Karty pamięci

Są małe, cienkie niepozorne, ale to prawdziwi giganci przechowywania

danych. Współczesne karty pamięci bez wysiłku mieszczą tysiące zdjęć,

a życie bez nich wręcz trudno sobie dziś wyobrazić: w ubiegłym roku

do handlu trafił prawie miliard kart pamięci do aparatów

fotograficznych, kamer cyfrowych, telefonów i nawigacji.

Wszystkie nowoczesne karty pamięci działają w technologii flash.

Dane pozostają zapisane na karcie do dziesięciu lat, nawet jeśli karta

nie jest zasilana prądem - pod tym względem przypominają więc

twarde dyski. Dlatego fotografowie mogą bez obaw wyłączać swoje

cyfrowe aparaty i przechowywać karty pamięci w szafie - zapisane na

nich zdjęcia dadzą się odczytać nawet po latach.

Typy kart



Producenci nie chcą zgodzić się na ujednolicenie formatów, dlatego na rynku

dostępnych jest wiele różnych wariantów kart pamięci. Zdecydowana

większość urządzeń korzystających z kart pamięci jest przystosowana do

współpracy z określonym typem kart, tylko nieliczne aparaty cyfrowe i

kamery mają gniazda na różne typy kart.



W 2009 roku wyprodukowano około 950 milionów kart pamięci. 85 procent

z nich stanowiły karty z rodziny SD i MicroSD. Karty MMC oraz xD-

Picture Card w zasadzie nie liczą się już na rynku.

Najczęściej stosowane typy kart
pamięci



Compact Flash (CF): To przodek wszystkich kart pamięci. Firma SanDisk

pierwszą kartę CF o pojemności 4 MB wprowadziła na rynek już w 1994 roku.

Współczesne karty tego typu mogą zmieścić do 64 GB danych, a więc aż 16

000 razy więcej. Przez długi czas karta CF była najczęściej używanym

w aparatach fotograficznych typem kart pamięci. Ze względu na

mniejsze wymiary, dziś do tego celu stosuje się głównie karty SD. Jednak

wiele aparatów dla profesjonalistów nadal korzysta z kart CF, które pod

względem szybkości zapisu wciąż pozostają niedoścignione. Ten

parametr ma znaczenie zwłaszcza podczas wykonywania zdjęć seryjnych w

formacie RAW.



Karty CF doczekały się też rozwinięcia w postaci kart w standardzie CFast.

Nowe karty mają taką samą wielkość jak karty CF, ale mają łącze SATA

stosowane w nowoczesnych dyskach twardych. Maksymalna możliwa

szybkość transmisji w przypadku kart CFast wynosi 300 megabajtów na

sekundę, to wyraźnie szybciej niż w przypadku zwykłych kart CF (133

MB/s).



Secure Digital (SD): To aktualnie najważniejszy format kart pamięci dla

aparatów cyfrowych i kamer. Pierwsze modele o pojemności 8 MB trafiły na

rynek w roku 2001.



Karty SD są o połowę mniejsze niż ich starsi bracia z rodziny CF. Klasyczne

karty SD mieszczą maksymalnie 2 GB danych, nowsze karty nazwane SDHC

(SD High Capacity - ang. karta SD o dużej pojemności) są dostępne w

pojemnościach od 4 do 32 GB. Nowością na rynku są karty SDXC (SD

eXtended Capacity - karta SD o rozszerzonej pojemności) o pojemności 32

GB i większej (teoretyczna maksymalna pojemność to 2 TB).



MicroSD, MicroSDHC: Te karty są wyraźnie mniejsze od kart SD - mają

wielkość co najwyżej paznokcia, a najważniejszym obszarem ich

zastosowania są telefony komórkowe. Pomimo niewielkich rozmiarów

maksymalna wielkość ich pamięci sięga nawet 32 GB. Złącza kart MicroSD w

dużym stopniu pokrywają się ze złączami normalnych kart SD.



Dzięki prostemu adapterowi, który na ogół dołączony jest do karty, można z

nich korzystać również w gniazdach przeznaczonych dla kart SD lub SDHC.



Memory Stick (MS): Ten standard w roku 1998 wprowadziła firma Sony. Karty

Memory Stick pasowały przede wszystkim do urządzeń z logotypem Sony,

które często w ogóle nie akceptowały innych rodzajów kart pamięci. Ten fakt

był źródłem irytacji użytkowników, bo karty Memory Stick były na ogół

droższe niż porównywalne karty innego typu.



Karty Memory Stick o pojemności 128 MB zastąpił model Pro (maksymalnie

4 GB), potem MS Pro Duo (mniejsza obudowa), MS Pro-HG Duo (większa

szybkość) i wreszcie Memory Stick Micro zwany również M2 (bardzo mała

karta pamięci dla telefonów Sony Ericsson). Aktualnie Memory Stick traci na

znaczeniu - nowsze telefony i aparaty Sony jako nośnika używają najczęściej

kart z rodziny SD i MicroSD.

