`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Магические кристаллы, или Недвижимое в подвижном

0 
 

Все сущее в этом мире стремится к состоянию наименьшей потенциальной энергии. Черчилль так описал секрет своего долголетия: "Когда можно было сидеть, а не стоять -- я сидел, когда можно было лежать, а не сидеть -- я лежал". В противоречие с этим законом вступают живые организмы, которые отчаянно противятся умиротворяющей неге вселенской энтропии. Флэш-память мирит две противоположности -- не имея никаких подвижных частей и обеспечивая максимально низкий расход электроэнергии и механических усилий (долговечность), она выводит человека-владельца на новый уровень мобильности.
Когда мне пришлось выбирать между MP3-плеером, использующим флэш-память, и таковым же, но "принимающим" компакт-диски, я выбрал флэш. Несмотря на дороговизну первого и дешевизну второго мне претит сама мысль о необходимости заботиться о покое и комфорте своего "железного друга". Менять походку ради отсутствия сбоев в воспроизведении -- увольте! В конечном итоге все равно все CD-плееры содержат в себе внушительные объемы кремниевой памяти, так к чему компромиссы? Впрочем, я не оригинален в своих пристрастиях к легким, компактным, долговечным и энергетически эффективным флэш-носителям. В частности, винчестеры в формате PCMCIA так и не смогли завоевать существенной доли рынка вследствие всевозможных технических ограничений.

Если в случае MP3-плееров все еще существует выбор, то покупая цифровой фотоаппарат или мобильный телефон, не рассчитывайте увидеть там нечто отличающееся от флэш-карты. Здесь физические размеры носителя и энергоемкость считывающего устройства играют первостепенную роль. Серьезно уступая соперникам по емкости и себестоимости, по вышеупомянутым показателям флэш-память способна дать фору любому традиционному конкуренту. Так что пока мобилизация лишь способствует росту популярности флэш-карт.


В теории

Магические кристаллы, или Недвижимое в подвижном
Рис. 1. Устройство флэш-ячейки
Полагаю, напоминать вам, что темой статьи являются именно устройства твердотельной полупроводниковой энергонезависимой памяти, не стоит. Впрочем, если слово Flash вам ни о чем не говорит, то такие вещи, как SmartMedia, MMC и Memory Stick знакомы ныне каждому современному подростку. Благо, что теперь наш рынок постепенно наполняется всевозможными изделиями, использующими такой вид памяти, как то цифровые фотоаппараты, смартфоны, КПК и MP3-плееры. Флэш-память ведет свою родословную от EEPROM, или Electrically Erasable Programmable Read Only Memory. Несложно заметить, что название "отпрыска" значительно проще титула "старшего родственника", что подтверждается и его внутренним содержанием. Флэш-память организована не в пример проще EEPROM, вследствие чего и получила большее распространение. В первой доступ осуществляется на страничной и сегментной основе, в то время как первоначально предполагалась произвольная адресация. Но поскольку при операции удаления данных из ячеек необходимо использовать сравнительно "высокое" напряжение, стирание оказалось чересчур длительной процедурой. Именно из этих соображений исходили инженеры, создавая флэш-память, которая получила свое название "flash", что переводится как "вспышка" или "моментальная" в соответствии с методом удаления информации -- страница за раз, что фактически параллелизирует процесс.

В основе конструкции этого вида памяти лежит транзисторная ячейка, базирующаяся на транзисторе с плавающим затвором. Последний представляет собой изолированный тончайшим слоем окисла второй затвор, расположенный между нормальным затвором и каналом транзистора (рис. 1). Суть эффекта заключается в изменении заряда этого плавающего затвора, превращающегося в накопитель электронов. Поскольку электрическое поле, создаваемое зарядом плавающего затвора, влияет на "проходимость" канала транзистора между истоком и стоком, то считать записанный бит можно, попытавшись пропустить ток между этими контактами транзистора. В зависимости от величины заряда на плавающем затворе напряжение на транзисторе будет различаться.

Магические кристаллы, или Недвижимое в подвижном
Рис. 2: а -- устройство NOR флэш-памяти; б -- отличия организации NAND флэш-памяти
Существует два вида флэш-памяти -- NOR и NAND (рис. 2). В первом из них каждый транзистор-ячейка подключен к трем линиям: Word Line, Select Line и Bit Line. Выборка осуществляется путем подачи высокого напряжения на Word Line, подключенную к затвору, и наблюдения за разницей потенциалов между Select Line (исток) и Bit Line (сток). Если на плавающем затворе находилось достаточное количество электронов, то их отрицательное поле препятствовало протеканию тока между истоком и стоком и напряжение оставалось высоким. Такое состояние полагается в терминах флэш-памяти нулем, в противоположном случае считывается единица. Название NOR ведет свою родословную от логической операции Not OR: если хотя бы один из транзисторов, подключенных к линии битов, включен, то считывается "0".

NAND является более выгодным, с точки зрения экономии пространства, способом организации ячеек. Транзисторы подключаются к битовым линиям группами, т. е. последовательно. Если все транзисторы группы открыты, включены, Bit Line заземляется, напряжение между ней и Word Line падает до нуля: срабатывает логика Not AND -- если все элементы равны 1, то выдается 0. Правда, считывание затруднено вследствие падения напряжения на гирлянде транзисторов, однако скорость обращения повышается за счет адресации сразу целой группы битов. При произвольном доступе достоинство превращается в недостаток, и NAND-чипы обычно отличаются от NOR наличием дополнительного внутреннего кэша.

Если рассматривать NAND и NOR с точки зрения рыночных перспектив, то пока победа на стороне второго типа памяти. В 2001 г. NOR-чипы занимали около 75% рынка, поскольку только они пригодны для удовлетворения растущих запросов индустрии компактных мобильных устройств: сотовых телефонов, наладонных компьютеров и т. д. Общий объем рынка флэш-памяти в 2002 г. составил 7,7 млрд. долл., из которых только 2,3 млрд. приходилось на NAND-тип. Впрочем, существует реальная перспектива скорого передела рынка вследствие увеличения продаж MP3-плееров, цифровых фотоаппаратов и видеокамер. Там, где требуется память для хранения больших объемов данных, NAND нет равных. Этот процесс и отражают цифры 2002 г.: доля NAND в общей структуре продаж выросла приблизительно на 5%.

Развитие технологии флэш-памяти происходит, в основном, в области совершенствования конструкции ячеек. Так, появились варианты с двумя транзисторами: один из пары является обыкновенным транзистором, изолирующим ячейку от Word Line. Благодаря этому удалось избавиться от паразитных перекрестных наводок, возникающих при стирании одной из страниц данных, а также снизить напряжение программирования. Причем второй транзистор занимает совсем немного места, поскольку он лишен функции запоминающего "конденсатора" и большого плавающего затвора.

Чтобы улучшить битовую плотность NOR-ячеек, Intel применила технологию под названием MLC, или Multi Level Cell, в новой интерпретации она получила звучное имя StrataFlash. Для увеличения емкости ячейки достаточно варьировать заряд плавающего затвора, введя вместо двух состояний, "включено" и "выключено", несколько. Так как чувствительность измеряющей электроники, надежность ячейки и точность производственных процессов ограничены, приходится прибегать к избыточности. Например, максимально возможными сегодня восемью уровнями заряда кодируются всего четыре значения. Низковольтные чипы, выпускаемые Intel, работают при напряжении всего 1,8 В и оптимизированы для выполнения асинхронных операций записи и чтения, характерных для исполняемого кода. Естественно, назвав свои изделия StrataFlash Wireless, корпорация ориентируется на рынок мобильных телефонов -- практически единственный емкий сегмент для карт флэш-памяти, базирующихся на эргономически невыгодных, но позволяющих хранить и исполнять программный код чипах NOR.

Не отставая ни на шаг, AMD, для которой флэш-память являлась когда-то основным бизнесом, анонсировала методику Mirror Bit для NAND-чипов. Инженеры решили разделить единый плавающий затвор на две части: образно говоря, правую и левую. Каждая из частей способна хранить свой заряд, таким образом, они решили сделать из одного транзистора два.

Nitrided ROM -- название одной из самых загадочных технологий флэш-памяти. Изобретение израильской компании Saifun тоже позволяет хранить несколько бит в одной ячейке памяти, причем базируется оно на конструкции, чрезвычайно похожей на Mirror Bit. В связи с этой схожестью со стороны Saifun возникли претензии к AMD, вылившиеся в затяжной судебный процесс. Израильтяне считают, что кража технологии произошла во время "венчурного тура" представителей фирмы по крупнейшим корпорациям США. Заходили они и в офис AMD, где оставили документацию на свой продукт.

