По факту своего появления flash-устройства были призваны занять в иерархии памяти
промежуточное положение между ОЗУ и привычными устройствами внешней памяти. Подобно
ОЗУ, flash-память модифицируется электрически, но подобно ПЗУ, flash — энергонезависима
и хранит данные после отключения питания. В отличие от дисков и лент она мгновенно
готова к работе в любом положении, потребляет меньше энергии. Отсутствие движущихся
частей сделало эти устройства менее критичными к ударам, воздействию температуры
и степени запыленности.
За flash довольно продолжительное время оставалась та сфера применения, где обойтись без них было практически невозможно (военная, авиационная и космическая техника, промышленные компьютеры для тяжелых условий эксплуатации и т. п.). Одна из причин такого неравноправия — высокая удельная стоимость хранения данных по сравнению с магнитными "сородичами", вследствие чего и процесс совершенствования flash-устройств долгие годы был скрыт от широкой публики. Толчком для оживления внимания к ним как к массовому продукту послужило появление множества портативных устройств, где традиционные накопители оказались просто бесполезны, а требования к объемам памяти изначально были довольно скромными.
Кроме постоянно растущего спроса, дополнительное ускорение этому процессу придал
переход на использование в картах NAND-микросхем. По сравнению с NOR-памятью они
характеризуются высокой скоростью записи и стирания, а небольшой размер элементарного
блока предоставляет дополнительные преимущества для организации файловой структуры,
хотя и приводит к увеличению среднего времени случайного доступа и исключает возможность
побитового обращения. Современные типовые образцы NAND-микросхем имеют емкость
от 4 Mb до 128 Mb на корпус, обладают удобным интерфейсом, не требующим большого
количества управляющих выводов, и сравнительно низкой стоимостью. Они могут изготавливаться
под различные питающие напряжения, позволяют производить свыше 1 млн. циклов записи/чтения
и гарантируют хранение данных в течение как минимум 10 лет.
Современные flash-карты
|
SmartMedia Card |
SmartMedia Card (SM). Эти карты
появились четыре года назад благодаря усилиям компании Toshiba. Они получили широкое
распространение в различных портативных устройствах, обладают наименьшей среди
всех толщиной (0,76 мм) и весят всего 2 г. SmartMedia Card имеет наиболее простую
структуру: на ней отсутствует собственный контроллер, есть только EEPROM NAND-чип
хранения данных, контакты которого (22-пиновое подсоединение) выведены на верхнюю
плоскость карты размерами 45 37 мм. Известны некоторые проблемы совместимости
(карточки, отформатированные на одном устройстве, могут не читаться на другом),
однако такое с новыми продуктами происходит все реже. При выборе карты следует
обратить внимание, с какой из ее сторон, если смотреть на контактную панель сверху,
обрезан угол: если слева — карта 5-вольтовая, если справа — то рабочее напряжение
питания 3,3 В. Дело в том, что в значительной части представленных на рынке устройств
используются только SM-карты 3,3 В, в некоторых — только 5 В, но все больше появляется
таких, в которых применяются оба типа карт. SM-карта совместима с фотокамерами
и устройствами многих производителей, среди них Agfa, Epson, Minolta, Polaroid,
Sanyo, Apple, Fuji Fhoto Film, Olympus, Ricoh, Toshiba.
|
MultiMedia Card |
MultiMedia Card (MMC).Такие карты изготовляются по относительно молодому
стандарту, появившемуся как результат творчества объединенной ассоциации производителей
и сразу ставшему популярным. Это самые маленькие и легкие карточки на сегодня:
1,4 24 32 мм, масса около 1,5 г. Как правило, разработчики утверждают, что они
легче в изготовлении (всего семь контактов, упрощенная логика управления и т.
д.). От себя заметим, что по их удельной стоимости (за 1 MB хранимой информации)
мы этого не почувствовали. Карты обладают пиковой скоростью передачи от 2,5 MBps
.
|
Secure Digital Card |
Secure Digital Card (SD). Новейшее достижение, по сути, представляет собой
дальнейшее усовершенствование MultiMedia Card. Добавилась поддержка шифрования
данных, что, по замыслу производителей, даст возможность привязки карты к конкретному
устройству (вполне возможно, эти карты еще скажут свое веское слово в борьбе с
MP3-пиратством). Новым является и наличие защиты от стирания (Lock) на правой
боковой поверхности карты. Толщина SD — чуть больше, чем у карт MMC (на 0,7 мм).
Обеспечивается обратная совместимость с MMC, т. е. в слотах SD (девятиконтактных)
должны читаться и MMC-карты (семиконтактные). Технология активно внедряется, например
в семейство карманных компьютеров Palm и Toshiba Pocket PC. Возможно, на ее дальнейшее
продвижение окажет благоприятное влияние и появление (как очередной альтернативы
флоппи-диску) накопителя USB со сменными картами памяти Cruzer от SanDisk.
|
CompactFlash Card |
CompactFlash Card (CF). Это самое популярное и относительно недорогое универсальное
сменное устройство хранения данных. Карта была разработана и выпущена в 1994 г.
компанией SanDisk. Она унаследовала от "прародителя" PC Card (PCMCIA)
flash-накопителя, размеры которого не устраивали производителей малогабаритных
цифровых камер и "наладонников", полноценный PCMCIA/ATA-контроллер и
совместимость с IDE-интерфейсом. Слоты CF типов I и II можно обнаружить и в самых
различных моделях цифровых фотокамер, карманных компьютеров (Pocket PC, Handheld
PC, старшие модели Psion), и в смартфонах. CF-карточки памяти выпускаются только
под слот CF типа I и благодаря сигнальной и электрической совместимости CF и PC
Card стыкуются со слотом типа PC Card Type II ноутбука через дешевый пассивный
переходник "50 Pin-to-68 Pin". Это делает владельца ноутбука с адаптером
(а также цифрового фотоаппарата, MP3-плейера, КПК и т. д.) и карты CompactFlash
еще и обладателем качественного и удобного внешнего накопителя для архивного хранения
информации и ее переноски.
|
Memory Stick |
Memory Stick (MS). Формат Memory Stick — собственность компании Sony.
Соответственно, карты памяти Memory Stick до недавнего времени применялись в карманных
компьютерах, плейерах MP3, цифровых фотоаппаратах и прочих устройствах этой компании.
Формфактор MS успешно прошел испытание временем, показал высокую надежность и
удобство в использовании, поэтому круг производителей аппаратуры со встроенным
слотом под MS постоянно расширяется. На данный момент на рынке можно встретить
MS двух типов: со встроенной системой защиты авторских прав (Magic Gate) и обычной,
давно известной большинству наших читателей. В данном обзоре в связи с отсутствием
соответствующего PC Card-переходника карты Memory Stick не тестировались.
Тестирование и результаты
Пока объемы наиболее популярных карт подбирались к отметке 64 MB, проблема быстродействия flash-устройств вроде бы и не стояла. Более того — разница в секунду или менее привела к появлению стереотипа о том, что скоростные параметры карт, где бы они ни использовались, практически не важны. Сейчас, когда не за горами рубежи 256 и 512 MB, а потоковая видеозапись поддерживается все большим числом производителей цифровых камер, приходится задумываться и о скорости записи/считывания, и о времени, затраченном на очистку карточек.
|
В комплекте с картами от Delkin Devices поставляется CD с богатым набором ПО |
Познакомившись с некоторыми существующими методиками, мы пришли к выводу, что
целью подобного тестирования является не столько измерение скорости выполнения
операций, сколько демонстрация возможностей универсальных USB 1.x-считывателей
с полосой около 1 MBps. Действительно, такие ридеры наиболее удобны и, несмотря
на появление модулей для карт с подключением по USB 2.0, еще долго будут популярны
на рынке аксессуаров. К теме считывателей мы обязательно вернемся на страницах
журнала в специальном обзоре-тестировании. Пока же приходится констатировать,
что скорость считывания данных с flash-носителей с помощью ридера с интерфейсом
USB 1.x может ограничиваться низкой пропускной способностью этого интерфейса.
Что же касается методики определения скоростных параметров, то с достаточной степенью
приближения охарактеризовать карту можно по времени чтения и записи. Оценив степень
влияния драйверов, вклад производительности интерфейса, аппаратных особенностей
организации передачи данных и ряда других факторов в общий бюджет погрешностей,
мы только лишний раз укрепились во мнении, что эталонные результаты могут быть
получены при использовании адаптера с интерфейсом FireWire. На момент написания
статьи он в Киеве оказался недоступным, поэтому было принято решение о проведении
тестирования связки "карта — переходник на PCMCIA-слот", пропускная
способность которой достаточна для предварительного сравнения flash-карт между
собой. В качестве базовой использована линейка адаптеров от SanDisk.
В процессе тестирования оценивалась только скорость чтения/записи трех тестовых
групп, составленных из:
- JPEG-файлов размером около 2 MB (эквивалентны набору фото в разрешении 1280 960 при качестве — 100%);
- группы из файлов по 7—9 MB (компрессированное аудио или его аналог — десяток секунд видео);
- одиночного файла 63 MB (так как карту можно использовать и для переноса файловых архивов).
Суммарный объем файлов в группах выбирался близким к 63 MB для карт объемом 64 MB или удваивался (соответственно удваивалось и количество файлов в каждой из них) для 128-мегабайтовых устройств.
В качестве тестового компьютера применялся ноутбук Toshiba S3000-601 в конфигурации P-III-1133, 256 MB, 20 GB HDD под управлением OS Windows XP, оснащенный, кроме PCMCIA-слота, еще и собственным считывателем карт SmartMedia.
