Как работает карта памяти sd

Руководство по классам скорости для карт памяти SD и microSD

Как работает карта памяти sd

Какой класс скорости требуется для карты памяти SD и microSD для работы с данным устройством? Мы разберемся в требованиях к скорости и что они означают, чтобы помочь вам выбрать подходящую карту памяти для камеры, видеорегистратора, дрона, 360-градусной камеры, экшн-камеры и других устройств.

  • Speed Class
  • UHS Speed Class
  • Video Speed Class
Speed ClassUHS Speed ClassVideo Speed Class
Метка «Класс скорости» Метка «UHS Speed Class». Метка «Video Speed Class».

Цифры с круглым символом «C», «U» или «V» рядом или вокруг них указывают классы скорости карты памяти. Изготовители используют эти символы для обозначения типа класса скорости и категории на карте памяти. Они должны помочь потребителям выбрать подходящую карту памяти для своих устройств с точки зрения скорости.

Самый первый класс скорости известен просто как исходный класс скорости и обозначается символом «C». В классе Speed Class есть четыре категории:

  • C2 (класс 2): минимальная скорость записи 2МБ/с
  • C4 (класс 4): минимальная скорость записи 4МБ/с
  • C6 (класс 6): минимальная скорость записи 6МБ/с
  • C10 (класс 10): минимальная скорость записи 10МБ/с

Минимальная скорость последовательной записиКласс скоростиСоответствующий формат видео
Speed ClassUHS SpeedClassVideo SpeedClass (новое) 8K 4K в формате Full HD /HDСтандарт
Необходимая скорость зависит от конкретного устройства записи / воспроизведения, даже при использовании одного и того же формата.ondition, even in the same format.
90MБ/с
60MБ/с
30MБ/с
10MБ/с
6MБ/с
4MБ/с
2MБ/с

C2 is the slowest speed class while C10 is the industry standard. Because of newer hardware devices requiring newer speed classes with higher speeds and capabilities, hardly anyone uses Class 2–6 nowadays. C10 is usually the minimum speed class requirement for most hardware devices made today.

Следующий класс скорости — это UHS (Ultra-High Speed) Speed Class, который обозначается символом «U». В классе UHS Speed Class есть две категории:

  • U1 (UHS Speed Class 1): минимальная скорость записи 10МБ/с
  • U3 (UHS Speed Class 3): минимальная скорость записи 30МБ/с

Класс UHS Speed Class в настоящее время используется чаще, чем класс Speed Class, и для многих функций профессиональных камер, таких как запись видео с высоким разрешением, требуется карта памяти как минимум категории U3.

Класс скорости UHS Speed Class в основном относится к минимальной постоянной скорости записи видео. Он возник вследствие того, что для устройств записи видео с поддержкой 4K требуется более высокая скорость записи.

Как правило, для записывающих камер с поддержкой 4K требуется SD-карта как минимум категории U3.

Характеристики карт памяти U1 и U3 выше по сравнению с картами класса Speed Class вследствие того, что они используют один из двух интерфейсов шины UHS:

  • UHS-I: теоретическая максимальная скорость передачи до 104МБ/с
  • UHS-II: теоретическая максимальная скорость передачи до 312МБ/с

Карты памяти U1 и U3 могут использовать интерфейс шины UHS-I, но несовместимы с интерфейсом шины UHS-II.

Эти интерфейсы шины UHS указывают теоретические максимальные скорости чтения и записи, в отличие от постоянной скорости записи для классов скорости. Интерфейсы шины UHS обозначаются римскими цифрами «I» или «II» на лицевой стороне карты.

Скорости шины относятся к теоретической скорости передачи данных самого интерфейса, в то время как SD-карта категории U3 имеет собственную постоянную скорость записи 30МБ/с.

Например, карта UHS-I категории U3 гарантирует скорость записи 30МБ/с, но имеет потенциал для скорости чтения и записи до 104МБ/с при использовании с устройством, поддерживающим интерфейс шины UHS-I.

Карта памяти, совместимая с интерфейсом UHS-II, имеет потенциальную скорость чтения и записи до 312МБ/с.

Интерфейсы шины UHS обратно совместимы, поэтому вы можете использовать карту UHS-II в устройстве, которое поддерживает UHS-I, но вы не увидите преимущества скорости UHS-II, поскольку карта по умолчанию вернется к более низким спецификациям UHS-I. И карта памяти, и интерфейс шины должны быть полностью совместимы, чтобы вы ощутили преимущества в скорости.

Последний класс скорости Video Speed Class был создан для поддержки видео более высокого разрешения и таких функций записи, как несколько видеопотоков, 360-градусная съемка, контент VR и видео с разрешением 4K или 8K. Такие карты памяти обычно маркируются символом «V». В классе Video Speed Class есть пять категорий:

  • V6 (Video Speed Class 6): минимальная скорость записи 6МБ/с
  • V10 (Video Speed Class 10): минимальная скорость записи 10МБ/с
  • V30 (Video Speed Class 30): минимальная скорость записи 30МБ/с
  • V60 (Video Speed Class 60): минимальная скорость записи 60МБ/с
  • V90 (Video Speed Class 90): минимальная скорость записи 90МБ/с

Уникальность класса скорости Video Speed Class заключается в том, что он может использовать и интерфейс UHS-I, и интерфейс UHS-II. Карты памяти с классом скорости от V6 до V90 могут использовать интерфейс шины UHS-II, но интерфейс шины UHS-I может поддерживать только карты памяти с классом скорости от V6 до V30.

Класс скорости Video Speed Class обеспечивает самую высокую доступную скорость и идеально подходит для видео сверхвысокого разрешения, высококачественного видео и многофайловой записи с помощью дронов и камер с обзором на 360 градусов. Он поддерживает форматы HD вплоть до видео 8K в дронах, 360-градусных камерах, экшн-камерах и VR-камерах.

При поиске оптимальной карты памяти для своего устройства выбирайте тот же или более высокий класс скорости, который требуется для вашего устройства. Например, если вашему устройству требуется карта памяти класса Class 4, вы можете использовать класс скорости Speed Class 4, 6 или 10.

Если требуется карта памяти UHS Speed Class 1, можно использовать класс скорости UHS Speed Class 1 или 3. То же самое относится и к классу скорости Video Speed Class.

Обратите внимание, что карта более высокой категории, превышающей требования к классу скорости для устройства, все равно будет работать, но вы не ощутите все преимущества более высокого класса скорости, поскольку устройство поддерживает только более низкий класс.

    1. Название — от A до Z
    2. Название — от Z до A
    1. 8ГБ
    2. 16ГБ
    3. 32ГБ
    4. 64ГБ
    5. 128ГБ
    6. 256ГБ
    7. 512ГБ
    1. Personal Storage
    2. Android
    3. Камера/Цифровой зеркальный фотоаппарат
    4. Камера системы видеонаблюдения/регистратор
    5. Файловое хранилище
    6. Промышленный температурный диапазон
    7. Drone/Action Camera / 4K
    8. Smartphone / Tablet
    9. Camera / 4K
  • ПодробнееМенее
    • Для домашних систем безопасности, профессиональных камер видеонаблюдения, видеорегистраторов и портативных видеокамер
    • Класс скорости UHS-I 1 (U1) A1
    • 32 ГБ, 64 ГБ, 128 ГБ
    • До 95 МБ/с (чтение), 45 МБ/с (запись)
    • для съемки видео в формате 4K UHD и серийной съемки
    • UHS-I Video Speed Class (V30)
    • 64ГБ, 128ГБ, 256ГБ, 512ГБ
    • До 170МБ/с для операций чтения, 90МБ/с для операций записи
    • Для съемки видео в формате 4K UHD и фотографий в режиме серийной съемки
    • UHS-I Video Speed Class (V30)
    • Поддержка приложений A2 для Android
    • 64ГБ, 128ГБ, 256ГБ, 512ГБ
    • До 170МБ/с для операций чтения, 90МБ/с для операций записи
    • Для стандартных профессиональных камер, снимающих в разрешении 4K и 8K
    • UHS-II Video Speed Class (V90)
    • 32ГБ, 64ГБ, 128ГБ, 256ГБ
    • 300МБ/с для операций чтения, 260МБ/с для операций записи
  • Вы обновили систему, установив новый твердотельный накопитель? Не выбрасывайте старый накопитель; его можно использовать как внешнее хранилище.
  • Узнайте, как найти накопитель в проводнике Windows, открывать файлы и копировать файлы на USB-накопитель и с него в Windows 10.
  • USB-C — это миниатюрный разъем. Его популярность связана с симметричной, двухсторонней формой.
  • В чем разница между картами памяти SDHC и SDXC? Мы поможем вам выбрать подходящие карты для фотоаппаратов, дронов, телефонов и т. д.
  • Мы расскажем, как использовать USB-накопитель, карту флеш-памяти, флеш-накопитель, флешку и т. п. на компьютере Mac.
  • На выбор карты памяти влияет множество факторов, таких как скорость, емкость и тип устройства. Мы поможем вам выбрать правильную карту памяти.
  • Nintendo Switch поставляется с внутренней памятью емкостью 32ГБ и возможностью расширения с помощью карты памяти microSD для записи и хранения еще большего числа игр. Но как выбрать подходящую карту памяти?
  • Вы можете выполнять чтение и запись данных на USB-накопитель с шифрованием при использовании устройств iPad или iPhone с помощью соответствующего адаптера. Вот как это делается.
  • Насколько высокими на самом деле должны быть скорость записи и емкость карты microSD для дронов? И сколько карт памяти вам нужно?
  • Различия между накопителем и системной динамической памятью с произвольным доступом.

Чтобы узнать, как коронавирус COVID-19 повлиял на нашу деятельность щелкните здесь.

©2020 Kingston Technology Corporation, 17600 Newhope Street, Fountain Valley, CA 92708 USA. Все права защищены. Все товарные знаки и зарегистрированные товарные знаки являются собственностью своих соответствующих владельцев.

Источник: https://www.kingston.com/poland/ru/solutions/personal-storage/memory-card-speed-classes

Всё, что вам нужно знать об SD-картах памяти, чтобы не облажаться при покупке

Как работает карта памяти sd
Attila Simo/shutterstock.com

Для большинства людей microSD — это лишь форм-фактор, но на самом деле это не так. Вы без проблем сможете вставить любую microSD-карту в стандартный слот, но далеко не каждая из них будет работать, поскольку карты различаются по множеству признаков.

Формат

Всего существует три различных формата SD, доступных в двух форм-факторах (SD и microSD):

  • SD (microSD) — накопители объёмом до 2 ГБ, работают с любым оборудованием;
  • SDHC (microSDHC) — накопители от 2 до 32 ГБ, работают на устройствах с поддержкой SDHC и SDXC;
  • SDXC (microSDXC) — накопители от 32 ГБ до 2 ТБ (на данный момент максимум 512 ГБ), работают только на устройствах с поддержкой SDXC.

Как видите, обратной совместимости у них нет. Карты памяти нового формата на старом оборудовании работать не будут.

Объём

Заявленная производителем поддержка microSDXC не означает поддержку карт этого формата с любым объёмом и зависит от конкретного устройства. Например, HTC One M9 работает с microSDXC, но официально поддерживает только карты до 128 ГБ включительно.

С объёмом накопителей связан ещё один важный момент. Все карты microSDXC используют по умолчанию файловую систему exFAT. Windows поддерживает её уже более 10 лет, в OS X она появилась начиная с версии 10.6.5 (Snow Leopard), в Linux-дистрибутивах поддержка exFAT реализована, но «из коробки» работает далеко не везде.

Высокоскоростной интерфейс UHS

К логотипу карты с поддержкой UHS добавляется I или II в зависимости от версии

Карты форматов SDHC и SDXC могут поддерживать интерфейс Ultra High Speed, который при наличии аппаратной поддержки на устройстве обеспечивает более высокие скорости (UHS-I до 104 МБ/с и UHS-II до 312 МБ/с). UHS обратно совместим с более ранними интерфейсами и может работать с не поддерживающими его устройствами, но на стандартной скорости (до 25 МБ/с).

2. Скорость

Luca Lorenzelli/shutterstock.com

Классификация скорости записи и чтения microSD-карт так же сложна, как их форматы и совместимость. Спецификации позволяют описывать скорость карт четырьмя способами, и, поскольку производители используют их все, возникает большая путаница.

Скоростной класс

Маркировка класса скорости для обычных карт представляет собой цифру, вписанную в латинскую букву C

К классу скорости (Speed Class) привязана минимальная скорость записи на карту памяти в мегабайтах в секунду. Всего их четыре:

  • Class 2 — от 2 МБ/с;
  • Class 4 — от 4 МБ/с;
  • Class 6 — от 6 МБ/с;
  • Class 10 — от 10 МБ/с.

По аналогии с маркировкой обычных карт, класс скорости UHS-карт вписывается в латинскую букву U

У карт, работающих на высокоскоростной шине UHS, пока всего два класса скорости:

  • Class 1 (U1) — от 10 МБ/с;
  • Class 3 (U3) — от 30 МБ/с.

Поскольку в обозначении класса скорости используется минимальное значение записи, то теоретически карта второго класса вполне может быть быстрее карты четвёртого. Хотя, если это будет так, производитель, скорее всего, предпочтёт более явно указать этот факт.

Максимальная скорость

Класса скорости вполне достаточно для сравнения карт при выборе, но некоторые производители помимо него используют в описании максимальную скорость в МБ/с, причём чаще даже не скорость записи (которая всегда ниже), а скорость чтения.

Обычно это результаты синтетических тестов в идеальных условиях, которые недостижимы при обычном использовании. На практике скорость зависит от многих факторов, поэтому не стоит ориентироваться на эту характеристику.

Множитель скорости

Ещё один вариант классификации — это множитель скорости, подобный тому, который использовался для указания скорости чтения и записи оптических дисков. Всего их более десяти, от 6х до 633х.

Множитель 1х равен 150 КБ/с, то есть у простейших 6х-карт скорость равна 900 КБ/с. У самых быстрых карт множитель может быть 633х, что составляет 95 МБ/с.

3. Задачи

StepanPopov/shutterstock.com

Правильно выбирать карту с учётом конкретных задач. Самая больша́я и самая быстрая не всегда лучшая. При определённых сценариях использования объём и скорость могут оказаться избыточными.

При покупке карты для смартфона объём играет большую роль, чем скорость. Плюсы большого накопителя очевидны, а вот преимущества высокой скорости передачи на смартфоне практически не ощущаются, поскольку там редко записываются и считываются файлы большого объёма (если только у вас не смартфон с поддержкой 4K-видео).

Камеры, снимающие HD- и 4K-видео, — это совсем другое дело: здесь одинаково важны и скорость, и объём. Для 4K-видео производители камер рекомендуют использовать карты UHS U3, для HD — обычные Class 10 или хотя бы Class 6.

Для фото многие профессионалы предпочитают пользоваться несколькими картами меньшего объёма, чтобы минимизировать риск потери всех снимков в форс-мажорных обстоятельствах. Что до скорости, то всё зависит от формата фото. Если вы снимаете в RAW, есть смысл потратиться на microSDHC или microSDXC класса UHS U1 и U3 — в этом случае они раскроют себя в полной мере.

4. Подделки

jcjgphotography/shutterstock.com

Как бы банально это ни звучало, но купить подделку под видом оригинальных карт сейчас проще простого. Несколько лет назад SanDisk заявляла, что треть карт памяти SanDisk на рынке является контрафактной. Вряд ли ситуация сильно изменилась с того времени.

Чтобы избежать разочарования при покупке, достаточно руководствоваться здравым смыслом. Воздерживайтесь от покупки у продавцов, не заслуживающих доверия, и остерегайтесь предложений «оригинальных» карт, цена которых значительно ниже официальной.

Злоумышленники научились подделывать упаковку настолько хорошо, что порой её бывает очень сложно отличить от оригинальной. С полной уверенностью судить о подлинности той или иной карты можно лишь после проверки с помощью специальных утилит:

  • H2testw — для Windows;
  • F3 — для Mac и Linux.

5. Качество

GongTo/shutterstock.com

Если вы уже сталкивались с потерей важных данных из-за поломки карты памяти по той или иной причине, то, когда дело дойдёт до выбора, вы, скорее всего, предпочтёте более дорогую карту известного бренда, чем доступный «ноунейм».

Помимо большей надёжности и сохранности ваших данных, с брендовой картой вы получите высокую скорость работы и гарантию (в некоторых случаях даже пожизненную).

Теперь вы знаете об SD-картах всё, что необходимо. Как видите, есть много вопросов, на которые вам придётся ответить перед покупкой карты. Пожалуй, наилучшей идеей будет иметь различные карты для различных нужд. Так вы сможете использовать все преимущества оборудования и не подвергать свой бюджет лишним расходам.

Источник: https://Lifehacker.ru/sd-microsd-card-guide/

Принцип работы и устройство флеш-памяти

Как работает карта памяти sd

В этой статье мы с Вами поговорим о том, что положено в основу создания и по какому принципу работает устройство флэш-памяти (не путайте с USB флэш-накопителями и картами памяти).

Кроме этого, вы узнаете о ее преимуществах и недостатках перед другими типами ПЗУ (постоянно запоминающими устройствами) и познакомитесь с ассортиментом самых распространенных накопителей, которые содержат в себе флэш-память.

Основное достоинство этого устройства в том, что оно энергонезависимое и ему не нужно электричество для хранения данных. Всю хранящуюся информацию во флэш-памяти можно считать бесконечное количество раз, а вот количество полных циклов записи к сожалению ограничено.

Флэш-память (flash memory) — относится к полупроводникам электрически перепрограммируемой памяти (EEPROM). Благодаря техническим решениям, не высокой стоимости, большому объему, низкому энергопотреблению, высокой скорости работы, компактности и механической прочности, флэш-память встраивают в цифровые портативные устройства и носители информации.

У флэш-памяти перед другими накопителями (жесткие диски и оптические накопители) типа ПЗУ есть как свои преимущества, так и свои недостатки, с которыми вы можете познакомиться из таблицы расположенной ниже.

Тип ПЗУПреимуществаНедостатки
Жесткий дискБольшой объем хранимой информации. Высокая скорость работы.Дешевизна хранения данных (в расчете на 1 Мбайт).Большие габариты. Чувствительность к вибрации.Тепловыделение.Шум.
Оптический дискУдобство транспортировки. Дешевизна хранения информации.Возможность тиражирования.Небольшой объем. Нужно считывающее устройство.Ограничения при операциях (чтение, запись).Невысокая скорость работы.Чувствительность к вибрации.Шум.
Флэш-памятьВысокая скорость доступа к данным. Экономное энергопотребление.Устойчивость к вибрациям.Удобство подключения к компьютеру.Компактные размеры.Ограниченное количество циклов записи.

Сегодня никто не сомневается в том, что флэш-память будет продолжать укреплять свои позиции в информационных технологиях, особенно в линейке мобильных устройств (КПК, планшеты, смартфоны, плееры). На основе флэш-памяти работают самые востребованные и популярные USB флэш-накопители и сменные карты памяти для электронных устройств (SD, MMC, miniSD…).

Карты памяти, как и USB накопители не стоят в стороне, а привлекают внимание потенциальных покупателей своим многообразием. От такого изобилия запоминающих устройств выигрывает только производитель, а потребитель испытывает ряд неудобств.

 Ведь всем нам знакомы такие ситуации, когда телефону нужна одна карта, КПК другая, фотоаппарату третья.  Такой ассортимент накопителей на руку производителям, потому что они извлекают из широкой эксклюзивной продажи большую выгоду.

Вот небольшой список распространенных накопителей с флэш-памятью:

  • Compact Flash Type I (CF I)/Type II (CF II);
  • Memory Styck (MS Pro, MS Duo);
  • Secure Digital (SD);
  • miniSD;
  • xD-Picture Card (xD);
  • MultiMedia Card (MMC).
  • USB Flash Drive.

В одной из публикаций я писал о том как выбрать USB-флеш-накопитель, а о том как выбрать карту в формате SD (microSD, miniSD) читайте здесь.

Принцип работы флэш-памяти

Элементарной ячейка хранения данных флэш-памяти представляет из себя транзистор с плавающим затвором. Особенность такого транзистора в том, что он умеет удерживать электроны (заряд).

Вот на его основе и разработаны основные типы флэш-памяти NAND и NOR. Конкуренции между ними нет, потому что каждый из типов обладает своим преимуществом и недостатком.

Кстати, на их основе строят гибридные версии такие как DiNOR и superAND.

Во флэш-памяти производители используют два типа ячеек памяти MLC и SLC.

