корпусе в положение A или B. Ничего не скажешь, сурово...

Но самое смешное еще впереди: оказывается, что и цвет корпуса карты MS, который бывает синий или белый, имеет важное для пользователя значение: ведь только "белые" карточки, поддерживающих фирменную технологию Sony Magic Gate, могут хранить музыку. То есть, хранить можно на любых карточках, но воспроизводить файлы с "синего" аудиоплеер не сможет (совсем как дифференциация населения по цвету штанов в незабываемом фильме "Кин-дза-дза"). Стоит "белый", естественно, немного дороже "синего", поскольку в его цену входят лицензионные отчисления звукозаписывающим компаниям. Кроме MP3-плееров, данный тип памяти используется в фотокамерах, некоторых моделях видеокамер, КПК, даже телевизоров (!?), причем исключительно производства самой Sony. Ввиду "закрытости" стандарта, а также небольшой емкости накопителя, говорить о широком распространении носителя данного типа не приходится.

Но Sony не была бы Sony, если бы так просто опустила руки. На смену фактически провалившемуся стандарту флэш- памяти Memory Stick спешит его новая версия - Memory Stick Pro. Полностью повторяя своего предшественника по весо-габаритным характеристикам, карты серии "Pro" имеют гораздо большую емкость от - 256 до 1024 Мбайт, работают значительно быстрее, но, к сожалению, их интерфейс не совместим со старым форматом Memory Stick.

Подводя итог всему вышесказанному, следует отметить, что основная "битва" производителей флэш-карт различных стандартов развернулась на двух "фронтах": уменьшение размеров карт и увеличение их быстродействия. И на первом "фронте" дела, похоже, в последнее время идут нормально - вероятно, уже достигнут определенный предел миниатюризации карт, когда дальнейшее уменьшение их размеров произойдет в ущерб удобства эксплуатации.

Со скоростью работы флэш-памяти дело обстоит сложнее. Уже сейчас скорость ее работы сравнима с накопителями на оптических дисках, но от современных винчестеров отстает весьма заметно. Такой скорости вполне достаточно для применения карт флэш-памяти в качестве средства переноса информации между компьютерами, однако современные цифровые камеры, оснащенные матрицами с разрешающей способностью от 4 и более мегапикселей, для комфортной работы требуют от своих карт гораздо большего быстродействия, иначе запись каждого кадра может занять слишком много времени.

Именно недостаточное быстродействие, в первую очередь, и явилось причиной фактического "схода с дистанции" таких еще недавно популярных форматов карточек, как SmartMedia или ММС.

Что до лидеров, то здесь нешуточная борьба разгорелась между "старичком" CompactFlash и "молодым и рьяным" Secure Digital. Сегодня CF распространены сильнее, имеют большой объем, невысокую стоимость хранения информации (что очень важно для больших карт) и высокую пропускную способность интерфейса, что, хотя бы теоретически, позволяет еще долго увеличивать скорость работы самих карт. Преимуществом же SD является их компактность, да и вопросы защиты хранимой на карте информации сегодня получают все большую актуальность.

Флэш-карты остальных форматов имеют лишь теоретические шансы завоевать хоть какую-то долю рынка, вероятнее всего, им уготована участь быть "нишевыми" продуктами, поддерживаемыми на рынке исключительно усилиями своих разработчиков. Типичный пример тому - фирма Sony со своими карточками Memory Stick.


Играйте и выигрывайте! Интернет лотерея iLoto.net
Реклама в журнале

Copyright © <LMTH>. Все материалы являются собственностью их авторов.
При перепечатывании ссылка на http://www.magaz.org/ как на источник
информации обязательна. Правила использования материалов журнала