Поскольку размер подложки чипов памяти ограничен возможностями производственного оборудования, единственный выход для изготовителей -- увеличение количества чипов в карте. Наибольшей экономии пространства можно достичь, лишь расположив тонкие и плоские кремниевые пластинки друг над другом. Intel сумела решить задачу разведения контактов в случае расположения чипов "стопкой" и назвала методику Stacked CSP (Chip Scale Package), являющейся подвидом знаменитой технологии Ball Grid Array (BGA). Кстати, mBGA -- первая из серии технологий, объединенных названием CSP. Основная идея -- разместить контакты, не выходя за пределы площадки чипа, и сделать их как можно менее значительными по высоте. Super Stacked CSP, самая последняя модификация методики, позволяет упаковать до пяти чипов, не выходя за рамки 0,8--1,2 мм по высоте.


CompactFlash

Карточки этого формата впервые появились в 1994 г. Стандарт разработала компания SanDisk и предоставила его для общественного пользования безо всяких дополнительных лицензионных отчислений. В октябре 1995 г. была создана некоммерческая организация Compact Flash Association (CFA). Помимо, собственно, зачинщика, в нее вошли IBM, Canon, Kodak, HP, Hitachi, Epson и Socket Communications.

Предшественником CompactFlash можно считать карты Miniature Card, спроектированные альянсом Intel и Sharp, к которым впоследствии присоединились AMD и Fujitsu. Разработчики пытались в первую очередь уменьшить размеры в горизонтальной плоскости. Однако при этом была утрачена возможность вставлять новые карты в слоты PCMCIA-адаптеров, поэтому пришлось разработать уникальный эластичный разъем, позволявший использовать эффективный параллельный многоконтактный интерфейс и в случае с Miniature Card. К сожалению, соединение оказалось крайне недолговечным, и после нескольких циклов вставил/вынул разъем приходил в негодность.

Проблемы подстерегали и с другой стороны: стремясь удешевить и уменьшить размеры карты, ее снабдили минимумом интерфейсных схем. Для поддержки Miniature Card требовалось специальное ПО, нагружавшее процессор компьютера несвойственными ему задачами. Одним из достоинств карты должна была стать высокая скорость произвольного чтения благодаря использованию дорогой и не слишком компактной памяти типа NOR. Увы, другой недостаток NOR, выражающийся в низкой скорости записи, оказался чересчур увесистой ложкой дегтя. Тем не менее мир увидел цифровой диктофон Olympus, фотокамеры HP и Konica, а также систему Pocket PC от Philips, использовавшие Miniature Card. На этом славная история карты окончилась, все права на технологию были проданы Centennial Technologies, которая в 2000 г. объявила о решении выпустить в свет собственный формат флэш-карт под названием Compact Linear Flash.

Магические кристаллы, или Недвижимое в подвижном
Рис. 3. Устройство карты CompactFlash
Карточка содержит довольно сложный контроллер (рис. 3), благодаря которому она совместима с адаптерами PCMCIA. Физически совместимость, несмотря на меньшее количество контактов (68 согласно PCMCIA), обеспечивает 50-контактный разъем. Питание может составлять 3,3 или 5 В, такие напряжения поддерживаются всеми без исключения модификациями карт. Существует два класса CompactFlash-карт, в подражание PCMCIA названных Type I и Type II. Они различаются только толщиной (3,3 и 5 мм) и, соответственно, количеством чипов памяти, которые могут в них поместиться. Значения толщины происходят от габаритов PCMCIA-карточек первого и второго типов. У PCMCIA есть и третий вид карт толщиной 10 мм, и теперь вы, надеюсь, понимаете, почему им на смену пришел новый стандарт. Ориентированные на полноразмерные ноутбуки, PCMCIA оказались чересчур громоздкими для большинства современных устройств, требующих предельной миниатюрности. С появлением цифровых фотоаппаратов и плееров стала очевидной необходимость в накопителях данных нового формфактора.

Стандартный размер карты 43 x 36 мм, хотя согласно спецификациям CompactFlash+ их разрешается удлинять, причем часть, выходящая за рамки 43 мм и "кармана" адаптера, может иметь большую толщину. Получившиеся "уродцы" называются CompactFlash+ Extended. Также новая ревизия спецификаций вводит в обиход "CompactFlash"-совместимые устройства, не являющиеся накопителями данных, например платы ввода/вывода, сетевые адаптеры и т. д.

Одно из наиболее замечательных преимуществ CompactFlash заключается в электрической совместимости с IDE-интерфейсом. Это не означает, что карточку можно вставить в соответствующий разъем на материнской плате (для этого требуется физическая совместимость), а подразумевает возможность эмуляции жесткого диска. На программном уровне карта ничем не отличается от винчестера: она обладает всеми необходимыми параметрами, такими, как количество виртуальных цилиндров и головок. Обращение к карте выполняется с помощью стандартного аппаратного прерывания IRQ 14, и часто для работы с CompactFlash не требуется специальных драйверов. Например, в Linux инсталлированная карта "монтируется" как обычный логический диск.

Сейчас выпускаются карты CompactFlash объемом до 1 GB, и, судя по всему, никаких физических ограничений не предвидится. Одно из главных достоинств стандарта -- специфицированный встроенный контроллер памяти, обусловливающий четкое определение логической структуры данных и метода доступа к ним. Это позволяет создавать переносимые, многоцелевые и независимые от мощности центрального процессора носители. Последнее приобретает особое значение, так как вычислительная производительность устройств, в которых применяется флэш-память, сегодня невысока.


MMC

В ноябре 1997 г. компании Siemens и SanDisk анонсировали MMC. Стандарт был изначально "свободным", таким же, как CompactFlash, т. е. лишенным каких-либо лицензионных ограничений. Он стал закономерным следствием прогресса в области мобильных устройств. Как только начали появляться смартфоны и сверхкомпактные MP3-плееры, сразу возникла потребность в сменных носителях, которые могли бы уместиться внутри тесных корпусов новой ультрапортативной электроники. Размер карты всего 24 x 32 x 1,4 мм, а максимальная емкость сегодня составляет 64 MB, хотя, по заверениям производителей, этот показатель возможно увеличить до 512 MB. Ни о какой совместимости с PCMCIA на уровне разъемов здесь, естественно, не может быть и речи, поэтому инженеры, проектировавшие карты и адаптеры, остановились на семиконтактном последовательном интерфейсе. Скорость передачи данных равняется 20 MBps при установленной частоте 20 MHz (она может варьироваться).

В 1998 г. сформировался альянс MMCA (MultiMedia Card Association), объединивший промоутеров новой технологии, в состав которого вошли практически "все те же лица": HP, SanDisk, Kodak, а также новые игроки стандартизации флэш-карт Samsung, Hitachi, Infineon Technology, Lexar Media, Micron, Sanyo, Siemens и Nokia. Вообще же, сегодня в организации насчитывается около ста членов, в том числе Acer, Canon, Fujitsu, Intel, Matsushita, Mitsubishi, Palm, STMicroelectronics, Symbian, Toshiba и JVC.

Одно из слабых мест старых "карточных" технологий -- соблюдение авторских прав. Поскольку этот вопрос стал в последнее время ключевым для компаний, производящих аудио- и видеооборудование, в том числе и портативное, альянсу MMCA не оставалось ничего иного, как предложить физически и электрически обратносовместимую с MMC карту Secure MMC. В идеале она позволит не только кодировать содержимое, основываясь на отработанной схеме, применяемой для платежных карт класса Smart Card, но и учитывать количество сделанных копий, а также ограничивать права по переписыванию содержимого на другие носители.

Предложено и два других варианта MMC -- RS-MMC и HS-MMC. Первая разновидность ориентирована на совсем уж миниатюрные устройства и предлагает уменьшенные габариты: 24 x 18 x 1,4 мм. RS расшифровывается как "Reduced Size". HS-MMC, несмотря на само напрашивающееся Huge Size, означает "High Speed" и специфицирует "сдвоенный" 13-контактный разъем. При увеличении частоты работы интерфейса до 52 MHz скорость передачи достигает внушительного показателя 52 MBps. Карты выпускаются для двух напряжений питания -- Low Voltage MMC 1,8 В и High Voltage MMC 3,6 В.

Магические кристаллы, или Недвижимое в подвижном
Рис. 4. Устройство карты MMC
В спецификации описывается несколько способов взаимодействия с картами MMC, в том числе и низкобюджетная конфигурация без аппаратного адаптера, базирующаяся на программной эмуляции всех необходимых коммуникационных протоколов. Для передачи данных используется три контакта: по двум из них осуществляется двунаправленная передача данных и команд, а третий отведен под синхросигнал (рис. 4). Для MMC был специально разработан протокол MMC bus protocol, поддерживающий на одной шине множество карт и не только. В формфакторе MMC, как и в случае CompactFlash, могут быть реализованы коммуникационные адаптеры, например сетевые карты или любые другие виды накопителей. Карты маркируются подобно Ethernet-адаптерам, уникальным идентификатором CID, присваиваемым производителем. CID играет ключевую роль в системе адресации шины. Обмен данными между адаптером и картой тоже во многом похож на вариант какого-либо сетевого протокола. Команды и данные инкапсулируются в стандартные фреймы, имеющие преамбулу и блок кодов коррекции ошибок (ECC).

Однако помимо довольно сложного и совершенного "псевдосетевого протокола", стандарт MMC предусматривает использование гораздо более простого протокола SPI. Такой аббревиатурой обозначают Serial Peripheral Interface, впервые внедренный в микроконтроллерах Motorola, а затем "подхваченный" SGS Thomson и TI, которые выпускают совместимые с ним изделия. В режиме SPI карты не поддерживают программной адресации и многих других "штучек", присущих MMC bus protocol (в частности, в этом режиме MMC не работает с двунаправленными каналами, позволившими выделить одну линию для команд, а другую -- для данных), производительность шины также невысока, но простота и дешевизна, видимо, окупают существующие недостатки. В качестве формата данных в настоящий момент определена файловая система DOS -- FAT16-подобная структура. Соответственно, карта выглядит с логической точки зрения как отформатированный логический раздел жесткого диска.


SmartMedia

Карты SmartMedia являют полную противоположность своему названию: они вовсе не Smart, а как раз наоборот. Лишенные внутреннего контроллера и снабженные низкоскоростным интерфейсом, карты этого стандарта не обладают необходимой универсальностью. Это выражается в том, что структура записанных данных определяется исключительно фантазией разработчиков системного ПО, что не позволит вам вынуть накопитель из фотокамеры и использовать его в принтере без предварительного переформатирования. Назвать карты SmartMedia маленькими язык не поворачивается, их габариты довольно внушительны (45 x 37 мм), так что учитывая рекордно малую толщину, равную всего 0,76 мм, носитель ничего не стоит сломать, чересчур усердно выводя надпись на этикетке. Да и родился стандарт под более чем неудобоваримым названием SSFDC, что означает Solid State Floppy Disk Card. Спустя некоторое время имя пришлось сменить в маркетинговых целях. Карту продвигает альянс SSFDC Forum, который с самого начала в 1996 г. насчитывал 37 корпоративных членов.

Большой объем при невысокой удельной стоимости считался одним из главных козырей SmartMedia, но лишь до определенных пор. Изначально дизайн предусматривал только один чип NAND флэш-памяти, но чтобы увеличить максимальный объем карты, инженеры решили упаковывать несколько чипов в положении один над другим. К сожалению, этот вроде бы исключительно механический шаг стал причиной несовместимости новых моделей с существующим оборудованием.

Проблемы с производительностью, обусловленные необходимостью выполнения всех операций над данными с помощью центрального процессора устройства-хоста, в отличие от Miniature Card решаются с помощью дополнительного аппаратного контроллера, спроектированного Toshiba и Samsung. Эти же компании также являются основными поставщиками флэш-чипов для данного типа карт.

Постепенно даже приверженцы нового стандарта, такие, как Olympus, стали снабжать свои изделия двумя слотами: например SmartMedia и CompactFlash. Этому способствует физическая совместимость адаптера SmartMedia со слотом PCMCIA. Стремясь охватить все типы и формфакторы, инженеры спроектировали еще и адаптер, пригодный для использования карты в обыкновенных флоппи-приводах. Идея не нова, но размах диверсификации все же впечатляет. Сама карта снабжена 22 плоскими контактными площадками, наподобие платежных смарт-карт, размещенными на одной из ее плоскостей. SmartMedia выпускаются в вариантах 3,3 и 5 В, которые можно различить по "сколотому" уголку (у пятивольтового варианта он расположен слева наверху, а у трехвольтового -- справа).