Mniej rozpowszechnione typy kart



xD-Picture Card (xD): Ten format w roku 2002 zaprezentowali producenci

aparatów fotograficznych FujiFilm oraz Olympus i właśnie w ich aparatach

karty xD-Picture Card były najczęściej stosowane. Format xD wyparł karty

typu SmartMedia, które z powodu ograniczenia pamięci do 128 MB przestały

wystarczać. Karty xD-Picture Card są trochę mniejsze od kart SD i mogą

mieć do 2 GB pamięci. Na rynku prawie nie ma już aparatów, które

zapisywałyby zdjęcia wyłącznie na kartach xD.



Multimedia Card (MMC): Pierwsze karty Multimedia Card trafiły na rynek w

roku 1999, ich pojemność wynosiła wówczas 32 MB. Wiele urządzeń z

gniazdem SD obsługuje również Multimedia Card, bo karty MMC mają tę

samą wielkość, są tylko trochę cieńsze.



Rozwinięciem formatu MMC są karty RS-MMC (mniejsza obudowa), MMCplus

(wyższa szybkość) i MMCmicro (bardzo mała obudowa). Dziś format MMC

jest prawie bez znaczenia, udział w rynku dla wszystkich wariantów kart

MMC łącznie nie przekroczył w 2009 roku jednego procenta.



Microdrive: To specjalna forma kart CF wypuszczona na rynek pod koniec lat

dziewięćdziesiątych przez firmę IBM. Karty Microdrive zamiast pamięci flash

korzystały z maleńkiego twardego dysku, co wówczas dawało im przewagę

cenową. Mając 5 milimetrów grubości, były one trochę grubsze od

tradycyjnych kart CF (3,3 mm), ale można ich było używać jedynie w

aparatach, do których pasowały równie grube karty CF typu II.

Budowa, technologia, specyfikacja



Podzespoły pamięci we wnętrzu karty zużywają się, ale bardzo powoli:

komórki pamięci w kartach powinny wytrzymać przynajmniej 100000, a w

praktyce nawet milion cykli zapisu.



Oprócz tego nowoczesne karty wykorzystują technologie pozwalające na

równomierne wykorzystanie całej pamięci, tak zwany wear levelling. Dzięki

temu poszczególne komórki nie zostają zniszczone przez zbyt częsty zapis.

Kartę pamięci można więc bez obaw użytkować przez wiele lat. Niektórzy

producenci (Kingston, SanDisk i Transcend) dają na swoje karty 30-letnią

albo wręcz dożywotnią gwarancję.



Karty pamięci nie zawierają ruchomych podzespołów, dlatego są mniej

wrażliwe na wibracje i upadki niż na przykład twarde dyski. Karty pamięci

nic sobie nie robią również z wilgoci, ciepła i mrozu.



Karty pamięci wykorzystują tak zwaną technologię flash: w ich wnętrzu
znajdują się miliardy mikroskopijnych komórek pamięci. W przypadku
pamięci SLC w każdej komórce zapisywany jest dokładnie 1 bit (0 lub 1).
Grafika poniżej przedstawia funkcjonowanie komórki: napięcie na bramce
steruje włączaniem (bit = 0) i wyłączaniem (bit = 1) połączenia
elektrycznego pomiędzy źródłem a drenem.



Pod tym względem funkcjonowanie pamięci przypomina normalny

tranzystor, taki sam, jaki jest stosowany w pamięci operacyjnej komputera.

Tym, co wyróżnia pamięć flash, jest bramka pływająca (zwana też

swobodną): podobnie jak w akumulatorze można  w niej przechować

ładunek elektryczny. Bramka pływająca otoczona jest izolatorem, dlatego

ładunek, czyli bit, pozostaje w nim zapisany na okres do dziesięciu lat nawet

po odłączeniu zasilania.



Ładowanie bramki pływającej podczas zapisu danych następuje przez

bramkę: ładunek w formie impulsów elektrycznych o napięciu od 10 do 18 V

pokonuje warstwę izolacyjną i zagnieżdża się w bramce pływającej. Aby

wykasować komórkę pamięci, bramka pływająca musi zostać ponownie

rozładowana. Odbywa się to za pomocą napięcia przeciwnego (ujemnego)

na bramce.

Sposoby odczytywania danych z
karty pamięci



Bezpośrednio z urządzenia: Podłączamy urządzenie wykorzystujące karty

pamięci (na przykład cyfrową kamerę) do komputera za pomocą kabla USB i

w Eksploratorze Windows kopiujemy pliki na twardy dysk.



Za pomocą czytnika kart pamięci: Dzięki szybkiemu czytnikowi kart możemy

zaoszczędzić mnóstwo czasu przede wszystkim w przypadku kart o dużej

pojemności. Większość współczesnych komputerów i notebooków ma

czytniki pamięci w wyposażeniu standardowym. Istnieją również urządzenia

zewnętrzne, podłączane do portu USB, które często obsługują różne formaty

kart.

Czytnik kart pamięci
umożliwia szybkie kopiowanie
danych na komputer.
Uniwersalne urządzenia
obsługują wiele typów kart
pamięci.



Szybkość nośnika zależy nie tylko od typu karty pamięci - duże
różnice występują również w wypadku kart tego samego typu. Nasze testy
pokazują, że najszybsze karty SD zapisują dane cztery razy szybciej
od najwolniejszych nośników SD. Jeśli chodzi o szybkość odczytu,
różnice nie są już tak duże: najszybsze karty są mniej więcej dwa razy
szybsze od najwolniejszych.

Szybkość kontra pojemność