Изменения к лучшему: Новый стандарт SD Express

Потребность SD карт с более быстрой передачей данных, высокой производительностью, улучшенными протоколами и интерфейсами подтолкнула на создание нового стандарта SD Express. 

Нередко случается так, что линия поведения потребителя и бизнеса диктует главные изменения в информационной индустрии. Проанализируем постоянную потребность в увеличении систем хранения данных. Ожидается, что к 2021 году миллиарды устройств с выходом в Интернет будут вырабатывать до 155 септибайтов (йоттабайтов) данных. Предположительно только  0,0013 % (около 2 зеттабайтов) будет зафиксированно, 4,2 % перенесено в облако, а остальные данные будут храниться на различных локальных накопителях. Впечатляющие цифры!

Такого рода эволюция в информационной индустрии происходит постоянно, а несколько текущих рыночных тенденций приводят все к новым изменениям в области съемных носителей данных:

  • Бесконечно растущие потребности в носителях и картах с более высокой пропускной способностью и увеличенным вместилищем обеспечивают более высокую производительность, что позволяет создать приемлемое время загрузки / выгрузки контента.
  • Пользовательская компьютеризация быстро переходит с интерфейса SATA на PCIe Gen3, за которым последует Gen4 и другие быстрорастущие технологии, связанные с накопительными устройствами — такими как автономные транспортные средства и автомобили с сетевыми возможностями, которые используют сбор данных несколькими датчиками, камеры 360° и VR / AR; игры с высоким разрешением; мультиканальные IoT устройства — все это требует высокоскоростного интерфейса ОЗУ и многоканальности операций.
  • Инфраструктура мобильных технологий также развивается, провоцируя рост производительности коммуникационных интерфейсов ввода / вывода (IO), а также внутреннего встроенного накопителя данных.
  • Устройства Google Android теперь могут использовать карты памяти SD, в качестве встроенной памяти или расширенного системного хранилища для видео / аудио контента, а также для хранения и использования приложений. Но использование Android приложений напрямую с SD карты требует более высокой производительности чтения и записи и последовательной производительности.

Эти новые технологические тренды свидетельствуют о потребности в картах памяти с более высокой скоростью передачи, улучшенными протоколами и интерфейсом, последовательным и рандомным доступом к памяти с более высокой производительностью. Таким образом, для удовлетворения этого спроса и решили выпустить новый стандарт SD Express.  

 

Что такое SD Express?

SD Express объединяет интерфейсы PCIe® и NVMe™ в SD карты памяти наравне с прежним интерфейсом SD. Учитывая  требования высокопроизводительных мобильных технологий нового поколения, добавление технологии PCIe и расширенного протокола NVMe, предоставляет более быстрый доступ к файлам с данными, чем у современных SD платформ, достигая очень высокой скорости до 985 Мб/сек. Протокол верхнего уровня обеспечивает расширенный механизм доступа к памяти, что открывает абсолютно новые возможности популярным SD картам памяти. Этот новый протокол позволяет использовать новые карты памяти SD Express в качестве физического накопителя (SSD).

Такая скорость передачи необходима для приложений с высоким разрешением контента, таких как слоу моушн видео, серийной фотосъемки в RAW, съемки и воспроизведения видео в 4К, панорамных видео, а также для приложений, требующих высокой скорости передачи данных, постоянно развивающихся игровых систем, мультиканальных IoT устройств и др.

В дополнение к многочисленным улучшениям производительности SD Express сохраняет устоявшиеся преимущества обратной совместимости и взаимозаменяемость существующих SD накопителей. Также производители добавили PCIe интерфейс одновременно с существующим SD (UHS-I) интерфейсом, что позволяет карте со стандартом SD Express также работать в новых носителях с поддержкой SD Express, как и в уже существующих на рынке миллиардах SD накопителях.

