Secure Digital , abreviado oficialmente como SD , es un formato de tarjeta de memoria flash , no volátil y propietario de la SD Association (SDA) desarrollado para su uso en dispositivos portátiles.
Debido a sus pequeñas dimensiones físicas, las tarjetas SD se volvieron ampliamente utilizadas en muchos dispositivos electrónicos de consumo, como cámaras digitales , videocámaras , consolas de videojuegos , teléfonos móviles , cámaras de acción como la serie GoPro Hero y drones con cámara . [1] [2]
El estándar fue introducido en agosto de 1999 por SanDisk , Panasonic (Matsushita) y Toshiba como una mejora de las tarjetas MultiMediaCards (MMC). [3] Las tarjetas SD se han convertido en un estándar de la industria. Las tres empresas formaron SD-3C, LLC, una empresa que otorga licencias y hace cumplir los derechos de propiedad intelectual (PI) asociados con las tarjetas de memoria SD y los productos host y auxiliares SD. [4]
En enero de 2000, las empresas formaron la Asociación SD (SDA), una organización sin fines de lucro para crear y promover estándares de tarjetas SD. [5] En 2023 [update], la SDA tiene aproximadamente 1000 empresas miembro. Utiliza varios logotipos de marca registrada propiedad de SD-3C para hacer cumplir el cumplimiento de sus especificaciones y denotar compatibilidad. [6]
En 1999, SanDisk , Panasonic (Matsushita) y Toshiba acordaron desarrollar y comercializar la tarjeta de memoria Secure Digital (SD). [7] La tarjeta se derivó de la MultiMediaCard (MMC) [8] y proporcionaba gestión de derechos digitales (DRM) basada en el estándar Secure Digital Music Initiative (SDMI) y una alta densidad de memoria ("datos/bits por espacio físico"), es decir, se podía almacenar una gran cantidad de datos en un pequeño espacio físico. [ cita requerida ]
La tarjeta SD fue diseñada para competir con el Memory Stick , un formato de almacenamiento flash con DRM que Sony había lanzado el año anterior. Toshiba esperaba que el DRM de la tarjeta SD animara a los proveedores de música preocupados por la piratería a utilizar tarjetas SD. [9]
El logotipo de la tarjeta SD fue desarrollado originalmente para el Super Density Disc , que fue la fallida entrada de Toshiba en la guerra de formatos DVD . Por este motivo, la letra "D" tiene un estilo que recuerda a un disco óptico. [10]
En el Consumer Electronics Show (CES) de 2000, las tres empresas anunciaron la creación de la SD Association (SDA) para promocionar las tarjetas SD. La SD Association, que tenía su sede en San Ramón, California , Estados Unidos, contaba en aquel momento con 30 empresas miembro y fabricantes de productos que fabricaban tarjetas de memoria y dispositivos interoperables. Las primeras muestras de la tarjeta SD [11] estuvieron disponibles en el primer trimestre de 2000, y las cantidades de producción de tarjetas de 32 y 64 megabytes (MB) [a] estuvieron disponibles tres meses después. [ cita requerida ] Las primeras tarjetas de 64 MB se ofrecieron a la venta por 200 USD. [12] La SD se concibió como un formato de tarjeta de memoria único para varios tipos de dispositivos electrónicos, que también podría funcionar como una ranura de expansión para agregar nuevas capacidades a un dispositivo. [13] Las primeras tarjetas SD de 256 MB y 512 MB se anunciaron en 2001. [14]
En la CeBIT de marzo de 2003 , SanDisk Corporation presentó, anunció y demostró el formato miniSD . [15] La SDA adoptó la tarjeta miniSD en 2003 como una extensión de formato pequeño del estándar de tarjetas SD. Si bien las nuevas tarjetas estaban diseñadas para teléfonos móviles, generalmente se empaquetaban con un adaptador miniSD que brindaba compatibilidad con una ranura para tarjetas de memoria SD estándar. [ cita requerida ]
Las tarjetas de memoria con formato microSD fueron presentadas en 2004 por SanDisk en CeBIT [16] y originalmente llamadas T-Flash, [17] y luego TransFlash, [18] comúnmente abreviadas como "TF". T-Flash pasó a llamarse microSD en 2005 cuando fue adoptada por la SDA. [19] Las tarjetas TransFlash y microSD son funcionalmente idénticas, lo que permite que una de ellas funcione en dispositivos fabricados para la otra. [20] Un adaptador pasivo permite el uso de tarjetas microSD y TransFlash en ranuras para tarjetas SD. [20] [21]
En septiembre de 2006, SanDisk anunció la miniSDHC de 4 GB. [22] Al igual que la SD y la SDHC, la tarjeta miniSDHC tiene el mismo formato que la antigua tarjeta miniSD, pero la tarjeta HC requiere que el dispositivo anfitrión tenga soporte para HC. [ cita requerida ] Los dispositivos que admiten miniSDHC funcionan con miniSD y miniSDHC, pero los dispositivos sin soporte específico para miniSDHC funcionan solo con la antigua tarjeta miniSD. Desde 2008, las tarjetas miniSD ya no se producen, debido al dominio del mercado de las tarjetas microSD, aún más pequeñas. [ cita requerida ]
La densidad de almacenamiento de las tarjetas de memoria aumentó significativamente [ cuantificar ] a lo largo de la década de 2010, lo que permitió que los primeros dispositivos que ofrecían soporte para el estándar SD:XC, como los teléfonos móviles Samsung Galaxy S III y Samsung Galaxy Note II , expandieran su almacenamiento disponible a varios cientos de gigabytes .
En enero de 2009, la SDA anunció la familia SDXC, que admite tarjetas de hasta 2 TB [b] y velocidades de hasta 300 MB/s. [23] Las tarjetas SDXC están formateadas con el sistema de archivos exFAT de forma predeterminada. [24] SDXC se anunció en el Consumer Electronics Show (CES) 2009 (del 7 al 10 de enero). En la misma feria, SanDisk y Sony también anunciaron una variante comparable de Memory Stick XC con el mismo máximo de 2 TB [b] que SDXC, [25] y Panasonic anunció planes para producir tarjetas SDXC de 64 GB. [26] El 6 de marzo, Pretec presentó la primera tarjeta SDXC, [27] una tarjeta de 32 GB con una velocidad de lectura/escritura de 400 Mbit/s. Pero recién a principios de 2010 llegaron al mercado dispositivos host compatibles, incluyendo la videocámara Handycam HDR-CX55V de Sony , la cámara SLR digital EOS 550D (también conocida como Rebel T2i) de Canon , [28] un lector de tarjetas USB de Panasonic y un lector de tarjetas SDXC integrado de JMicron. [29] Las primeras computadoras portátiles que integraron lectores de tarjetas SDXC dependían de un bus USB 2.0, que no tiene el ancho de banda para soportar SDXC a máxima velocidad. [30]
A principios de 2010, aparecieron tarjetas SDXC comerciales de Toshiba (64 GB), [31] [32] Panasonic (64 GB y 48 GB), [33] y SanDisk (64 GB). [34]
A principios de 2011, Centon Electronics, Inc. (64 GB y 128 GB) y Lexar (128 GB) comenzaron a enviar tarjetas SDXC con clasificación de velocidad clase 10. [35] Pretec ofreció tarjetas de 8 GB a 128 GB con clasificación de velocidad clase 16. [36] En septiembre de 2011, SanDisk lanzó una tarjeta microSDXC de 64 GB. [37] Kingmax lanzó un producto comparable en 2011. [38]
En abril de 2012, Panasonic presentó el formato de tarjeta MicroP2 para aplicaciones de video profesional. Las tarjetas son básicamente tarjetas SDHC o SDXC UHS-II de tamaño completo, clasificadas en la clase de velocidad UHS U1. [39] [40] Un adaptador permite que las tarjetas MicroP2 funcionen en los equipos de tarjetas P2 actuales . [41]
Las tarjetas Panasonic MicroP2 se enviaron en marzo de 2013 y fueron los primeros productos compatibles con UHS-II del mercado; la oferta inicial incluye una tarjeta SDHC de 32 GB y una tarjeta SDXC de 64 GB. [39] [42] Más tarde ese año, Lexar lanzó la primera tarjeta SDXC de 256 GB, basada en tecnología flash NAND de 20 nm. [43]
En febrero de 2014, SanDisk presentó la primera tarjeta microSDXC de 128 GB, [44] a la que le siguió una tarjeta microSDXC de 200 GB en marzo de 2015. [45] En septiembre de 2014, SanDisk anunció la primera tarjeta SDXC de 512 GB. [46]
Samsung anunció la primera tarjeta microSDXC EVO Plus de 256 GB del mundo en mayo de 2016, [47] y en septiembre de 2016 Western Digital (SanDisk) anunció que se demostraría un prototipo de la primera tarjeta SDXC de 1 TB [c] en Photokina . [48]
En agosto de 2017, SanDisk lanzó una tarjeta microSDXC de 400 GB. [49]
En enero de 2018, Integral Memory presentó su tarjeta microSDXC de 512 GB. [50] En mayo de 2018, PNY lanzó una tarjeta microSDXC de 512 GB. En junio de 2018 , Kingston anunció su serie Canvas de tarjetas microSD con capacidades de hasta 512 GB, [d] en tres variantes: Select, Go! y React. [51]
En febrero de 2019, Micron y SanDisk presentaron sus tarjetas microSDXC de capacidad de 1 TB. [52]
El formato Secure Digital Ultra Capacity (SDUC) admite tarjetas de hasta 128 TB [b] y ofrece velocidades de hasta 985 MB/s.
En abril de 2024, Western Digital (SanDisk) presentó la primera tarjeta SD de 4 TB del mundo en la NAB 2024 , que utilizará el formato SDUC. Su lanzamiento está previsto para 2025. [53]
Secure Digital incluye cinco familias de tarjetas disponibles en tres formatos. Las cinco familias son la capacidad estándar original (SDSC), la alta capacidad (SDHC), la capacidad extendida (SDXC), la ultra capacidad (SDUC) y la SDIO, que combina funciones de entrada/salida con almacenamiento de datos. [54] [55] [56]
La tarjeta Secure Digital de segunda generación (SDSC o Secure Digital Standard Capacity) se desarrolló para mejorar el estándar MultiMediaCard (MMC), que siguió evolucionando, pero en una dirección diferente. Secure Digital cambió el diseño de MMC de varias maneras:
Las tarjetas SD de tamaño completo no caben en las ranuras MMC más delgadas, y otros problemas también afectan la capacidad de usar un formato en un dispositivo host diseñado para el otro. [ cita requerida ]
El formato Secure Digital High Capacity (SDHC), anunciado en enero de 2006 y definido en la versión 2.0 de la especificación SD, admite tarjetas con capacidades de hasta 32 GB. [d] [54] La marca registrada SDHC está licenciada para garantizar la compatibilidad. [59]
Las tarjetas SDHC son física y eléctricamente idénticas a las tarjetas SD de capacidad estándar (SDSC). Los principales problemas de compatibilidad entre las tarjetas SDHC y SDSC son la redefinición del registro de datos específicos de la tarjeta (CSD) en la versión 2.0 (ver a continuación) y el hecho de que las tarjetas SDHC se envían preformateadas con el sistema de archivos FAT32 .
La versión 2.0 también introduce un modo de bus de alta velocidad para tarjetas SDSC y SDHC, que duplica la velocidad estándar original para producir 25 MB/s . [60]
Los dispositivos host SDHC deben aceptar tarjetas SD más antiguas. [61] Sin embargo, los dispositivos host más antiguos no reconocen las tarjetas de memoria SDHC o SDXC, aunque algunos dispositivos pueden hacerlo mediante una actualización de firmware. [62] [ Se necesita una mejor fuente ] Los sistemas operativos Windows más antiguos lanzados antes de Windows 7 requieren parches o paquetes de servicio para admitir el acceso a las tarjetas SDHC. [63] [64] [65]
El formato Secure Digital eXtended Capacity (SDXC), anunciado en enero de 2009 y definido en la versión 3.01 de la especificación SD, admite tarjetas de hasta 2 TB, [b] en comparación con el límite de 32 GB [d] para las tarjetas SDHC en la especificación SD 2.0. SDXC adopta el sistema de archivos exFAT de Microsoft como una característica obligatoria. [66]
La versión 3.01 también introdujo el bus Ultra High Speed (UHS) para tarjetas SDHC y SDXC, con velocidades de interfaz desde 50 MB/s hasta 104 MB/s para bus UHS-I de cuatro bits. [67] (este número ha sido superado desde entonces con la tecnología propietaria de SanDisk para 170 MB/s de lectura, que ya no es propietaria, ya que Lexar tiene el 1066x funcionando a 160 MB/s de lectura y 120 MB/s de escritura a través de UHS 1, y Kingston también tiene su Canvas Go! Plus, también funcionando a 170 MB/s). [68] [69] [70] [71]
La versión 4.0, introducida en junio de 2011, permite velocidades de 156 MB/s a 312 MB/s en el bus UHS-II de cuatro carriles (dos carriles diferenciales), lo que requiere una fila adicional de pines físicos. [67]
La versión 5.0 se anunció en febrero de 2016 en CP+ 2016 y agregó clasificaciones de "Clase de velocidad de video" para tarjetas UHS para manejar formatos de video de mayor resolución como 8K . [72] [73] Las nuevas clasificaciones definen una velocidad de escritura mínima de 90 MB/s. [74] [75]
El formato Secure Digital Ultra Capacity (SDUC), descrito en la especificación SD 7.0 y anunciado en junio de 2018, admite tarjetas de hasta 128 TB [b] y ofrece velocidades de hasta 985 MB/s, independientemente del factor de forma, ya sea micro o tamaño completo, o el tipo de interfaz, incluidos UHS-I, UHS-II, UHS-III o SD Express. [76] La interfaz SD Express también se puede utilizar con tarjetas SDHC y SDXC.
Las tarjetas SDXC y SDUC normalmente se formatean utilizando el sistema de archivos exFAT , lo que limita su uso a un conjunto limitado de sistemas operativos. [58]
Windows Vista (SP1) y versiones posteriores [77] y OS X (10.6.5 y versiones posteriores) tienen soporte nativo para exFAT. [78] [79] (Windows XP y Server 2003 pueden soportar exFAT a través de una actualización opcional de Microsoft). [80]
La mayoría de las distribuciones BSD y Linux no tenían soporte para exFAT por razones legales, aunque en el kernel Linux 5.4 Microsoft publicó la especificación en código abierto y permitió la inclusión de un controlador exFAT. [81] Los usuarios de kernels más antiguos o BSD pueden instalar manualmente implementaciones de terceros de exFAT (como un módulo FUSE ) para poder montar volúmenes formateados en exFAT. [82] Sin embargo, las tarjetas SDXC se pueden reformatear para usar cualquier sistema de archivos (como ext4 , UFS , VFAT o NTFS ), aliviando las restricciones asociadas con la disponibilidad de exFAT.