  • Флэш-память с MLC(Multi-level cell — многоуровневые ячейки памяти)ячейки более емкие и дешевые, но они с большим временем доступа и меньшим количеством циклов записи/стирания (около 10000).
  • Флэш-память, которая содержит в себе SLC (Single-level cell — одноуровневые ячейки памяти) ячейки имеет максимальное количество циклов записи/стирания(100000) и обладают меньшим временем доступа.

Изменение заряда (запись/стирание) выполняется приложением между затвором и истоком большого потенциала, чтобы напряженность электрического поля в тонком диэлектрике между каналом транзистора и карманом оказалась достаточна для возникновения туннельного эффекта. Для усиления эффекта тунеллирования электронов в карман при записи применяется небольшое ускорение электронов путем пропускания тока через канал полевого транзистора.

Принцип работы флеш-памяти основан на изменении и регистрации электрического заряда в изолированной области («карман») полупроводниковой структуры.

Чтение выполняется полевым транзистором, для которого карман выполняет роль затвора. Потенциал плавающего затвора изменяет пороговые характеристики транзистора, что и регистрируется цепями чтения. Эта конструкция снабжается элементами, которые позволяют ей работать в большом массиве таких же ячеек.

Теперь рассмотрим более подробно ячейки памяти с одним и двумя  транзисторами…

Ячейка памяти с одним транзистором

Если на управляющий затвор подать положительное напряжения (инициализация ячейки памяти) то он будет находиться в открытом состоянии, что будет соответствовать логическому нулю.

А если на плавающий затвор поместить избыточный отрицательный заряд (электрон) и подать положительное напряжение на управляющий затвор ,то он компенсирует создаваемое управляющим затвором электрическое поле и не даст образовываться каналу проводимости, а значит транзистор будет находиться в закрытом состоянии.

Вот так, наличие или отсутствие заряда на плавающем затворе точно определяет состояние открыт или закрыт транзистор, когда подается одно и тоже положительное напряжения на управляющий затвор.

Если мы будем рассматривать подачу напряжения на управляющий затвор, как инициализацию ячейки памяти, то по тому, какое напряжение между истоком и стоком можно судить о наличии или отсутствии заряда на плавающем затворе.

Таким образом получается своеобразная элементарная ячейка памяти, способная сохранять один информационный бит. Ко всему этому очень важно, чтобы заряд на плавающем затворе (если он там имеется) мог сохраняться там долго, как при инициализации ячейки памяти, так и при отсутствии напряжения на управляющем затворе. Только в этом случае ячейка памяти будет энергонезависимой.

Так каким же образом в случае необходимости на плавающий затвор помещать заряд (записывать содержимое ячейки памяти) и удалять его оттуда (стирать содержимое ячейки памяти) когда это необходимо.

Поместить заряд на плавающий затвор (процесс записи) можно методом инжекции горячих электронов (CHE-Channel Hot Electrons) или методом туннелирования Фаулера-Нордхейма.

Если используется метод инжекции горячих электронов, то на сток и управляющий затвор подается высокое напряжение, что придаст электронам в канале энергии, достаточной чтобы преодолеть потенциальный барьер, который создается тонким слоем диэлектрика, и направить (туннелировать) в область плавающего затвора (во время чтения на управляющий затвор подается меньшее напряжение и эффект туннелирования не происходит).

Чтобы удалить заряд с плавающего затвора (выполнить стирания ячейки памяти) на управляющий затвор подается высокое отрицательное напряжение (около 9 В), а на область истока подается положительное напряжение. Это приводит к тому, что электроны туннелируют из области плавающего затвора в область истока. Таким образом происходит квантовое туннелирование Фаулера — Нордхейма (Fowler — Nordheim).

Наверно вы уже поняли, что транзистор с плавающим затвором это элементарная ячейка флэш-памяти.  Но ячейки с одним транзистором имеют некоторые недостатки, основным из которых является плохая масштабируемость.

Так как при создании массива памяти, каждая ячейка памяти (то есть транзистор) подключается к двум перпендикулярным шинам. Управляющие затворы подключаются к шине, которую называют линией слов (Word Line), а стоки соединяют с шиной, ее называют битовой линией (Bit Line).

В следствии чего в схеме находится высокое напряжение и при записи методом инжекции горячих электронов все линии — слов, битов и истоков нужно разместить на большом расстоянии друг от друга. Это даст нужный уровень изоляции, но отразится на ограничении объема флэш-памяти.

Еще одним недостатком такой ячейки памяти является присутствие эффекта избыточного удаления заряда с плавающего затвора, а он не может компенсироваться процессом записи. В следствии этого на плавающем затворе образуется положительный заряд, что делает неизменным состояние транзистора и он всегда остается открытым.

Ячейка памяти с двумя транзисторами

Двухтранзисторная ячейка памяти, это модифицированная однотранзисторная ячейка, в которой находится обычный КМОП-транзистор и транзистор с плавающим затвором. В этой структуре обычный транзистор выполняет роль изолятора транзистора с плавающим затвором от битовой линии.

Имеет ли преимущества двухтранзисторная ячейка памяти? Да, ведь с ее помощью можно создавать более компактные и хорошо масштабируемые микросхемы памяти, потому что здесь транзистор с плавающим затвором изолируется от битовой линии.

Ко всему прочему, в отличии от однотранзисторной ячейки памяти, где информация записывается методом инжекции горячих электронов, в двухтранзисторной ячейки памяти для записи и стирания информации используется метод квантового туннелирования Фаулера — Нордхейма.