В испытаниях приняли участие карты от шести производителей: Crucial Technology (подразделение Micron), Delkin Devices, Lexar, SanDisk, SimpleTech и Transcend.
Наиболее "ходовыми" объемами карт, по мнению украинских компаний-продавцов, являются значения в 64—128 MB, что и сказалось на подборе объектов тестирования.
При установке в Windows-компьютер его операционная система "видит" карты flash-памяти через соответствующий адаптер как обычный сменный накопитель, т. е. записывать и считывать информацию можно в привычном для всех Windows Explorer. Никакие драйверы не потребовались — при инсталляции ОС Windows XP драйвер контроллера PC Сard был проинсталлирован автоматически и без ошибок.
Первое, что бросается в глаза при знакомстве с результатами, — более чем трехкратное превышение скорости чтения MMC над скоростью записи. Прокомментировать это проще всего недостаточной корректностью работы связки "SD PC Card адаптер — MMC". Все представители этой группы показали примерно равные значения скоростей.
При покупке flash-карты предлагаем задать продавцу вопрос о фактическом объеме карточки. Суть вопроса простирается за пределы "бородатого" анекдота о споре между автомобилистом и компьютерщиком, что больше, километр или килобайт, т. е. 1000 единиц либо 1024. Так, разница в понимании производителями значения 128 MB для группы CF-накопителей "обойдется" пользователю в 600 KB. Наиболее неприятной для нас оказалась ситуация, когда подготовленные тестовые каталоги объемом немногим свыше 120 MB не могли быть перенесены на SD-карту SanDisk — не хватило места. Для нее тестирование выполнялось с использованием каталогов, подготовленных для 64-мегабайтовых карт. |
Что же касается сравнения между группами MMC, SM и SD-карт, то для
устройств, требующих высоких скоростей записи, предпочтение следует все же отдать
последним (скорости соотносятся как 1:2:3).
В группе SM—SD-карт уже можно выделить форварда в операции чтения данных — Delkin Devices 128 MB. Внутри категории SM-карт несколько вырвался вперед при записи Transcend SM 64 MB.
Как и ожидалось, наиболее интересными оказались результаты тестирования в группе CF. Наилучшие показатели у Lexar CF 128 MB, которая продемонстрировала при этом и максимальную чувствительность к длине файлов при записи. Чуть медленнее была Delkin Devices. Карты от SanDisk разделили между собой предпоследнее и последнее места при выполнении процедуры записи с компьютера. В этом случае обвинения в адрес адаптера и, тем более, его производителя вряд ли уместны — все они от SanDisk… А ведь скорость записи обычно важна для цифровых фотокамер, особенно имеющих режим "фотопулемета", а также при записи потокового видео. За остальных красноречиво говорят сами диаграммы.
Выводы
Характеристики flash-карт |
Для особо придирчивых читателей еще раз
оговоримся, что в ходе тестирования определенное влияние на результаты оказало
использование PC Card-адаптеров, так что абсолютные значения скорости записи/считывания
могут отличаться на 10—30% от приведенных. Это связано с ограниченностью полосы
пропускания и интегральной производительностью интерфейса под управлением Windows
XP, а также особенностями исполнения конкретных адаптеров компанией SanDisk.
Что касается рекомендаций по оптимальному выбору карт (тип, производитель, объем, цена) — они нам кажутся преждевременными. Рынок flash-карт в Украине только формируется, и для большинства потенциальных покупателей эта задача сводится к необходимости правильного выбора всей линейки персональных аудио-, видеоустройств, карманного компьютера, ридера и др., чтобы минимизировать количество используемых форматов карт.
Ряд карт продемонстрировал баланс скоростей записи и считывания, что является косвенным свидетельством их ориентации на универсальные применения, например в качестве дополнительных модулей памяти для наладонных ПК.
Среди представленных нам на тестирование CF-карт не удалось обнаружить тех, которые
бы преодолели отметку быстродействия в 1500 Kbps, и причина здесь, вероятнее всего,
не в адаптере, а в ограниченности предлагаемой на рынке номенклатуры карт.
На украинском рынке представлено довольно много поставщиков flash-карт. Отрадно отметить, что, кроме информационной поддержки на сайтах производителей и продавцов, в Web-пространстве Украины появились ресурсы, где содержится много дополнительной полезной информации. Вот некоторые из них: www.delkin.com.ua, www.itkom.com.ua/sandisk.php3, www.yug-kontrakt.com www.kt.kiev.ua/flash.phtml?uid=1444051646. По ссылке с последнего, например, можно перейти к таблице совместимости карт с различными типами устройств. |
Ноутбук Toshiba S3000-601 предоставлен компанией DataLux: тел (044) 249-6303.
Адаптеры PC Card предоставлены компанией Itkom: тел. (044) 490-9959
Ориентировочная стоимость: SD/CF/SM PC Card Adapter — $65/$37/$43.