A excepción del cambio de sistema de archivos, las tarjetas SDXC son en su mayoría compatibles con los lectores SDHC, y muchos dispositivos host SDHC pueden usar tarjetas SDXC si primero se reformatean al sistema de archivos FAT32. [83] [84] [85]
La SD Association ofrece una utilidad de formato para Windows y Mac OS X que verifica y formatea tarjetas SD, SDHC, SDXC y SDUC. [86]
La velocidad de la tarjeta SD se clasifica habitualmente por su velocidad de lectura o escritura secuencial. El aspecto del rendimiento secuencial es el más relevante para almacenar y recuperar archivos grandes (en relación con los tamaños de bloque internos de la memoria flash ), como imágenes y multimedia. Los datos pequeños (como nombres de archivos, tamaños y marcas de tiempo) caen dentro del límite de velocidad mucho más bajo del acceso aleatorio , que puede ser el factor limitante en algunos casos de uso. [87] [88] [89]
En las primeras tarjetas SD, algunos fabricantes de tarjetas especificaban la velocidad como una clasificación de "veces" ("×"), que comparaba la velocidad promedio de lectura de datos con la de la unidad de CD-ROM original . Esta clasificación fue reemplazada por la clasificación de clase de velocidad , que garantiza una velocidad mínima a la que se pueden escribir datos en la tarjeta. [90]
Las nuevas familias de tarjetas SD mejoran la velocidad de la tarjeta al aumentar la tasa de bus (la frecuencia de la señal de reloj que envía información hacia dentro y hacia fuera de la tarjeta). Cualquiera sea la tasa de bus, la tarjeta puede indicar al host que está "ocupada" hasta que se complete una operación de lectura o escritura. El cumplimiento de una clasificación de velocidad más alta es una garantía de que la tarjeta limita el uso de la indicación de "ocupada".
Las tarjetas SD leerán y escribirán a velocidades de 12,5 MB/s.
El modo de alta velocidad (25 MB/s) se introdujo para admitir cámaras digitales con la versión de especificación 1.10. [91]
El bus de ultra alta velocidad (UHS) está disponible en algunas tarjetas SDHC y SDXC. [92] [93] [94]
Las tarjetas que cumplen con UHS muestran números romanos 'I', 'II' o 'III' junto al logotipo de la tarjeta SD, [92] [90] e informan de esta capacidad al dispositivo anfitrión. El uso de UHS-I requiere que el dispositivo anfitrión ordene a la tarjeta que baje de 3,3 voltios a 1,8 voltios de funcionamiento a través de los pines de interfaz de E/S y seleccione el modo de transferencia de cuatro bits, mientras que UHS-II requiere un funcionamiento a 0,4 voltios.
Las velocidades más altas de UHS-II y III se logran mediante el uso de señalización diferencial de bajo voltaje (LVDS) de dos carriles de 0,4 V en una segunda fila de pines. [95] Cada carril es capaz de transferir hasta 156 MB/s. En el modo dúplex completo, un carril se utiliza para transmitir mientras que el otro se utiliza para recibir. En el modo semidúplex, ambos carriles se utilizan para la misma dirección de transferencia de datos, lo que permite una velocidad de datos doble a la misma velocidad de reloj. Además de permitir velocidades de datos más altas, la interfaz UHS-II permite un menor consumo de energía de la interfaz, un menor voltaje de E/S y una menor interferencia electromagnética (EMI).
Se especifican las siguientes velocidades ultra altas:
Especificado en la versión SD 3.01. [96] Admite una frecuencia de reloj de 100 MHz (cuadruplicando la "velocidad predeterminada" original), que en modo de transferencia de cuatro bits podría transferir 50 MB/s (SDR50). Las tarjetas UHS-I declaradas como UHS104 (SDR104) también admiten una frecuencia de reloj de 208 MHz, que podría transferir 104 MB/s. La operación de doble velocidad de datos a 50 MHz (DDR50) también se especifica en la versión 3.01 y es obligatoria para las tarjetas microSDHC y microSDXC etiquetadas como UHS-I. En este modo, se transfieren cuatro bits cuando la señal de reloj aumenta y otros cuatro bits cuando disminuye, transfiriendo un byte completo en cada ciclo de reloj completo, por lo tanto, se podría transferir una operación de 50 MB/s utilizando un reloj de 50 MHz.
Existe una extensión UHS-I patentada, llamada DDR200, creada originalmente por SanDisk que aumenta la velocidad de transferencia hasta los 170 MB/s. A diferencia de UHS-II, no utiliza pines adicionales. Lo consigue utilizando la frecuencia de 208 MHz del modo SDR104 estándar, pero utilizando transferencias DDR. [97] [98] Desde entonces, Lexar ha utilizado esta extensión para su serie 1066x (160 MB/s), Kingston Canvas Go Plus (170 MB/s) y la tarjeta SD MyMemory PRO (180 MB/s).
La especificación de la versión 4.0 aumenta aún más la velocidad de transferencia de datos hasta un máximo teórico de 156 MB/s ( dúplex completo ) o 312 MB/s (semidúplex) utilizando una fila adicional de pines para la señalización LVDS [99] (un total de 17 pines para tarjetas de tamaño completo y 16 pines para tarjetas de tamaño micro). [92] Si bien las primeras implementaciones en cámaras de sistema compacto se vieron tres años después de la especificación (2014), pasaron muchos años más hasta que se implementó UHS-II de manera regular. A principios de 2024, casi 90 cámaras DSLR y sin espejo admiten UHS-II. [100]
La versión 6.0, lanzada en febrero de 2017, agregó dos nuevas velocidades de datos al estándar. FD312 proporciona 312 MB/s, mientras que FD624 duplica esa cifra. Ambos son full-duplex. La interfaz física y la disposición de los pines son los mismos que con UHS-II, lo que mantiene la compatibilidad con versiones anteriores. [101]
El bus SD Express se lanzó en junio de 2018 con la especificación SD 7.0. Utiliza un solo carril PCIe para proporcionar una velocidad de transferencia full-duplex de 985 MB/s. Las tarjetas compatibles también deben implementar el protocolo de acceso al almacenamiento NVM Express . El bus Express puede implementarse con tarjetas SDHC, SDXC y SDUC. Para el uso en aplicaciones heredadas, las tarjetas SD Express también deben admitir el bus de alta velocidad y el bus UHS-I. El bus Express reutiliza la disposición de pines de las tarjetas UHS-II y reserva el espacio para dos pines adicionales que puedan introducirse en el futuro. [102]
Los hosts que implementan la versión 7.0 de la especificación permiten que las tarjetas SD tengan acceso directo a la memoria , lo que aumenta drásticamente la superficie de ataque del host frente a tarjetas SD maliciosas. [103]
La versión 8.0 se anunció el 19 de mayo de 2020, con soporte para dos líneas PCIe con una fila adicional de contactos y velocidades de transferencia PCIe 4.0, para un ancho de banda máximo de 3938 MB/s. [104]
La versión 9.0 se lanzó en febrero de 2022. [105]
La versión 9.1 se anunció en octubre de 2023. [106]
En febrero de 2019, la SD Association anunció la microSD Express. [107] Las tarjetas microSD Express ofrecen interfaces PCI Express y NVMe, como lo hizo la versión SD Express de junio de 2018, junto con la interfaz microSD heredada para una compatibilidad con versiones anteriores continua. La SDA también lanzó marcas visuales para denotar las tarjetas de memoria microSD Express para facilitar la combinación de la tarjeta y el dispositivo para un rendimiento óptimo del dispositivo. [108]
NOTA: Si el lector de tarjetas utiliza el controlador DDR208 en los pines UHS 1, el lector de tarjetas funcionará a 180 MB/s en las tarjetas UHS 1 aplicables.
La SD Association define clases de velocidad estándar para tarjetas SDHC/SDXC que indican el rendimiento mínimo (velocidad mínima de escritura de datos en serie). Tanto la velocidad de lectura como la de escritura deben superar el valor especificado. La especificación define estas clases en términos de curvas de rendimiento que se traducen en los siguientes niveles mínimos de rendimiento de lectura y escritura en una tarjeta vacía y su idoneidad para diferentes aplicaciones: [96] [90] [111] [112]
La Asociación SD define tres tipos de clasificaciones de clase de velocidad: la clase de velocidad original, la clase de velocidad UHS y la clase de velocidad de video.
Las clasificaciones de clase de velocidad 2, 4 y 6 afirman que la tarjeta admite la cantidad respectiva de megabytes por segundo como velocidad mínima de escritura sostenida para una tarjeta en un estado fragmentado.
La clase 10 afirma que la tarjeta admite 10 MB/s como velocidad mínima de escritura secuencial no fragmentada y utiliza un modo de bus de alta velocidad. [96] El dispositivo host puede leer la clase de velocidad de una tarjeta y advertir al usuario si la tarjeta informa una clase de velocidad que cae por debajo de la necesidad mínima de una aplicación. [96] En comparación, la clasificación "×" más antigua medía la velocidad máxima en condiciones ideales y era vaga en cuanto a si se trataba de velocidad de lectura o de escritura.
El símbolo gráfico de la clase de velocidad tiene un número rodeado por una 'C' (C2, C4, C6 y C10).
Las tarjetas UHS-I y UHS-II pueden usar la clasificación de clase de velocidad UHS con dos grados posibles: clase 1 para un rendimiento de escritura mínimo de al menos 10 MB/s (símbolo 'U1' que presenta el número 1 dentro de una 'U') y clase 3 para un rendimiento de escritura mínimo de 30 MB/s (símbolo 'U3' que presenta un 3 dentro de una 'U'), destinado a grabar video 4K . [113] Antes de noviembre de 2013, la clasificación se denominaba Grado de velocidad UHS y contenía los grados 0 (sin símbolo) y 1 (símbolo 'U1'). Los fabricantes también pueden mostrar símbolos de clase de velocidad estándar (C2, C4, C6 y C10) junto con la clase de velocidad UHS o en lugar de ella.
Las tarjetas de memoria UHS funcionan mejor con dispositivos host UHS. La combinación permite al usuario grabar videos de resolución HD con videocámaras sin cinta mientras realiza otras funciones. También es adecuada para transmisiones en tiempo real y para capturar videos HD de gran tamaño.
La clase de velocidad de video define un conjunto de requisitos para que las tarjetas UHS coincidan con la memoria flash NAND MLC moderna [74] y admita video progresivo 4K y 8K con velocidades de escritura secuencial mínimas de 6 a 90 MB/s. [72] [90] [111] Los símbolos gráficos utilizan una "V" estilizada seguida de un número que designa la velocidad de escritura ( es decir, V6, V10, V30, V60 y V90).
La versión 9.1 de la especificación SD, introducida en octubre de 2023, define nuevas clases de velocidad de SD Express. Los símbolos gráficos utilizan una «E» estilizada seguida de un número que designa la velocidad mínima de lectura/escritura. Las clases especificadas son E150, E300, E450 y E600. [106]
La clase de rendimiento de la aplicación es un estándar recientemente definido a partir de la especificación SD 5.1 y 6.0 que no solo define velocidades de escritura secuenciales sino que también exige un mínimo de IOPS para lectura y escritura. La clase A1 requiere un mínimo de 1500 operaciones de lectura y 500 operaciones de escritura por segundo utilizando bloques de 4 kbytes, mientras que la clase A2 requiere 4000 y 2000 IOPS. [115] Las tarjetas de clase A2 requieren soporte de controlador host ya que utilizan colas de comandos y almacenamiento en caché de escritura para alcanzar sus velocidades más altas. Sin ellas, se garantiza que alcancen al menos velocidades A1. A partir del kernel Linux 5.15, es totalmente compatible con A2. [116]
La clasificación "×", que fue utilizada por algunos fabricantes de tarjetas y que quedó obsoleta por las clases de velocidad, es un múltiplo de la velocidad estándar de la unidad de CD-ROM de 150 KB/s [g] (aproximadamente 1,23 Mbit/s ). Las tarjetas básicas transfieren datos a una velocidad de hasta seis veces (6×) la velocidad del CD-ROM; es decir, 900 kbit/s o 7,37 Mbit/s. La especificación 2.0 [ aclaración necesaria ] define velocidades de hasta 200×, pero no es tan específica como las clases de velocidad sobre cómo medir la velocidad. Los fabricantes pueden informar las velocidades óptimas y pueden informar la velocidad de lectura más rápida de la tarjeta, que normalmente es más rápida que la velocidad de escritura. Algunos proveedores, incluidos Transcend y Kingston , informan la velocidad de escritura de sus tarjetas. [118] Cuando una tarjeta enumera tanto una clase de velocidad como una clasificación "×", se puede asumir que esta última es solo una velocidad de lectura. [ cita requerida ]
En aplicaciones que requieren un rendimiento de escritura sostenido, como la grabación de vídeo, el dispositivo podría no funcionar satisfactoriamente si la clasificación de clase de la tarjeta SD cae por debajo de una velocidad determinada. Por ejemplo, una videocámara de alta definición puede requerir una tarjeta de al menos la clase 6, y sufrir cortes o imágenes de vídeo corruptas si se utiliza una tarjeta más lenta. Las cámaras digitales con tarjetas lentas pueden tardar un tiempo considerable después de tomar una fotografía antes de estar listas para la siguiente, mientras la cámara escribe la primera imagen.
La clasificación de la clase de velocidad no caracteriza totalmente el rendimiento de la tarjeta. Diferentes tarjetas de la misma clase pueden variar considerablemente sin cumplir con las especificaciones de la clase. La velocidad de una tarjeta depende de muchos factores, entre ellos:
Además, la velocidad puede variar notablemente entre escribir una gran cantidad de datos en un solo archivo ( acceso secuencial , como cuando una cámara digital graba fotografías o vídeos grandes) y escribir una gran cantidad de archivos pequeños (un uso de acceso aleatorio común en los teléfonos inteligentes ). Un estudio de 2012 encontró que, en este uso de acceso aleatorio, algunas tarjetas de Clase 2 lograron una velocidad de escritura de 1,38 MB/s , mientras que todas las tarjetas probadas de Clase 6 o superior (y algunas de Clases inferiores; una Clase inferior no significa necesariamente un mejor rendimiento de archivos pequeños), incluidas las de los principales fabricantes, fueron más de 100 veces más lentas. [87] En 2014, un bloguero midió una diferencia de rendimiento de 300 veces en escrituras pequeñas; esta vez, la mejor tarjeta en esta categoría fue una tarjeta de clase 4. [88]
El dispositivo anfitrión puede ordenar a la tarjeta SD que se vuelva de solo lectura (para rechazar los comandos posteriores de escritura de información en ella). Existen comandos de host reversibles e irreversibles que logran esto. [119] [120]
La mayoría de las tarjetas SD de tamaño completo tienen un "interruptor mecánico de protección contra escritura" que permite al usuario avisar al ordenador anfitrión que desea que el dispositivo sea tratado como de sólo lectura. Esto no protege los datos de la tarjeta si el ordenador anfitrión se ve comprometido: "Es responsabilidad del ordenador anfitrión proteger la tarjeta. La posición [es decir, la configuración] del interruptor de protección contra escritura es desconocida para el circuito interno de la tarjeta". [121] Algunos dispositivos anfitriones no admiten la protección contra escritura, que es una característica opcional de la especificación SD, y los controladores y dispositivos que sí obedecen a una indicación de sólo lectura pueden ofrecer al usuario una forma de anularla. [ cita requerida ]
El interruptor es una pestaña deslizante que cubre una muesca en la tarjeta. Los formatos miniSD y microSD no admiten directamente una muesca de protección contra escritura, pero se pueden insertar en adaptadores de tamaño completo que sí la admiten. [ cita requerida ]
Al mirar la tarjeta SD desde arriba, el lado derecho (el lado con la esquina biselada) debe tener una muesca. [ cita requerida ]
En el lado izquierdo, puede haber una muesca de protección contra escritura. Si se omite la muesca, la tarjeta se puede leer y escribir. Si la tarjeta tiene muesca, es de solo lectura. Si la tarjeta tiene una muesca y una pestaña deslizante que cubre la muesca, el usuario puede deslizar la pestaña hacia arriba (hacia los contactos) para declarar que la tarjeta es de lectura/escritura, o hacia abajo para declarar que es de solo lectura. [ cita requerida ] El diagrama de la derecha muestra una pestaña deslizante de protección contra escritura de color naranja tanto en la posición desbloqueada como en la bloqueada. [ cita requerida ]
Las tarjetas que se venden con contenido que no debe alterarse están marcadas permanentemente como de solo lectura al tener una muesca y no tener pestaña deslizante. [ cita requerida ]
Un dispositivo anfitrión puede bloquear una tarjeta SD utilizando una contraseña de hasta 16 bytes, normalmente proporcionada por el usuario. [ cita requerida ] Una tarjeta bloqueada interactúa normalmente con el dispositivo anfitrión, excepto que rechaza los comandos de lectura y escritura de datos. [ cita requerida ] Una tarjeta bloqueada solo se puede desbloquear proporcionando la misma contraseña. El dispositivo anfitrión puede, después de proporcionar la contraseña anterior, especificar una nueva contraseña o desactivar el bloqueo. Sin la contraseña (normalmente, en el caso de que el usuario olvide la contraseña), el dispositivo anfitrión puede ordenar a la tarjeta que borre todos los datos de la tarjeta para su reutilización en el futuro (excepto los datos de la tarjeta bajo DRM), pero no hay forma de obtener acceso a los datos existentes. [ cita requerida ]
Los dispositivos Windows Phone 7 utilizan tarjetas SD diseñadas para que sólo el fabricante del teléfono o el proveedor de telefonía móvil puedan acceder a ellas. Una tarjeta SD insertada en el teléfono debajo del compartimento de la batería queda bloqueada "en el teléfono con una clave generada automáticamente" de modo que "la tarjeta SD no pueda ser leída por otro teléfono, dispositivo o PC". [122] Sin embargo, los dispositivos Symbian son algunos de los pocos que pueden realizar las operaciones de formateo de bajo nivel necesarias en tarjetas SD bloqueadas. Por lo tanto, es posible utilizar un dispositivo como el Nokia N8 para reformatear la tarjeta para su uso posterior en otros dispositivos. [123]
Una tarjeta de memoria smartSD es una tarjeta microSD con un " elemento seguro " interno que permite la transferencia de comandos de la Unidad de Datos del Protocolo de Aplicación ISO 7816 a, por ejemplo, applets JavaCard que se ejecutan en el elemento seguro interno a través del bus SD. [124]
Algunas de las primeras versiones de tarjetas de memoria microSD con elementos seguros fueron desarrolladas en 2009 por DeviceFidelity, Inc. [125] [126], un pionero en comunicación de campo cercano (NFC) y pagos móviles , con la introducción de los productos In2Pay y CredenSE, posteriormente comercializados y certificados para transacciones móviles sin contacto por Visa en 2010. [127] DeviceFidelity también adaptó la microSD In2Pay para que funcione con el iPhone de Apple utilizando iCaisse, y fue pionero en las primeras transacciones NFC y pagos móviles en un dispositivo Apple en 2010. [128] [129] [130]
Se han realizado varias implementaciones de tarjetas microSD inteligentes para aplicaciones de pago y autenticación segura. [131] [132] En 2012, Good Technology se asoció con DeviceFidelity para utilizar tarjetas microSD con elementos seguros para identidad móvil y control de acceso . [133]
Las tarjetas microSD con soporte para Secure Elements y NFC ( comunicación de campo cercano ) se utilizan para pagos móviles y se han utilizado en billeteras móviles directas al consumidor y soluciones de banca móvil, algunas de las cuales fueron lanzadas por los principales bancos de todo el mundo, incluidos Bank of America , US Bank y Wells Fargo , [134] [135] [136] mientras que otras fueron parte de nuevos e innovadores programas neobancarios directos al consumidor como moneto, lanzado por primera vez en 2012. [137] [138] [139] [140]
Las tarjetas microSD con elementos seguros también se han utilizado para el cifrado de voz seguro en dispositivos móviles, lo que permite uno de los niveles más altos de seguridad en las comunicaciones de voz de persona a persona. [141] Estas soluciones se utilizan ampliamente en inteligencia y seguridad.
En 2011, HID Global se asoció con la Universidad Estatal de Arizona para lanzar soluciones de acceso al campus para estudiantes que utilizan microSD con Secure Element y tecnología MiFare proporcionada por DeviceFidelity, Inc. [142] [143] Esta fue la primera vez que se pudieron usar teléfonos móviles comunes para abrir puertas sin necesidad de llaves de acceso electrónicas.
Los proveedores han buscado diferenciar sus productos en el mercado a través de diversas características específicas del proveedor:
Una tarjeta SDIO (Secure Digital Input Output, entrada y salida digital segura) es una extensión de la especificación SD para cubrir las funciones de E/S. Las tarjetas SDIO solo son completamente funcionales en dispositivos host diseñados para admitir sus funciones de entrada y salida (normalmente, PDA como Palm Treo , pero ocasionalmente, computadoras portátiles o teléfonos móviles). [ cita requerida ] Estos dispositivos pueden usar la ranura SD para admitir receptores GPS , módems , lectores de códigos de barras , sintonizadores de radio FM , sintonizadores de TV, lectores RFID , cámaras digitales e interfaces para Wi-Fi , Bluetooth , Ethernet e IrDA . Se han propuesto muchos otros dispositivos SDIO, pero ahora es más común que los dispositivos de E/S se conecten utilizando la interfaz USB. [ cita requerida ]
Las tarjetas SDIO admiten la mayoría de los comandos de memoria de las tarjetas SD. Las tarjetas SDIO se pueden estructurar como ocho tarjetas lógicas, aunque actualmente, la forma típica en que una tarjeta SDIO utiliza esta capacidad es estructurarse como una tarjeta de E/S y una tarjeta de memoria. [ cita requerida ]
Las interfaces SDIO y SD son mecánica y eléctricamente idénticas. Los dispositivos host diseñados para tarjetas SDIO generalmente aceptan tarjetas de memoria SD sin funciones de E/S. Sin embargo, lo contrario no es cierto, porque los dispositivos host necesitan controladores y aplicaciones adecuados para admitir las funciones de E/S de la tarjeta. Por ejemplo, una cámara HP SDIO generalmente no funciona con PDA que no la incluyan como accesorio. Insertar una tarjeta SDIO en cualquier ranura SD no causa daño físico ni interrupción en el dispositivo host, pero los usuarios pueden sentirse frustrados porque la tarjeta SDIO no funciona completamente cuando se inserta en una ranura aparentemente compatible. (Los dispositivos USB y Bluetooth presentan problemas de compatibilidad comparables, aunque en menor medida gracias a las clases de dispositivos USB estandarizados y los perfiles Bluetooth ). [ cita requerida ]
La familia SDIO comprende tarjetas de baja velocidad y de velocidad completa. Ambos tipos de tarjetas SDIO admiten la interfaz periférica en serie (SPI) y los tipos de bus SD de un bit. Las tarjetas SDIO de baja velocidad también pueden admitir el bus SD de cuatro bits; las tarjetas SDIO de velocidad completa deben admitir el bus SD de cuatro bits. Para utilizar una tarjeta SDIO como una "tarjeta combinada" (tanto para memoria como para E/S), el dispositivo host debe seleccionar primero la operación de bus SD de cuatro bits. Otras dos características exclusivas de la SDIO de baja velocidad son una velocidad de reloj máxima de 400 kHz para todas las comunicaciones y el uso del pin 8 como "interrupción" para intentar iniciar un diálogo con el dispositivo host. [149]
Los dispositivos host que cumplen con las versiones más nuevas de la especificación brindan compatibilidad con versiones anteriores y aceptan tarjetas SD más antiguas. [61] Por ejemplo, los dispositivos host SDXC aceptan todas las familias anteriores de tarjetas de memoria SD, y los dispositivos host SDHC también aceptan tarjetas SD estándar.
Los dispositivos host más antiguos generalmente no admiten formatos de tarjeta más nuevos, e incluso cuando pueden admitir la interfaz de bus utilizada por la tarjeta, [55] surgen varios factores:
Debido a su tamaño compacto, las tarjetas Secure Digital se utilizan en muchos dispositivos electrónicos de consumo y se han convertido en un medio generalizado para almacenar varios gigabytes de datos en un tamaño pequeño. Los dispositivos en los que el usuario puede quitar y reemplazar tarjetas con frecuencia, como cámaras digitales , videocámaras y consolas de videojuegos , tienden a utilizar tarjetas de tamaño completo. Los dispositivos en los que el tamaño pequeño es primordial, como teléfonos móviles , cámaras de acción como la serie GoPro Hero y drones con cámara , tienden a utilizar tarjetas microSD. [1] [2]
La tarjeta microSD ha ayudado a impulsar el mercado de los teléfonos inteligentes al brindarles a los fabricantes y a los consumidores mayor flexibilidad y libertad.
Mientras que el almacenamiento en la nube depende de una conexión a Internet estable y de planes de datos suficientemente voluminosos , las tarjetas de memoria en los dispositivos móviles proporcionan una expansión de almacenamiento independiente de la ubicación y privada con velocidades de transferencia mucho más altas y sin retrasos en la red , lo que permite aplicaciones como la fotografía y la grabación de vídeo . Mientras que los datos almacenados internamente en dispositivos bloqueados son inaccesibles , los datos almacenados en la tarjeta de memoria se pueden recuperar y el usuario puede acceder a ellos externamente como dispositivo de almacenamiento masivo . Una ventaja sobre la expansión de almacenamiento USB sobre la marcha es la ergonomía sin concesiones . El uso de una tarjeta de memoria también protege el almacenamiento interno no reemplazable del teléfono móvil del desgaste de aplicaciones pesadas como el uso excesivo de la cámara y el alojamiento de servidores FTP portátiles a través de WiFi Direct . Debido al desarrollo técnico de las tarjetas de memoria, los usuarios de los dispositivos móviles existentes pueden ampliar su almacenamiento aún más y a un precio más asequible con el tiempo. [150] [151] [152]
Las versiones recientes de los principales sistemas operativos, como Windows Mobile y Android, permiten que las aplicaciones se ejecuten desde tarjetas microSD, lo que crea posibilidades para nuevos modelos de uso de tarjetas SD en los mercados de informática móvil, además de liberar espacio de almacenamiento interno disponible. [153]
Las tarjetas SD no son la solución más económica para dispositivos que necesitan solo una pequeña cantidad de memoria no volátil, como las estaciones preestablecidas en radios pequeñas. Tampoco pueden ser la mejor opción para aplicaciones que requieren mayores capacidades de almacenamiento o velocidades como las que ofrecen otros estándares de tarjetas flash como CompactFlash . Estas limitaciones pueden solucionarse con tecnologías de memoria en evolución, como las nuevas especificaciones SD 7.0 que permiten capacidades de almacenamiento de hasta 128 TB. [b] [154]
Muchos ordenadores personales de todo tipo, incluidos tablets y teléfonos móviles, utilizan tarjetas SD, ya sea a través de ranuras integradas o mediante un adaptador electrónico activo. Existen adaptadores para la tarjeta PC , ExpressBus, USB , FireWire y el puerto paralelo de impresora . Los adaptadores activos también permiten utilizar tarjetas SD en dispositivos diseñados para otros formatos, como CompactFlash . El adaptador FlashPath permite utilizar tarjetas SD en una unidad de disquete .
Algunos dispositivos como el Samsung Galaxy Fit (2011) y el Samsung Galaxy Note 8.0 (2013) tienen un compartimento para tarjetas SD ubicado en el exterior y accesible con la mano, mientras que en otros dispositivos está ubicado debajo de la tapa de la batería. Los teléfonos móviles más recientes utilizan un sistema de expulsión por orificio para la bandeja que alberga tanto la tarjeta de memoria como la tarjeta SIM .
En el mercado se encuentran comúnmente tarjetas Secure Digital mal etiquetadas o falsificadas que informan una capacidad falsa o funcionan más lento que lo etiquetado. [155] [156] [157] Existen herramientas de software para verificar y detectar productos falsificados , [158] [159] [160] y en algunos casos es posible reparar estos dispositivos para eliminar la información de capacidad falsa y usar su límite de almacenamiento real. [161]
La detección de tarjetas falsificadas generalmente implica copiar archivos con datos aleatorios a la tarjeta SD hasta que se alcanza la capacidad de la tarjeta y luego copiarlos nuevamente. Los archivos que se copiaron nuevamente se pueden probar ya sea comparando sumas de comprobación (por ejemplo, MD5 ) o tratando de comprimirlos . Este último enfoque aprovecha el hecho de que las tarjetas falsificadas permiten al usuario leer nuevamente los archivos, que luego consisten en datos uniformes fácilmente comprimibles (por ejemplo, 0xFF repetidos ).
Las tarjetas de memoria Secure Digital se pueden utilizar en videocámaras Sony XDCAM EX con un adaptador. [162]
Aunque muchas computadoras personales admiten tarjetas SD como un dispositivo de almacenamiento auxiliar mediante una ranura incorporada, o pueden admitir tarjetas SD mediante un adaptador USB, las tarjetas SD no se pueden usar como el disco duro principal a través del controlador ATA integrado, porque ninguna de las variantes de tarjetas SD admite la señalización ATA. El uso del disco duro principal requiere un controlador host SD independiente [163] o un convertidor de SD a CompactFlash. Sin embargo, en computadoras que admiten el arranque desde una interfaz USB, una tarjeta SD en un adaptador USB puede ser el disco de arranque, siempre que contenga un sistema operativo que admita el acceso USB una vez que se complete el arranque.
En los ordenadores portátiles y tabletas , las tarjetas de memoria en un lector de tarjetas de memoria integrado ofrecen una ventaja ergonómica con respecto a las unidades flash USB , ya que estas últimas sobresalen del dispositivo y el usuario debe tener cuidado de no golpearlas mientras transporta el dispositivo, ya que esto podría dañar el puerto USB. Las tarjetas de memoria tienen una forma unificada y no reservan un puerto USB cuando se insertan en la ranura para tarjetas dedicada de un ordenador.
Desde finales de 2009, las computadoras Apple más nuevas con lectores de tarjetas SD instalados han podido arrancar en macOS desde dispositivos de almacenamiento SD, cuando están formateados correctamente con el formato de archivo Mac OS Extended y la tabla de particiones predeterminada está configurada en GUID Partition Table . [164]
Las tarjetas SD son cada vez más utilizadas y populares entre los propietarios de ordenadores antiguos , como los ordenadores Atari de 8 bits . Por ejemplo, hoy en día se utiliza SIO2SD ( SIO es un puerto Atari para conectar dispositivos externos). El software para un Atari de 8 bits puede estar incluido en una tarjeta SD que puede tener menos de 4-8 GB de tamaño de disco (2019). [165]
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En 2008, la SDA especificó la SD integrada, "aprovechando estándares SD bien conocidos" para permitir dispositivos de estilo SD no extraíbles en placas de circuitos impresos. [166] Sin embargo, este estándar no fue adoptado por el mercado, mientras que el estándar MMC se convirtió en el estándar de facto para sistemas integrados. SanDisk proporciona dichos componentes de memoria integrada bajo la marca iNAND. [167]
Si bien algunos microcontroladores modernos integran hardware SDIO que utiliza el modo de bus SD de cuatro bits propietario más rápido, casi todos los microcontroladores modernos tienen al menos unidades SPI que pueden interactuar con una tarjeta SD que funciona en el modo de bus SPI de un bit más lento. Si no, SPI también se puede emular mediante bit banging (por ejemplo, una ranura de tarjeta SD soldada a un enrutador Linksys WRT54G-TM y conectada a pines GPIO utilizando el núcleo Linux de DD-WRT logró solo un rendimiento de 1,6 Mbit/s ). [168]
Las microSD pregrabadas se han utilizado para comercializar música bajo las marcas slotMusic y slotRadio de SanDisk y MQS de Astell & Kern .
La especificación de la tarjeta SD define tres tamaños físicos. Las familias SD y SDHC están disponibles en los tres tamaños, pero las familias SDXC y SDUC no están disponibles en el tamaño mini, y la familia SDIO no está disponible en el tamaño micro. Las tarjetas más pequeñas se pueden utilizar en ranuras más grandes mediante el uso de un adaptador pasivo.
El formato micro es el formato de tarjeta SD más pequeño. [169]
Las tarjetas pueden admitir varias combinaciones de los siguientes tipos de bus y modos de transferencia. El modo de bus SPI y el modo de bus SD de un bit son obligatorios para todas las familias SD, como se explica en la siguiente sección. Una vez que el dispositivo host y la tarjeta SD negocian un modo de interfaz de bus, el uso de los pines numerados es el mismo para todos los tamaños de tarjeta.
The physical interface comprises 9 pins, except that the miniSD card adds two unconnected pins in the center and the microSD card omits one of the two VSS (Ground) pins.[170]
Notes:
SD cards and host devices initially communicate through a synchronous one-bit interface, where the host device provides a clock signal that strobes single bits in and out of the SD card. The host device thereby sends 48-bit commands and receives responses. The card can signal that a response will be delayed, but the host device can abort the dialogue.[96]
Through issuing various commands, the host device can:[96]
The command interface is an extension of the MultiMediaCard (MMC) interface. SD cards dropped support for some of the commands in the MMC protocol, but added commands related to copy protection. By using only commands supported by both standards until determining the type of card inserted, a host device can accommodate both SD and MMC cards.
All SD card families initially use a 3.3 volt electrical interface. On command, SDHC and SDXC cards can switch to 1.8 V operation.[96]
At power-up or card insertion, the voltage on pin 1 selects either the Serial Peripheral Interface (SPI) bus or the SD bus. The SD bus starts in one-bit mode, but the host device may issue a command to switch to the four-bit mode, if the SD card supports it. For various card types, support for the four-bit SD bus is either optional or mandatory.[96]
After determining that the SD card supports it, the host device can also command the SD card to switch to a higher transfer speed. Until determining the card's capabilities, the host device should not use a clock speed faster than 400 kHz. SD cards other than SDIO (see below) have a "Default Speed" clock rate of 25 MHz. The host device is not required to use the maximum clock speed that the card supports. It may operate at less than the maximum clock speed to conserve power.[96] Between commands, the host device can stop the clock entirely.
Most SD cards ship preformatted with one or more MBR partitions, where the first or only partition contains a file system. This lets them operate like the hard disk of a personal computer. Per the SD card specification, an SD card is formatted with MBR and the following file system:
Most consumer products that take an SD card expect that it is partitioned and formatted in this way. Universal support for FAT12, FAT16, FAT16B and FAT32 allows the use of SDSC and SDHC cards on most host computers with a compatible SD reader, to present the user with the familiar method of named files in a hierarchical directory tree.[citation needed]
On such SD cards, standard utility programs such as Mac OS X's "Disk Utility" or Windows' SCANDISK can be used to repair a corrupted filing system and sometimes recover deleted files. Defragmentation tools for FAT file systems may be used on such cards. The resulting consolidation of files may provide a marginal improvement in the time required to read or write the file,[172] but not an improvement comparable to defragmentation of hard drives, where storing a file in multiple fragments requires additional physical and relatively slow, movement of a drive head.[citation needed] Moreover, defragmentation performs writes to the SD card that count against the card's rated lifespan. The write endurance of the physical memory is discussed in the article on flash memory; newer technology to increase the storage capacity of a card provides worse write endurance.[citation needed]
When reformatting an SD card with a capacity of at least 32 MB[i] (65,536 logical sectors or more), but not more than 2 GB,[d] FAT16B with partition type 06h and EBPB 4.1[171] is recommended if the card is for a consumer device. (FAT16B is also an option for 4 GB cards, but it requires the use of 64 KB clusters, which are not widely supported.) FAT16B does not support cards above 4 GB[d] at all.
The SDXC specification mandates the use of Microsoft's proprietary exFAT file system,[173] which sometimes requires appropriate drivers (e.g. exfat-utils/exfat-fuse on Linux).
Reformatting an SD card with a different file system, or even with the same one, may make the card slower, or shorten its lifespan. Some cards use wear leveling, in which frequently modified blocks are mapped to different portions of memory at different times, and some wear-leveling algorithms are designed for the access patterns typical of FAT12, FAT16 or FAT32.[174] In addition, the preformatted file system may use a cluster size that matches the erase region of the physical memory on the card; reformatting may change the cluster size and make writes less efficient. The SD Association provides freely downloadable SD Formatter software to overcome these problems for Windows and Mac OS X.[175]
SD/SDHC/SDXC memory cards have a "Protected Area" on the card for the SD standard's security function. Neither standard formatters nor the SD Association formatter will erase it. The SD Association suggests that devices or software which use the SD security function may format it.[175]
The power consumption of SD cards varies by its speed mode, manufacturer and model.[citation needed]
During transfer it may be in the range of 66–330 mW (20–100 mA at a supply voltage of 3.3 V). Specifications from TwinMOS Technologies list a maximum of 149 mW (45 mA) during transfer. Toshiba lists 264–330 mW (80–100 mA).[176] Standby current is much lower, less than 0.2 mA for one 2006 microSD card.[177] If there is data transfer for significant periods, battery life may be reduced noticeably; for reference, the capacity of smartphone batteries is typically around 6 Wh (Samsung Galaxy S2: 1650 mAh @ 3.7 V).
Modern UHS-II cards can consume up to 2.88 W, if the host device supports bus speed mode SDR104 or UHS-II. Minimum power consumption in the case of a UHS-II host is 720 mW.[citation needed]
All SD cards let the host device determine how much information the card can hold, and the specification of each SD family gives the host device a guarantee of the maximum capacity a compliant card reports.
By the time the version 2.0 (SDHC) specification was completed in June 2006,[179] vendors had already devised 2 GB and 4 GB SD cards, either as specified in Version 1.01, or by creatively reading Version 1.00. The resulting cards do not work correctly in some host devices.[180][181]
SD version 1.00 assumed 512 bytes per block. This permitted SDSC cards up to 4,096 × 512 × 512 B = 1 GB.[d]
Version 1.01 let an SDSC card use a 4-bit field to indicate 1,024 or 2,048 bytes per block instead.[96] Doing so enabled cards with 2 GB and 4 GB capacity, such as the Transcend 4 GB SD card, the Memorette 4 GB SD card and the Hoco 4 GB microSD card.[citation needed]
The format of the Card-Specific Data (CSD) register changed between version 1 (SDSC) and version 2.0 (which defines SDHC and SDXC).
In version 1 of the SD specification, capacities up to 2 GB[d] are calculated by combining fields of the CSD as follows:
Capacity = (C_SIZE + 1) × 2(C_SIZE_MULT + READ_BL_LEN + 2)where 0 ≤ C_SIZE ≤ 4095, 0 ≤ C_SIZE_MULT ≤ 7, READ_BL_LEN is 9 (for 512 bytes/sector) or 10 (for 1024 bytes/sector)
Later versions state (at Section 4.3.2) that a 2 GB SDSC card shall set its READ_BL_LEN (and WRITE_BL_LEN) to indicate 1,024 bytes, so that the above computation correctly reports the card's capacity, but that, for consistency, the host device shall not request (by CMD16) block lengths over 512 B.[96]
In the definition of SDHC cards in version 2.0, the C_SIZE portion of the CSD is 22 bits and it indicates the memory size in multiples of 512 KB (the C_SIZE_MULT field is removed and READ_BL_LEN is no longer used to compute capacity). Two bits that were formerly reserved now identify the card family: 0 is SDSC; 1 is SDHC or SDXC; 2 and 3 are reserved.[96] Because of these redefinitions, older host devices do not correctly identify SDHC or SDXC cards nor their correct capacity.
Capacity is calculated thus:
Capacity = (C_SIZE + 1) × 524288where for SDHC 4112 ≤ C_SIZE ≤ 65375 ≈2 GB ≤ Capacity ≤ ≈32 GBwhere for SDXC 65535 ≤ C_SIZE ≈32 GB ≤ Capacity ≤ 2 TB[citation needed]
Capacities above 4 GB can only be achieved by following version 2.0 or later versions. In addition, capacities equal to 4 GB must also do so to guarantee compatibility.[citation needed]
Like most memory card formats, SD is covered by numerous patents and trademarks. Excluding SDIO cards, royalties for SD card licenses are imposed for manufacture and sale of memory cards and host adapters (US$1,000/year plus membership at US$1,500/year)[citation needed]
Early versions of the SD specification were available under a non-disclosure agreement (NDA) prohibiting development of open-source drivers. However, the system was eventually reverse-engineered and free software drivers provided access to SD cards not using DRM. Subsequent to the release of most open-source drivers, the SDA provided a simplified version of the specification under a less restrictive license helping reduce some incompatibility issues.[182]
Under a disclaimers agreement, the simplified specification released by the SDA in 2006 – as opposed to that of SD cards – was later extended to the physical layer, ASSD extensions, SDIO and SDIO Bluetooth Type-A.[183]
The Simplified Specification[184] is available.
Again, most of the information had already been discovered and Linux had a fully free driver for it. Still, building a chip conforming to this specification caused the One Laptop per Child project to claim "the first truly Open Source SD implementation, with no need to obtain an SDI license or sign NDAs to create SD drivers or applications."[185]
The proprietary nature of the complete SD specification affects embedded systems, laptop computers and some desktop computers; many desktop computers do not have card slots, instead using USB-based card readers if necessary.[citation needed] These card readers present a standard USB mass storage interface to memory cards, thus separating the operating system from the details of the underlying SD interface.[citation needed] However, embedded systems (such as portable music players) usually gain direct access to SD cards and thus need complete programming information.[citation needed] Desktop card readers are themselves embedded systems; their manufacturers have usually paid the SDA for complete access to the SD specifications.[citation needed] Many notebook computers now include SD card readers not based on USB; device drivers for these essentially gain direct access to the SD card, as do embedded systems.[citation needed]
The SPI-bus interface mode is the only type that does not require a host license for accessing SD cards.[citation needed]
A malfunctioning SD card can be repaired using specialized equipment, as long as the middle part, containing the flash storage, is not physically damaged. The controller can in this way be circumvented. This might be harder or even impossible in the case of monolithic card, where the controller resides on the same physical die.[186][187]
Speed class considered irrelevant: our benchmarking reveals that the "speed class" marking on SD cards is not necessarily indicative of application performance; although the class rating is meant for sequential performance, we find several cases in which higher-grade SD cards performed worse than lower-grade ones overall.
Variations in 4k small block performance saw a difference of approximately 300-fold between the fastest and slowest cards. Distressingly, many of the tested cards were mediocre to poor on that metric, which may explain why running updates on Linux running off SD cards can take a very long time.