 Такой подход дает возможность снизить напряжение, которое необходимо для операции записи. Забегая наперед скажу, что двухтранзисторные ячейки применяются в памяти со структурой NAND.

Устройство флэш-памяти с архитектурой NOR

Тип этой памяти является источником и неким толчком в развитии всей EEPROM. Ее архитектура была разработана компанией Intel в далеком 1988 году. Как было написано ранее, чтобы получить доступ к содержимому ячейки памяти (инициализировать ячейку), нужно подать напряжение на управляющий затвор.

Поэтому разработчики компании все управляющие затворы подсоединили к линии управления, которая называется линией слов (Word Line). Анализ информации ячейки памяти выполняется по уровню сигнала на стоке транзистора. Поэтому разработчики все стоки транзисторов подсоединили к линии, которая называется линией битов (Bit Line).

Архитектура NOR получила название благодаря логической операции ИЛИ — НЕ (в переводе с английского NOR).  Принцип логической операции NOR заключается в том, что она над несколькими операндами (данные, аргумент операции…) дает единичное значение, когда все операнды равны нулю, и нулевое значение во всех остальных операциях.

В нашем случае под операндами подразумевается значение ячеек памяти, а значит в данной архитектуре единичное значение на битовой линии будет наблюдается только в том случае , когда значение всех ячеек, которые подключены к битовой линии, будут равны нулю (все транзисторы закрыты).

В этой архитектуре хорошо организован произвольный доступ к памяти, но процесс записи и стирания данных выполняется относительно медленно. В процессе записи и стирания применяется метод инжекции горячих электронов. Ко всему прочему микросхема флеш-памяти с архитектурой NOR и размер ее ячейки получается большим, поэтому эта память плохо масштабируется.

Структура шести ячеек NOR Flash

Флеш-память с архитектурой NOR как правило используют в устройствах для хранения программного кода. Это могут быть телефоны, КПК, BIOS системных плат…

Устройство флэш-памяти с архитектурой NAND

Данный тип памяти был разработан компанией Toshiba. Эти микросхемы благодаря своей архитектуре применяют в маленьких накопителях , которые получили имя NAND (логическая операция И-НЕ). При выполнении операция NAND дает значение нуль только, когда все операнды равны нулю, и единичное значение во всех других случаях.

Как было написано ранее, нулевое значение это открытое состояние транзистора.

В следствии этого в архитектуре NAND подразумевается, что битовая линия имеет нулевое значение в том случае, когда все подключенные к ней транзисторы открыты, и значение один, когда хотя бы один из транзисторов закрыт.

Такую архитектуру можно построить, если подсоединить транзисторы с битовой линией не по одному (так построено в архитектуре NOR) , а последовательными сериями (столбец из последовательно включенных ячеек).

Данная архитектура по сравнению с NOR хорошо масштабируется потому, что разрешает компактно разместить транзисторы на схеме. Кроме этого архитектура NAND производит запись путем туннелирования Фаулера — Нордхейма, а это разрешает реализовать быструю запись нежели в структуре NOR. Чтобы увеличить скорость чтения, в микросхемы NAND встраивают внутренний кэш.

Как и кластеры жесткого диска так и ячейки NAND группируются в небольшие блоки. По этой причине при последовательном чтении или записи преимущество в скорости будет у NAND.

Но с другой стороны NAND сильно проигрывает в операции с произвольным доступом и не имеет возможности работать на прямую с байтами информации.

 В ситуации когда нужно изменить всего несколько бит, система вынуждена переписывать весь блок, а это если учитывать ограниченное число циклов записи, ведет к большому износу ячеек памяти.

Структура одного столбца NAND Flash

В последнее время ходят слухи о том, что компания Unity Semiconductor разрабатывает флэш-память нового поколения, которая будет построена на технологии CMOx.

Предполагается, что новая память придет на смену флеш-памяти типа NAND и преодолеет ее ограничения, которые в памяти NAND обусловлены архитектурой транзисторных структур. К преимуществам CMOx относят более высокую плотность и скорость записи, а также более привлекательную стоимость.

В числе областей применения новой памяти значатся SSD и мобильные устройства. Ну, что же правда это или нет покажет время.

Чтобы более детально донести до Вас всю необходимую информацию я разместил видео ролик по теме.

P.S. Объяснить простым языком технический материал людям которые не представляют как построена архитектура компьютера… очень сложно, но я надеюсь у меня это получилось. Для полной и достоверной информации в этой статье я частично использовал учебную литературу. Надеюсь эта статья была для вас полезной и познавательной. Пока!

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://hobbyits.com/princip-raboty-i-ustrojstvo-flesh-pamyati/

Обзор карт памяти microSD: класификации, скорости, оптимальный выбор при покупке

Как работает карта памяти sd

#Class_2 #Class_4 #Class_6 #V6 #Class_10 #UHS-Class_1_(U1) #V10 #UHS-Class_3_(U3) #V30 #V60 #V90

Пожалуй, самым популярным устройством хранения информации в современных смартфонах, фотоаппаратах, видеорегистраторах являются SD карты двух разных форматов, собственно SD и MicroSD (она же TransFlash). Стандарт появился в 1999 году, и за 20 лет своего существования карты данного типа постоянно эволюционировали, увеличивая скорость работы и объем. Про градации карт по объему можно прочитать в статье «SDHC и SDXC». Данный же материал будет посвящен скорости работы.

В характеристиках практически всех карт памяти форматов SD и microSD присутствуют обозначения подобные V30, Class 10, A1 и другие подобные сокращения. Данным способом обозначаются классы скорости, то есть определенные стандарты, показывающие быстродействие карт памяти в определенных зачах. Актуальные на данный момент обозначения классов скорости:

Vxx (V90, V60, V30) – класс скорости, показывающий скорость линейной записи.

Данный класс очень важен при использовании карт памяти в качестве устройства хранения в различных фото и видеокамерах, так как именно от скорости записи зависит максимальное разрешение и качество отснятого материала. Буква V в названии данных классов скорости происходит от слова Video, а цифры показывают гарантированную скорость записи

Ax (A1, A2) – класс скорости показывающий производительность карт памяти при работе с приложениями в различных смартфонах и планшетах. Разделение на классы зависит от количества операции ввода/вывода (IOPS) обрабатываемых картой памяти

UHS Ux (UHS-I U3, UHS-I U1) – первая попытка, признанная не очень удачной, связать скорость записи карт памяти со скоростью записи видео. Была признана не очень удачной из-за того, что обозначения оказались не понятными для большей части пользователей. Несмотря на это карты с данными обозначениями до сих пор очень популярны

Class xx (Class 6, Class 10) – самый первый вариант систематизации карты памяти по скорости записи. Цифры после слова «Class» обозначают минимальную скорость записи, обеспечиваемую картой памяти. Так же встречаются обозначения C2, С6

Более подробная информация о классах скорости карт памяти SD приведена ниже.

Пропускная способность интерфейса SD

Самая первая редакция интерфейса карт памяти SD1.0 имела максимальную пропускную способность 12.5 МБ/с в полудуплексном режиме, то есть в каждый момент времени карта могла либо записывать, либо читать данные с указанной скоростью. Первую ревизию шины так же называют Default Speed. В версии SD1.

1, получившей название High Speed, пропускная способность увеличилась в два раза, и составила 25 МБ/с. Следующее серьезное увеличение пропускной способности интерфейса произошло с принятие стандарта UHS-I . Скорости данного поколения интерфейса SD карт составили 50 МБ/с (SDR50) и 104 МБ/с (SDR104). В следующем обновлении интерфейса UHS-II появилась поддержка полнодуплексного подключения.

Имеющегося ряда контактов для этого было недостаточно, поэтому на картах появился второй ряд:

Более подробную информацию о существующих версиях интерфейсов SD карт можно увидеть в таблице:
Версия интерфейсаПоддерживаемые типы картОбозначенияСкорость интерфейсаВерсия интерфейса
Default SpeedSD, SDHC, SDXC и SDUCНет12.5 МБ/с1.01
High SpeedSD, SDHC, SDXC and SDUCНет25 МБ/с1.1
UHS- ISDHC, SDXC и SDUC50 МБ/с (SDR50 или DDR50)104 МБ/с (SDR104)3.01
UHS- IISDHC, SDXC и SDUC156 МБ/с в двух направлениях(полнодуплексный режим) 312 МБ/с в одном направлении(полудуплексный режим)4.00
UHS- IIISDHC, SDXC и SDUC624 МБ/с в двух направлениях(полнодуплексный режим)6.00
SD ExpressSDHC, SDXC и SDUC985 МБ/сPCIe Gen.37.00

Все версии интерфейсов, кроме SD Express, поддерживают более ранние стандарты при условии совпадения типа используемых карт памяти в каждом конкретном картридере.

Классы скорости карт памяти

Долгое время основным назначением карт памяти формата SD являлись различные фото и видео камеры. По этой причине первые классы скорости указывали на то, какое максимальное разрешение видеороликов позволяли записывать камеры.

Сейчас же из-за распространения мобильных устройст, где применяются те же камеры, классы скорости поделились на два вида – V, демонстрирующий скорость записи в различных фото и видеокамерах, и A – показывающий скорость работы приложений.

Минимальная скорость последовательной записи, МБ/сКласс скоростиОптимальная нагрузка
Класс скоростиКласс скорости UHSКласс скоростиVideo Speed
Изображение8 k video4 k videoFull HD / HD VideoStandartVideo
90 МБ/секVideo Class 90 (V90)120 fps
60 МБ/секVideo Class 60 (V60)60 fps120 fps
30 МБ/секUHS Class 3 (U3)Video Class 30 (V30)30 fps120-60 fps120 fps
10 МБ/секClass 10UHS Class 1 (U1)Video Class 10 (V10)60 fps120-60 fps120 fps
6 МБ/секClass 6Video Class 6 (V6)30 fps60 fps120-60 fps
4 МБ/секClass 460 fps30 fps60 fps
2 МБ/секClass 230 fps

В связи с тем, что все большее количество карт памяти стало использоваться в таких устройствах как смартфоны и планшеты, дополнительно были разработаны классы скорости карт памяти SD, показывающие примерный уровень из быстродействия при запуске и использовании приложений.

Данные классы получили название «Application Performance Class».

Так как для работы приложений линейная скорость, в отличие от видеозаписи, играет не такую большую роль, на первое место при делении карт на классы производительности приложений был выбран такой параметр как количество операций ввода/вывода в секунду (IOPS) то есть, как быстро карта памяти реагирует на запросы приложений.

На момент написания материала существовало два класса – A1 и A2. Их характеристики приведены в таблице:

Класс производительности приложенийОбозначениеМинимальное значениеIOPS в операцияхслучайного чтенияМинимальное значениеIOPS в операцияхслучайной записиМинимальная устоявшаясяскорость записи
A1150050010 МБ/с
A24000200010 МБ/с

Источник: https://www.nix.ru/computer_hardware_news/hardware_news_viewer.html?id=196052

Немного о картах памяти для чайников

Как работает карта памяти sd

При покупке новой карты памяти важно учесть моменты, на которые пользователи не обращают внимания. Ориентируйтесь не только на бренд, объем и цену. Расскажу и о том, как не переплатить за крутые функции, которые не поддерживает телефон.

1. Несовместима

Все карты памяти microSD подойдут ко всем слотам для microSD, но не все станут работать. Обратная совместимость не предусмотрена. Более новые не будут читаться устройствами, в которых предусмотрена поддержка только более старых форматов. Нужно знать, какие карты памяти поддерживает ваш телефон.

Существуют четыре формата:

— microSD: емкость до 2 гигабайт; работает в любом слоте microSD;

— microSDHC: емкость от 2 до 32 гигабайт; работает в устройствах, поддерживающих форматы SDHC и SDXC;

— microSDXC: емкость от 32 гигабайт до 2 терабайт (теоретически); поддерживается только телефонами, совместимыми с SDXC;

— microSDUC: формат анонсирован в июне 2018 года; теоретически достижимый максимальный объем — 128 терабайт; знание о нем вам станет полезно в будущем, когда появятся и сами карты памяти и совместимые устройства.

2. Емкость

Телефон с поддержкой microSDXC не станет читать все карты памяти этого формата. Пример: Samsung Galaxy S9 официально поддерживает карты памяти объемом не более 400 гигабайт. Не факт, что 512-гигабайтная память будет в нем работать.

Обращайте внимание на такую характеристику телефона, как максимальная емкость совместимых с ним карт памяти.

Если вы планируете открывать карту памяти на компьютере, необходимо, чтобы ее файловая система поддерживалась вашей ОС. microSDXC по умолчанию отформатированы в файловой системе exFAT. Windows давно поддерживает ее, а macOS — только начиная с версии 10.6.5 (Snow Leopard). Довольно древняя ОС, но, поскольку Mac исправно работают десятилетиями, этот нюанс также следует отметить.

3. Скорость

В картах формата SDHC и SDXC может поддерживаться повышенная скорость шины (UHS). Данные будут перемещаться быстрее, но не всегда, а только если телефон поддерживает UHS. В старых слотах UHS-карты будут работать, но с пониженной скоростью — 25 мегабит в секунду.

Версии UHS (в скобках указана предельная скорость в мегабитах в секунду):

— UHS-I (104)

— UHS-II (312)

— UHS-III (624)

Прирост производительности выглядит круто, но вам нет никакого смысла переплачивать за UHS-карту, если смартфон ее не поддерживает.

4. Характеристики скорости

Есть несколько характеристик скорости. Производители порой используют их все. Класс:

— Class 2: не менее 2 мегабит в секунду

— Class 4: не менее 4 мегабит в секунду

— Class 6: не менее 6 мегабит в секунду

— Class 10: не менее 10 мегабит в секунду

Показатель ничего не говорит о максимальной скорости, только о минимальной. Теоретически карта памяти второго класса может работать быстрее, чем шестого. Карты Class 10 почти всегда быстрее, поскольку скорость шины — 25 мегабит в секунду, а 12,5, как у карт памяти других классов.

Класс скорости UHS (приведена минимальная скорость записи в мегабитах в секунду):

— U1 (10)

— U3 (30)

Класс производительности приложений (Application Performance Class). Показатель характеризует минимальную скорость произвольного чтения и записи. Измеряется в числе операций ввода-вывода в секунду (IOPS). Характеристика важна, если вы храните приложения на карте памяти и запускаете их оттуда:

— A1: чтение — 1500; запись — 500

— A2: чтение — 4000; запись — 2000

Класс скорости видео (минимальная скорость в мегабитах в секунду):

— V6: 6

— V10: 10

— V30: 30

— V60: 60

— V90: 90

Чем выше разрешение видео, которое вы смотрите, тем более высокий Video Speed Class вам нужен.

Номинальная скорость

Некоторые производители указывают также и максимальную скорость выпускаемых ими карт памяти. Уже не в мегабитах, а в мегабайтах в секунду. Данные основаны на тестах и отражают наиболее благоприятный сценарий работы оборудования, а не его реальное использование.

На скорость чтения и записи влияют факторы, которые не зависят от карты памяти. В их числе — USB-кабель.

Относительная скорость

Так определяли скорость CD: 2x, 4x, 16x. Показатель отражает, во сколько раз скорость выше, чем первоначальная скорость компакт дисков (150 килобайт в секунду).

Обозначение 100x для microSD говорит о том, что в идеальных условиях скорость достигает 15 мегабайт в секунду.

На какие характеристики вы смотрите при покупке карты памяти?

Источник: Блог системного администратора

Источник: https://pikabu.ru/story/nemnogo_o_kartakh_pamyati_dlya_chaynikov_7570923

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.