Memory Stick

Магические кристаллы, или Недвижимое в подвижном
Рис. 5. Устройство карты Memory Stick Pro
Обеспокоенная вопросами охраны авторских прав, корпорация Sony решила создать свой вариант флэш-карты, который бы обеспечил необходимый уровень безопасности. Плодом ее инженерной деятельности стали миниатюрные Memory Stick размером 21,5 x 50 x 2,8 мм. Свое название они получили из-за формы, напоминающей пластинку жевательной резинки (рис. 5). Напряжение питания карты может колебаться в пределах 2,7--3,6 В. Обмен данными осуществляется по последовательному десятиконтактному интерфейсу. Максимальная емкость определена как 128 MB. Роль механизма контроля за правами на использование записанных материалов отводится технологии кодирования и аутентификации MagicGate, соответствующей требованиям ассоциации Secure Digital Music Association. Предполагалось, что в случае с Memory Stick удастся наконец воплотить идеальную с точки зрения медиаиндустрии концепцию перемещения электронного товара, исключающую возможность его дупликации, сегодня напоминающей размножение агентов Смитов в "Матрице 2" или печать денег при инфляции. Для реализации MagicGate карты и адаптеры должны содержать специальные чипы. Более сложные вопросы вроде продажи прав на использование (приобретение их в онлайне) и тому подобные вещи будут решены с помощью следующей версии технологии, названной Super MagicGate.

Впрочем, Sony на этом не остановилась и решила добавить к изначальному стандарту три дополнения. Первое из них касается особых высокоемких накопителей и определяет карты класса Memory Stick Pro. Эти носители могут иметь практически неограниченную емкость, а точнее, теоретически можно создавать карты объемом до 32 GB. Стандарт ориентирован на применение в высококачественных профессиональных системах: цифровых фотоаппаратах, видеокамерах, аудиоаппаратуре. Видео -- это совершенно иной уровень потоков данных, поэтому производительность интерфейса улучшили, добавив параллельный режим передачи данных. Для него задействуется не одна двунаправленная линия, а четыре, что в совокупности с увеличением тактовой частоты до 40 MHz дает пропускную способность, равную 160 Mbps. Правда, проектируя оборудование, следует учитывать, что с такой скоростью работает только кэш, а флэш-память поддерживает максимальную скорость записи лишь 15 Mbps.

Согласно графику, опубликованному Sony, предполагается, что максимальная емкость доступных на рынке карт будет ежегодно удваиваться. В 2003 г. ассортимент Memory Stick Pro включит в себя карты емкостью 128 MB, 512 MB и 1 GB, а на 2006 г. запланировано появление модели 8 GB.

Еще один вариант носителя отличается от стандартного в меньшую сторону: Memory Stick Duo обладает скромными габаритами (20 x 31 x 1,6 мм). И наконец, третья разновидность карты называется Memory Stick-ROM и описывает стандарт для носителей, содержащих постоянную, неперезаписываемую память (ROM). Продукты этого класса будут отличаться невысокой стоимостью и "стойкостью" к попыткам внести изменения в содержимое (фальсификация). Такие карты можно использовать для распространения какой-либо информации, предназначенной для массового тиражирования в неизменном виде.

Но самым необычным, пожалуй, является стандарт на реализацию внешних устройств в формфакторе Memory Stick. Специальный Memory Stick I/O Expansion Module позволит вставлять в соответствующий слот миниатюрные фотокамеры, микрофоны, GPS-модули, Bluetooth-адаптеры и даже аппараты для регистрирования отпечатков пальцев. Перечисленные модули уже реально существуют, однако список оборудования, которое можно выполнить в этом формате, ими не исчерпывается.

Sony не упустила из поля зрения вопрос формата данных. Структура данных базируется на MS-DOS FAT16, которая эмулируется промежуточным программным слоем, работающим с системой команд для последовательного интерфейса. Также определена структура каталогов для каждого из основных типов данных. Например, аудиофайлы должны находиться в каталоге HIFI и быть записаны в формате ATRAC3, там же необходимо разместить файлы PBLIST.MSF (список файлов) и MGCRL.MSF (список идентификационных кодов "аннулированных" или "отозванных" носителей Memory Stick).


SecureDigital

Не дождавшись соответствующего решения проблемы охраны авторских прав со стороны альянсов, поддерживающих CompactFlash и MMC (безопасный вариант MMC все еще на стадии проектирования), Matsushita и Toshiba решили самостоятельно разработать необходимый стандарт для флэш-носителей. Чтобы обеспечить должный технический уровень, японцы привлекли самых опытных инженеров, специализирующихся на картах памяти, а они, как это хорошо известно, работают в компании SanDisk. Так родился стандарт SecureDigital. Информация о спецификациях тщательно скрывается от общественности, и чтобы ознакомиться с ней, необходимо заплатить немалые деньги. Документация доступна только членам SD Association, которых, если верить сайту www.sdcard.org, насчитывается великое множество. Лицензионные выплаты отсутствуют, чтобы приступить к выпуску SD-карт или адаптеров, необходимо лишь зарегистрироваться в ассоциации и заплатить членские взносы.

Размер карты -- 24 x 32 x 2,1 мм, что практически соответствует параметрам Magic Stick Duo. В настоящий момент анонсированы изделия емкостью от 8 до 512 MB при максимуме 16 GB. Скорость записи, что типично для флэш-карт, существенно зависит от объема и, следовательно, количества используемых чипов. Стандартная скорость записи составляет 2 MBps, но начиная с 512 MB носителей, она возрастает многократно до внушительных 10 MBps. Карты оснащены механическим переключателем защиты от записи, наподобие защелки "read-only" у флоппи-дисков. Каждая SD-карта содержит два контроллера: ввода/вывода и поддержки системы кодирования (рис. 6).

Магические кристаллы, или Недвижимое в подвижном
Рис. 6. Устройство карты SecureDigital
Разъем состоит из девяти контактов, четыре из которых предназначены для передачи данных, один используется для передачи команд и еще один отведен под синхросигнал. За исключением различного количества линий ввода/вывода, отражающего желание создателей SD увеличить производительность карты, интерфейс подобен таковому у MMC. Специальные боковые направляющие толщиной 1,4 мм не только облегчают установку карты в считывающее устройство, но и обеспечивают физическую совместимость с MMC-адаптерами. Это должно помочь появлению адаптеров, способных работать с обоими типами носителей. Предусмотрен и вариант карты SD I/O, в формате которой будут изготовляться различные периферийные устройства. Налицо подражание Sony Memory Stick I/O Expansion Module, даже набор демонстрационных модулей практически совпадает.

Безопасность содержимому гарантирует применение методики кодирования CPRM (Content Protection for Recordable Media), созданной в рамках инициативы SDMI (Secure Digital Music Initiative) компанией 4C Entity LLC., соучредителями которой являются IBM, Intel, Matsushita и Toshiba.

В марте нынешнего года произошло довольно интересное событие -- презентация карт miniSD компанией SanDisk. Известно о них немногое, но, по всей видимости, эти носители -- уменьшенная версия SecureDigital. Ситуация и впрямь сложилась любопытная -- в то время как ассоциация хранит упорное молчание, вышеупомянутая фирма развернула активнейшую маркетинговую деятельность. При этом SanDisk утверждает, что карта разработана под эгидой ассоциации и является официальным членом семейства SecureDigital. Размеры miniSD -- 21 x 20 x 1,4 мм, а емкость карт варьируется от 16 до 64 МВ (первая половина 2003 г.). Во втором полугодии ассортимент пополнится моделями 128 и 256 МВ. Все остальные параметры идентичны аналогичным у SD-карт.

Как видите, инженеры SanDisk решили довести начатое дело до конца и обеспечить полную совместимость между "худосочными" MMC и родившимися "толстоватыми" SecureDigital, сравняв зазор между боковыми направляющими и, собственно, картой. В результате этой эквилибристики miniSD оказалась несовместимой с адаптерами SD с физической точки зрения, хотя сохранила таковую с электрической. Решением стал специальный переходник, который, будучи механическим "костылем", не слишком удорожает карту. Во всяком случае, заявленные цены на miniSD-носители практически эквивалентны ценам на SD-карты такой же емкости. Говоря о прогнозах продаж, представители SanDisk возлагают наибольшую надежду на рост популярности мобильных телефонов, оснащенных цифровыми камерами.


xD-Picture Card

Наследница идей SmartMedia. В 2002 г. компании Fujifilm и Olympus, подобно своим японским коллегам из корпорации Sony, при поддержке Toshiba, будущего производителя карт, собрались осчастливить мир новым вариантом флэш-носителя. При этом существующее многообразие такого типа изделий не удовлетворяло и не смущало партнеров. У них родилась идея усовершенствовать бесконтроллерные SmartMedia, изменив как формфактор, так и емкость. Основные преимущества спроектированного изделия: небольшие размеры (20 x 25 x 1,7 мм) и невысокое энергопотребление. Аббревиатура xD означает eXtreme Digital, т. е. экстремально цифровые. Отсутствие микроконтроллера "на борту" стало решающим фактором при выборе технологии, по мнению маркетологов альянса -- именно дорогой дополнительный чип является препятствием к широкому распространению других типов носителей. Действительно, рыночная доля SmartMedia в 2002 г. составляла 40%.

В прошлом году в продажу поступили карты xD-Picture емкостью 16, 32, 64, 128 и 256 MB. На этот год были заявлены карты 512 MB и 1 GB. Компания SanDisk, лидер рынка флэш-карт, в 2003 г. собирается продавать носители номиналов, не превышающих 256 MB. Некоторые считывающие устройства для xD-Picture будут поддерживать также карты PCMCIA и SmartMedia. Скорость записи для двух младших по емкости моделей равняется 1,3 MBps, а начиная с 64 MB производительность возрастает до 3 MBps.

"Ценовой" аргумент, конечно, более чем весом, но все же весь комизм ситуации проявляется в ответе на один из вопросов стандартного FAQ по технологии: "Будут ли камеры Fujifilm способны использовать карты xD-Picture от Olympus?". Ответ гениально выдает основной недостаток бесконтроллерных носителей: "Да, однако для обеспечения полной совместимости рекомендуется использование оригинальных карт производителя оборудования".


Один взгляд в магический кристалл

"Флэш -- везде!" -- так звучали предсказания маркетинговых компаний в эпоху "до миллениума". Предполагалось, что рост продаж будет обусловлен увеличением объемов реализации различных мобильных устройств. Тенденция четко прослеживалась, и никаких сомнений в прогнозе не возникало. Компании-производители принялись инвестировать громадные суммы в расширение производства, поскольку аналитики грозили неспособностью флэш-индустрии удовлетворить нужды всех своих потребителей. А в таковые записались практически все сегменты IT-рынка: начиная от коммуникационного оборудования и заканчивая наладонными компьютерами. Фактически во флэш-памяти нуждаются даже обыкновенные ПК, которые используют ее для хранения BIOS.

Действительно, с 1999 по 2000 гг. рынок флэш-памяти вырос на 148%, продажи достигли 11,3 млрд. долл. Но в 2001 г. разразился экономический кризис, и он в той же степени, что и рост, отразился на рынке флэш-памяти, который уменьшился на 30%, до 8 млрд. долл. Начались ценовые войны: например, за флэш-чип NOR 16 Mb, стоивший до 11 сентября около $6, в четвертом квартале 2001 г. давали уже $4. Хотя они были не столь опустошительными, как в сегменте ОЗУ, поскольку рынок флэш-памяти гораздо более фрагментирован, нежели рынок DRAM. Слишком много различных формфакторов и производителей. Слишком тесные связи наладились между поставщиками и представителями враждующих альянсов. Диверсификация помогла этому сегменту IT-экономики выстоять в кризисные времена без серьезных потерь. 2002 г. прошел без значительных изменений. Продажи продолжали снижаться, на конец года была зафиксирована цифра 7,7 млрд. долл. Однако в 2003 г. рынок существенно оживился, предполагается, что объемы превысят рекорд 2000 г. и возрастут до 13 млрд. По мнению Semico Research, к 2007 г. обороты на рынке флэш-памяти достигнут невероятных значений -- 43 млрд. долл. Будем ждать...
0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT