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.
Сегодня часто можно услышать утверждение, что стандарт PC
Card (PCMCIA) устарел, и те устройства, для подключения которых он предназначался
(модемы, сетевые карты, всевозможные ридеры...), уже интегрированы в современные
портативные компьютеры. Естественно, можно предположить, что они связаны
с системой по оптимальным интерфейсам и работают через них, по крайней мере,
не медленнее, чем через "устаревший" PCMCIA.
Вопреки ожиданиям, в процессе тестирования выяснилось, что передача данных
на SM-карту через PCMCIA-адаптер под управлением Windows XP
производится на большей скорости, чем через встроенный ридер ноутбука.
Запись одиннадцати файлов общим объемом 60 MB заняла 1 мин 32 с по сравнению
с 2 мин 30 с через интегрированный порт. Помимо высокой скорости функционирования,
при обращении к SM-карте через SM PC Card-адаптер работа с flash-картой
практически не влияет на общую производительность системы.
В такой ситуации весомыми аргументами "за" наличие встроенного
порта для SM-карт станут удобство эксплуатации и ценовой фактор, ведь интегрированный
порт -- вот он, уже в компьютере и готов к работе, а стоимость SM PC Card-адаптера
приближается к стоимости SM-карты 64 MB. |
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 (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 (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 (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 (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
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.
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.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