Полноразмерная SD Express карта имеет те же контакты и разъемы, что и у существующих SD UHS-II. Таким образом, SD Express не будет поддерживать интерфейс UHS-II, но будет поддерживать абсолютно новые интерфейсы PCIe и NVMe. Дифференциальный интерфейс PCIe Generation 3  использует те же контактные площадки, что и у SD UHS-II во втором ряду контактов. Также, PCIe REFCLK наряду с сигналами боковых частот CLKREQ# и PERRST# передаются с существующим SD UHS-I, используя первый ряд контактов. Первый ряд также является интерфейсом SD UHS-I, обеспечивая полную совместимость и взаимодействие с предыдущими версиями и миллиардами существующих SD хост-устройств.

SD Express, как часть спецификации SD 7.0, имеет полномасштабный форм-фактор с использованием двух источников питания: традиционный 3,3 вольт и 1,8 вольт. Также SD Express сможет использовать питание 1,2 вольт, что позволит дополнительно оптимизировать мощность и производительность. Карты, использующие стандарт SD Express, могут потреблять до 1,80 Вт от хоста.

 

Изображение демонстрирует уровень эффективности скорости передачи данных стандарта SD Express:

 

Техническая документация SDA предоставляет больше технических деталей, наряду с некоторыми преимуществами, которые производители карт и систем могут получить благодаря внедрению стандарта SD Express. Следующие функции протокола SD частично поддерживаются интерфейсом PCIe / NVMe, предполагая использование NVMe версии 1.3. В будущем NVMe может полностью поддерживать следующие функции:

  • Блокировка / разблокировка пароля: карта может быть запаролена только через SD интерфейс прежней версии. Заблокированная карта не позволяет получить доступ к памяти, ни через SD, ни через интерфейс PCIe / NVMe.
  • Функции защиты записи: режим защиты записи можно установить через SD интерфейс прежней версии. Защищенная карта не позволяет проделывать операции записи, ни через SD, ни через интерфейс PCIe / NVMe.

 

Следующие традиционные функции SD не поддерживаются через интерфейс PCIe:

  • SD CPRM Безопасность: Если карта доступа SD Express содержит зашифрованные файлы CPRM через интерфейс PCIe, она будет считать их зашифрованными, что даст тот же результат, что и при помещении карты в любой хост SD, который не поддерживает CPRM.
  • Стандарты Speed Class, UHS Speed Class и Video Speed Class не поддерживаются через PCIe интерфейс.

 

Преимущества SD Express

SD Express использует устаревший интерфейс SD (UHS-I), а также PCIe и NVMe интерфейсы — оба проверенные и эффективные протоколы.

Основываясь на успешных уже существующих на рынке протоколах, технологическая индустрия может использовать существующие модули PCIe и NVMe, а также существующее тестовое оборудование, экономя на процессах разработки.

SD Express в конечном итоге объединяет самые лучшие и популярные протоколы для съемных накопителей в единый, надежный форм-фактор SD-карты, как показано на рисунке ниже:

 

Благодаря существующей поддержке основных операционных систем и популярности драйверов, поддерживающих PCIe и NVMe, внедрение на рынок SD Express должно быть плавным и успешным.

Благодаря спецификации SD 7.0, SDA расширила границы традиционных карт памяти SD для удовлетворения постоянно растущих потребностей пользователей по всему миру. В дополнение к SD Express, SDA также создала SD Ultra Capacity (SDUC) для расширения потенциальной максимальной емкости карты памяти SD от 2 ТБ до 128 ТБ. Стандарт SD Express может быть реализован на картах памяти SDHC, SDXC или SDUC.

 

Итог

Хотя последовательная и случайная производительность существующего SD интерфейса может быть достаточно хорошей для большинства современных применений, новые приложения потребуют значительного повышения производительности. Такие изменения достижимы благодаря недавно выпущенному стандарту карт SD Express, с использованием его более высокопроизводительных интерфейсов PCIe и NVMe.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *