Отличия и сходства между MicroSD, MicroSDHC и MicroSDXC, в чем разница

Трудно представить жизнь без мобильных устройств. Смартфоны, планшеты, MP3-плееры или умные часы сопровождают современного человека каждый день. Чем больше их используют, тем больше требуется памяти. Фотографии, видео, музыка, приложения – внутренняя память устройств заполняется в мгновение ока. Следовательно, требуется дополнительная внешняя память.

Карта памяти – это популярный инструмент, который позволяет быстро и легко увеличивать объем памяти устройства и, таким образом, позволяет хранить больше данных. В зависимости от потребностей можно использовать карты различной емкости. Наиболее популярны сейчас карты памяти на 32 ГБ и на 64 ГБ. Решение о покупке конкретной модели принимается исходя из того, в каком оборудовании планируется использовать аксессуар и сколько гигабайт требуется для комфортного использования.

Что такое MicroSD, MicroSDHC и MicroSDXC

Флеш-накопители типа Микро СД — это уменьшенные копии флешек SD (Secure Digital Memory Card). Такая цифровая продукция появилась вследствие развития мобильной техники. Современные гаджеты отличаются компактными размерами, из-за чего появилась необходимость в создании небольших карт памяти формата «Mini» и «Micro».

Стандартные флешки SD отличаются размерами 3,2х2,4 сантиметра, когда как MicroSD – 15х11 миллиметров.

На мобильных устройствах, в которых предусматриваются слоты для подобных накопителей, нередко указывают, что такие гаджеты поддерживают другие форматы. То есть, с точки зрения производителей техники, эти флешки не различаются между собой. Однако данное мнение ошибочно.

MicroSD

MicroSD стала одной из первых, заменивших SD. Данный флеш-накопитель выделяется следующими особенностями:

• максимальная емкость — до 4 гигабайт;
• длина — 15 миллиметров;
• ширина — 11 миллиметров;
• толщина — 1 миллиметр.

В связи с тем, что данная карта появилась давно, MicroSD отличается медленной скоростью записи информации.

MicroSDHC

Флеш-накопители типа микро СДНС характеризуются теми же размерами, что и предыдущие, но выделяются большим объемом памяти, который достигает 32 гигабайт. Карты данного формата не считываются устройствами, предназначенными для MicroSD или SD. Объясняется это тем, что информация, которая скачивается на micro SDHC, записывается в форматах FAT12 или FAT16. MicroSD поддерживает только FAT32.

MicroSDXC

Микро СДХС способны записывать до двух терабайт информации. При этом такие флешки отличаются теми же размерами, что и предыдущие. Из-за большего объема памяти на MicroSDXC информация записывается быстрее. Данные на подобных внешних носителях форматируются в exFAT.

О формате[править | править код]

SD-карта емкостью 16

Мбайт

Этот стандарт был введён в августе 1999 года фирмами Panasonic, SanDisk и Toshiba на основе MMC-карты и стал отраслевым стандартом. В 2000 году на CES компаниями Matsushita, SanDisk и Toshiba было объявлено о создании SD Card Association.

SDHC[править | править код]

Карта SDHC Class 6 емкостью 8
Гбайт

SDHC

(англ. Secure Digital High Capacity) — сменная карта флеш-памяти, удовлетворяющая спецификации SDA 2.00, введённой SD Card Association. SDHC стал развитием формата SD, унаследовав большинство его характеристик.

Потенциальный максимальный объём карт SDHC увеличен до 32 ГБ. Как правило, для хранения информации на картах этого типа используют файловую систему FAT32 (для SD использовалась FAT16/32).

Совместимость[править | править код]

Карты SDHC несовместимы с устройствами, изначально рассчитанными только на SD-карты. Ключевым нововведением для SDHC-карт, позволившим им превзойти объём в 4 ГБ, стало введение посекторной адресации (аналогично жёстким дискам), в то время как обычные SD-карты имеют побайтную адресацию (как оперативная память) и, соответственно, при 32-разрядном адресе могут иметь объём не более 4 ГБ.

Некоторые устройства (кардридеры, коммуникаторы и др.), рассчитанные на работу только с картами SD, после смены программного обеспечения могут «научиться» работать с SDHC, если аппаратная поддержка данных карт была предусмотрена производителем.

Также следует обращать внимание на версию реализации карты SD (SD 1.0 или SD 1.1). Если её планируется использовать в старом устройстве, поддерживающем карты памяти объёмом до 2 ГБ, убедитесь, что она выполнена в версии 1.0, а не 1.1, иначе будут возникать сбои при форматировании и при заполнении карты памяти информацией.

SDXC[править | править код]

Карта SDXC емкостью 512 гигабайт

В 2009 году на CES SD Association представила новый стандарт SDXC

(англ. Secure Digital eXtended Capacity), поддерживающий карты объёмом до 2 TБ и использующий файловую систему exFAT.

Также в новой спецификации добавлен четырёхбитовый режим передачи данных для карт SDHC и SDXC — так называемая шина UHS (Ultra High Speed) со скоростью передачи до 312 Мбайт/c. Карты памяти с шиной UHS также совместимы с обычным режимом передачи.

Устройства с поддержкой SDXC обеспечивают поддержку карт предшествующих стандартов SD и SDHC. Карты SDXC объёмом 64 ГБ и более можно использовать в устройствах SDHC (читать с них и записывать на них информацию), если они отформатированы в файловой системе FAT32[1].

Поддержка операционными системами[править | править код]

• SDXC-карты используют запатентованную файловую систему exFAT, разработанную компанией Microsoft. Официально поддержка кардридеров и карт стандарта SDXC заявлена для Windows Vista, Windows Server 2008, Windows 7, Windows 8 и Windows 10. Для поддержки exFAT в Windows XP существует обновление KB955704. В связи с прекращением поддержки Windows XP обновление может быть недоступно на серверах Microsoft.
• Поддержка в Linux/UNIX реализована с помощью свободного драйвера exFAT, работающего вне ядра (FUSE)[2]. Драйвер доступен в репозиториях большинства популярных дистрибутивов. Пользователям других дистрибутивов предлагается собрать драйвер из исходников. Также есть родная реализация от Samsung, лишённая недостатков Fuse.[3] Реализания exFAT от компании Samsung была включена в эксперементальную секцию ядра версии 5.4.[4]
• Обновлённый в 2011 году MacBook Pro также имеет поддержку карт памяти SDXC[5]. Все новые устройства от Apple с Mac OS X 10.6.5 или старше поддерживают карты SDXC при наличии физического слота в устройстве.
• Android поддерживает SDXC на заводских прошивках большинства флагманов, для остальных же, как и у Linux, требуется драйвер Samsung.

Проблемы совместимости[править | править код]

microSD 64 Мбайт/microSDXC 128 Гбайт

Сразу же после утверждения стандарт подвёргся критике из-за того, что стандартной файловой системой для него является запатентованная exFAT. Её спецификаций в свободном доступе нет, полноценного свободного драйвера тоже нет (на данный момент существует собственнический драйвер для Linux и Android для фирм и OEM-производителей оборудования[6]). Таким образом, карты SDXC нельзя будет использовать в свободных операционных системах. Даже если с помощью обратной разработки будет создан полнофункциональный драйвер для этой файловой системы, его использование в некоторых странах из-за патентов может быть незаконным. При переформатировании карты в другую файловую систему, свободную и поддерживающую накопители и файлы большого объёма (например ext4 или UDF), карта может потерять совместимость с устройствами, для которых предназначена[7].

SDUC[править | править код]

В 2022 году SD Association представила новый стандарт SDUC

(англ. Secure Digital Ultra Capacity), поддерживающий карты объёмом до 128 TБ и использующий файловую систему exFAT. Стандарт описан в спецификации SD версии 7.0[8].

SD Express[править | править код]

27 июня 2022 года организация SD Association представила новый класс карт памяти SD Express в трёх разновидностях: SDUC 1 express, SDXC 1 express и SDHC 1 express (максимальная ёмкость 128 ТБ, 2 ТБ и 32 ГБ соответственно). Эти карты используют интерфейс PCI Express 3.0 и протокол NVMe 1.3 через второй ряд контактов (также присутствующий в картах UHS-II/III) для достижения скоростей до 0.9 ГБ/с. Карты express обратно совместимы с картами стандарта UHS-I[9][10]. Внешне карты SD Express отмечены маркировкой “SD Ex”.

MiniSD и MicroSD[править | править код]

Для миниатюрных приборов разработаны miniSD

размером 20×21,5×1,4 мм и самая маленькая из всех карт —
MicroSD
(ранее известная как
TransFlash
,
T-Flash
или
TF
)[11] размером 11×15×1 мм. Для карт MiniSD и MicroSD существуют переходники (адаптеры), с помощью которых их можно вставлять в любой слот для обычной SD-карты. В некоторые кардридеры miniSD и microSD могут быть вставлены без адаптера.[12]

• Переходник с microSD — на SD. Своего рода классика
• Устройство переходника с microSD — на SD
• Переходник с miniSD — на SD
• Переходник с microSD — на miniSD
• Картридер (переходник) microSD — USB

microSD Express[править | править код]

В феврале 2022 года на выставке MWC 2022 был представлен новый формат microSD Express, который позволит увеличить скорость передачи до 985 МБ/с благодаря добавлению сигналов интерфейса PCIe 3.1. Новые сигналы передаются через добавленный к microSD второй ряд контактов. Карты сохранят обратную совместимость с традиционными считывателями.[13]

Микроконтроллер[править | править код]

Устройство SD-карты: U1 — контроллер, две микросхемы снизу — память. Контактные площадки расположены с обратной стороны платы

Карта размером 24×32×2,1 мм снабжена собственным контроллером[14][15] и специальной областью, способной, в отличие от MMC, записывать информацию таким образом, чтобы неавторизованное чтение информации было невозможно, в соответствии с требованиями «Secure Digital Music Initiative». Этот факт был отражён в названии стандарта («Secure Digital»). Для записи в защищённую область используется специальный протокол записи, недоступный для обычных пользователей. При этом карта также может быть защищена паролем, без которого доступ к записанной информации невозможен; восстановить работоспособность карты можно только её полным переформатированием с потерей записанной информации.

Карты формата Secure Digital (кроме MicroSD) снабжены механическим[16] переключателем защиты от записи. В положении «lock» невозможны запись информации, и, соответственно, удаление файлов и форматирование карты, что позволяет избежать случайной потери информации. Однако следует учитывать, что собственно защита от записи осуществляется не самой картой, а устройством, использующим карту, и может оказаться в нём не реализованной либо намеренно отсутствовать. Например, автозагрузка резидентной программы CHDK для фотоаппаратов Canon работает, только когда карта защищена от записи.

В большинстве случаев SD можно заменить MMC-картой. Обратная замена обычно невозможна: SD толще и может просто не войти в слот для MMC.

Система передачи[править | править код]

Накопитель с комбинированными интерфейсами SD и USB-флэш

Карты могут поддерживать различные сочетания следующих типов шин и режимов передачи. Режим шины SPI и однобитовый режим шин SD является обязательным для всех типов карт, как описано в следующем разделе. Нумерация выводов для всех размеров карт SD и хост-устройств является одинаковой.

• Режим шины SPI:
  Serial Peripheral Interface в основном используется в микроконтроллерах. Этот тип шины поддерживает только 3,3-вольтовой интерфейс. Это единственный тип шины, который не требует лицензии на хост.
• Однобитовый режим шины SD:
  Отдельная шина для команды и каналов передачи данных.
• Четырёхбитовый режим шины SD:
  Использует дополнительные контакты, переназначены некоторые контакты. Для карт UHS-I и UHS-II требуется именно этот режим.

Физический интерфейс включает в себя 9 контактов, за исключением того, что для карт miniSD добавлено два несвязанных контакта в центре и microSD-карты не используют один из двух общих контактов.[17]

Нумерация контактов для карт (сверху вниз):

MMC

, SD, miniSD, microSD. Заметна эволюция от наиболее старого формата MMC, на базе которого был создан SD.
Режим шины SPI

Однобитовый режим шины SD

Четырёхбитовый режим шины SD

Описание:

1. Направление определяется относительно карты. Вх = Вход, Вых = Выход.
2. ДЛ = Двухт
3. ие
   ), когда выход не подключён ни к питанию, ни к общему проводу («обрыв» цепи).
4. ОК =
5. Пит = Питание, НПяние).

Энергопотребление[править | править код]

Потребляемая мощность SD-карты зависит от её скоростного режима, производителя и модели.

Во время передачи потребляемая картами мощность может находиться в диапазоне 66-330 мВт (20-100 мА при напряжении питания 3,3 В). Для карт, созданных по технологии TwinMos, максимальная мощность потребления в режиме записи составляет 149 мВт (45 мА). По технологии фирмы Toshiba потребление составляет от 264 до 330 мВт (80-100 мА).[18] Ток в режиме ожидания значительно ниже: менее чем 0,2 мА (карты microSD 2006 года выпуска).[19] Если есть обмен данных в течение длительного периода, то происходит значительное потребление энергии батареи в портативных устройствах, например в смартфонах, где батареи имеют ёмкость 6 Втч (Samsung Galaxy S2, 1650 мАч @ 3,7 В)).

Если хост-устройство поддерживает режим скорость шины SDR104 или UHS-II, то современные карты UHS-II могут потреблять мощность до 2,88 Вт. Максимально допустимое стандартом энергопотребление в самом малопотребляющем режиме в случае UHS-II составляет 0,72 Вт.
Энергопотребление карты в зависимости от скорости шины[20]

Таблица соответствия

Таблица соответствия позволяет понять, какой тип внешних носителей подходит под конкретное устройство. Эта информация была собрана на основании скорости (всего выделяют 6 классов) переноса данных на флеш-накопитель или специального коэффициента, единица которого равна 150 килобитам в секунду.

Разница между MicroSD, MicroSDHC и MicroSDXC

Различиями между этими флеш-накопителями сведены в таблицу.

В связи со сказанным получается, что выбор между накопителями формата ХС или НС сводится к определению того, с какой скоростью флешка должна записывать информацию, а также, какой объем у карты памяти.

Сравнение

В связи с тем, что указанные накопители отличаются одинаковыми габаритами, при их сравнении необходимо учитывать следующее:

• тип устройств, для которых предназначается накопитель;
• формат записи информации;
• емкость накопителя;
• поддерживаемая скорость переноса информации и считывания;
• применяемая файловая система.

Мнение эксперта

Карнаух Екатерина Владимировна

Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»

При покупке также нужно учитывать типы карт-ридеров, которые имеются в наличии. Кроме того, следует обращать внимание на способ форматирования данных, так как некоторые устаревшие системы не распознают более современные способы сжатия информации.

Файловая система

Важно отметить, что карты имеют различные файловые системы, и они по различному определяются в операционных системах. Так SDHC – форматируется в FAT32

Так SDHC – форматируется в FAT32

А вот SDXC – имеет более современный формат exFAT.

Что нам это говорит? Да все просто, современные операционные системы, для примера WINDOWS (старше VISTA), увидят и тот и другой формат. А вот если у вас «операционка», ниже, например WINDOWS XP (некоторые еще сидят на ней), некоторые дистрибутивы LINUX, они просто могут не увидеть «XC», нужно будет выкачивать дополнительные драйвера. Учитывайте это при эксплуатации.

Как отличается скорость

Как было отмечено, MicroSD записывает данные со скоростью до 25 мегабит в секунду, MicroSDHC – от 50 до 150 мегабит в секунду. Накопители MicroSDXC выпускаются в разных форматах, отличающихся между собой по характеристикам. Данные флешки могут поддерживать следующие стандарты скорости (мегабит в секунду):

• UHS-Ⅰ – до 104;
• UHS-Ⅱ – до 312;
• UHS-Ⅲ – до 624.

Накопители, поддерживающие указанные стандарты скорости, не используются в мобильной технике. Такие карты предназначаются для видеокамер и фотоаппаратов.

Шина UHS[править | править код]

Карта MicroSD стандарта UHS‑II

Сравнение карты стандарта UHS‑II с обычной

UHS (Ultra High Speed) bus — высокоскоростной протокол обмена данными, введённый в версиях стандарта 3 и 4. Спецификация требует обратной совместимости карт и контроллеров UHS с более ранними интерфейсами на Normal Speed и High Speed.[21]

Интерфейс UHS-I определён в техническом описании версии 3.01. Скорость обмена данными по интерфейсу — 50 МБ/с или 104 МБ/c. Используются стандартные контакты, однако назначение некоторых контактов переопределено для реализации 4-битового обмена данными.

Интерфейс UHS-II определён в техническом описании версии 4.00. Скорость обмена — 156 МБ/с или 312 МБ/c. Карты этого стандарта содержат два ряда контактов — 17 для обычной карты и 16 для microSD; используется 4-битовый режим обмена. В 2013 году компании Panasonic, PNY и Toshiba представили свою первую продукцию с применением данной технологии.

Карты памяти UHS-II используются в фото- и видеоаппаратуре, игровых консолях высокого ценового сегмента и других устройствах, требующих высокие скорости обмена данными. Современные смартфоны в формате UHS-II не нуждаются.[22]

Первое или второе поколение — различие и преимущества

Первое и второе поколения накопителей отличаются между собой емкостью и скорость записи информации. Также эти виды флешек различаются по разрядности системы, тип которой не менялся.

Мнение эксперта

Карнаух Екатерина Владимировна

Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»

Более заметная разница между данными накопителями просматривается при сравнении карт памяти первого поколения и MicroSDXC, поддерживающих указанные форматы скорости. Такие флешки даже визуально отличаются от остальных. На корпусе этих накопителей предусматривается дополнительный ряд контактов. Причем такие карты можно использовать на устройствах, которые предназначаются для других флешек.

Но в подобных случаях накопители медленнее записывают данные. Но устройства при этом не «тормозят». То есть встроенная операционная система автоматически замедляет флеш-накопитель.

Модели последнего поколения выделяются на фоне предыдущих тем, что подходят для любых современных мобильных гаджетов. Однако в ряде случаев встроенные операционные системы не распознают данные, сжатые в формате exFAT. Поэтому перед приобретением внешних носителей информации необходимо проверить, может ли используемый гаджет считывать с подобных устройств информацию.

Адаптер — универсальное решение?

Поскольку мы можем установить карту microSD в смартфон, может возникнуть соблазн вставить эту карту в специальный адаптер. Таким образом мы получим SD-карту в натуральную величину, но стоит оставить эту опцию в качестве решения «на чёрный день». Адаптер позволит карте microSD обмениваться данными с камерой, но в этом случае роль узкого места системы берет на себя сам адаптер. Даже самая быстрая карта, вставленная в безнадежный адаптер, может предложить гораздо худшие параметры работы, не говоря уже о частоте отказов.

Вторым недостатком решения является тот факт, о котором я упоминал ранее, а именно вопрос форматирования карты. Если файловая система оптимизирована для работы с одним устройством, ее работа на другом будет крайне неэффективной. Удаление и запись файлов оставляет карту «пустой» (т. е. генерирует фрагментацию). Чем больше таких пустых мест, тем менее эффективна запись. Конечно, если у нас нет другого выбора, хорошо бы иметь с собой адаптер в качестве резерва. Однако это решение никогда не должно рассматриваться как основное.

Хотя приведенные выше рекомендации носят общий характер, они позволят вам выбрать оптимальную карту. Конечно, если у вас есть сомнения, будет ли работать память, которую вы хотите купить для данного устройства, я могу порекомендовать перейти к последнему средству в этих вопросах — инструкции по эксплуатации камеры. Удачной покупки!

Совместимость карты памяти с устройствами — что лучше выбрать

Подбор внешних носителей информации следует вести с учетом характеристик используемой аппаратуры. Для бюджетных смартфонов и плееров рекомендуется приобретать накопители MicroSD. Это связано с ограничениями по скорости записи данных, которой отличаются подобные устройства.

Мнение эксперта

Карнаух Екатерина Владимировна

Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»

Для более современных смартфонов и планшетов, поддерживающих съемку видео в формате FullHD, рекомендованы MicroSDHC. Такие накопители обеспечивают достаточную скорость записи и считывания данных. Мобильная техника при этом работает без видимых задержек.

Для профессиональных видеокамер и фотоаппаратов подходят накопители MicroSDXC. Такие флешки не рекомендуют покупать для устройств других типов, так как все преимущества, которыми отличаются эти карты, будут нивелированы ограничениями гаджетов. То есть в данном случае разница между MicroSDXC и MicroSDHC не будет заметна.

Характеристики карт-ридеров на выбор цифровых чипов памяти не должны влиять. Эти считыватели стоят относительно недорого. Поэтому, при необходимости, карт-ридер можно заменить на более современный.

Форм-фактор карт памяти Secure Digital

Начнем с самого простого — форм-фактора. SD Specification предусматривает три типоразмера карт памяти:

• SD — классическая флеш-карта с габаритными размерами 24×32×2,1 мм. Из интересных особенностей стоит выделить наличие механического переключателя защиты от перезаписи. Будучи установленным в положение Lock, он блокирует возможность записи на карту новых файлов, удаления имеющихся либо ее форматирования.

• miniSD — более компактная версия флеш-карт, имеющая размеры 20×21,5×1,4 мм и ориентированная на использование в портативных устройствах. В настоящее время карты такого формата практически не выпускаются.

• microSD — самая миниатюрная из существующих SD-карт, ее размеры составляют всего 11×15×1 мм. Она пришла на смену своей предшественнице miniSD. В настоящее время карты именно этого типа используются в смартфонах, планшетах, MP3-плеерах, фотоаппаратах, видеокамерах и другой переносной технике. Кстати, у microSD есть и другое, ныне устаревшее название — TransFlash (T-Flash или TF).

Помимо перечисленных, существует и еще один, уникальный в своем роде форм-фактор — nanoSD, представленный в октябре 2022 года компанией Huawei. По размеру данные карты памяти полностью идентичны nanoSIM и имеют габариты 12,3×8,8×0,67 мм, то есть оказываются практически на 45% миниатюрнее обычных microSD. Они были выпущены одновременно со смартфонами Huawei Mate 20 и Mate 20 Pro, поддерживающими работу исключительно с данным форматом флеш-карт, а также с фирменными двухпортовыми (USB + Type-C) кардридерами, позволяющими работать с другими моделями мобильных девайсов, настольными компьютерами и ноутбуками.

К сожалению, единственным козырем новых карт оказался миниатюрный размер, тогда как по цене и техническим характеристикам они существенно уступают классическим microSD. Например, Huawei Nano SD емкостью 128 ГБ и скоростью последовательного чтения 90 МБ/с, стоит в официальном магазине практически 6 тысяч рублей. Для сравнения,

Sandisk Extreme

аналогичной емкости, обладающая куда более впечатляющими характеристиками (скорость чтения/записи до 160/90 МБ/с соответственно, с защитой от воздействия воды, высоких и низких температур, ударов и рентгеновского излучения) обойдется вам в 2200–2500 рублей по данным «Яндекс.Маркета» (приведенные сведения актуальны на момент написания материала).

Поскольку новый формат до сих пор не был согласован с SD Card Association и не получил официального статуса, говорить о его дальнейшем распространении пока рано. А в свете санкций США против компании Huawei и торговой войны с Китаем, перспективы nanoSD становятся еще более туманными.