Карты памяти. 
Внешние запоминающие устройства

Наиболее распространенные типы карт памяти:

CompactFlash (CF), MultiMeda Card, SD Card, Memory Stick, SmartMedia, xD-Picture Card, PC-Card (PCMCIA или ATA-Flash). Существуют и другие портативные форм-факторы флэш-памяти, однако встречаются они намного реже перечисленных.

Флэш-карты (рис. 6) бывают двух типов: с параллельным (parallel) и с последовательным (serial) интерфейсом.

Параллельный:

PC-Card (PCMCIA или ATA-Flash).

CompactFlash (CF).

SmartMedia (SSFDC).

Последовательный:

MultiMedia Card (MMC).

SD-Card (Secure Digital — Card).

Sony Memory Stick.

Рисунок 6. Вид флеш-карты Самым старым и самым большим по размеру следует признать PC Card (ранее этот тип карт назывался PCMCIA [Personal Computer Memory Card International Association]). Карта снабжена ATA контроллером. Благодаря этому обеспечивается эмуляция обычного жесткого диска. В настоящее время флэш-память этого типа используется редко. PC Card бывает объемом до 2GB. Существует три типа PC Card ATA (I, II и III). Все они отличаются толщиной (3,3 5,0 и 10,5 мм соответственно). Все три типа обратно совместимы между собой (в более толстом разъеме всегда можно использовать более тонкую карту, поскольку толщина разъема у всех типов одинакова — 3,3 мм). Питание карт — 3,3 В и 5 В. ATA-flash как правило относится к форм фактору PCMCIA Type I.

Таблица 2. Информация о носителях памяти.

Конструкция карт CompactFlash обеспечивает эмуляцию жесткого диска с АТА интерфейсом. Разъемы Compact Flash расположены на торце карты, электрически и функционально повторяя назначение контактов PCMCIA. Карты Compact Flash поддерживают два напряжения: 3.3 В и 5 В, любая карта SmartMedia (SSFDC — Solid State Floppy Disk Card) 8 из 22-х контактов карты используются для передачи данных, остальные используются для питания микросхемы, управления и несут на себе другие вспомогательные функции.

Толщина карты всего лишь 0,76 мм.

SmartMedia — единственный формат флэш-карт, не имеющий встроенного контроллера.

На карте имеется специальное углубление (в форме кружочка). Если в это место приклеить соответствующей формы токопроводящий стикер, то карта будет защищена от записи.

По сравнению с другими картами флэш-памяти, в которых используется полупроводниковая память, размещенная на печатной плате вместе с контроллером и другими компонентами, SmartMedia устроена очень просто. xD-Picture Card — XD следует расшифровывать как eXtreme Digital. Теоретически емкость карт xD может достигать 8ГБ.

Сообщается, что скорость записи данных на xD будет достигать 3 Мбайт/с, а скорость чтения — 5 Мбайт/с.

Размеры карты: 20×25×1,7 мм. Контакты у XD расположены, так же как и у SmartMedia, на лицевой части карты. Карта разработана в качестве замены SmartMedia и продается по сравнимой со SmartMedia цене (возможно, из-за отсутствия встроенного контроллера), благо чипы для xD-Picture Card производятся Toshiba. Теоретический предел емкости — 8GB.

Карты MMC содержат 7 контактов, реально из которых используется 6, а седьмой формально считается зарезервированным на будущее. По стандарту MMC способна работать на частотах до 20МГц. Карточка состоит из пластиковой оболочки и печатной платы, на которой расположена микросхема памяти, микроконтроллер и разведены контакты.

MultiMedia Card работает с напряжением 2.0 В-3.6 В, однако спецификацией предусматриваются карты с пониженным энергопотреблением — Low Voltage MMC (напряжение 1.6 В-3.6 В).

Стандарт SPI определяет только разводку, а не весь протокол передачи данных. По этой причине в MMC SPI используется подмножество команд протокола MMC. Режим SPI предназначен для использования в устройствах, которые используют небольшое количество карт памяти (обычно одну). преимущество использования режима SPI состоит в возможности использования уже готовых решений, уменьшая затраты на разработку до минимума. Недостаток состоит в потере производительности на SPI системах, по сравнению с MMC.

SD-Card работает с напряжением 2,0 В-3,6 В, однако спецификацией предусматриваются SDLV-карты (SD Low Voltage) с пониженным энергопотреблением (напряжение 1,6 В-3,6 В), кроме того, спецификацией предусмотрены карты толщиной 1,4 мм, без переключателя защиты от записи.

Фактически карточки SD являются дальнейшим развитием стандарта MMC. Флэш-карты SD обратно совместимы с MMC (в устройство с разъемом SD можно вставить MMC, но не наоборот).

Особенных технических инноваций в MemoryStick не заметно, разве что переключатель защиты от записи (Write Protection Switch) выполнен действительно грамотно, да контакты хорошо упрятали.

На питание у MemoryStick отведено 4 из 10 контактов, еще 2 контакта зарезервированы, один контакт используется для передачи данных и команд, один для синхронизации, один для сигнализации состояния шины (может находиться в 4-х состояниях), а один для определения того, вставлена карта, или нет. Карта работает в полудуплексном режиме. Максимальная частота, на которой может работать карта — 20МГц.

Зарезервированные контакты (по непроверенным данным) используются в устройствах на базе интерфейса MemoryStick.

Кроме вышеперечисленных форм-факторов флэш-памяти, флэш так же бывает в виде модулей SIMM и DIMM. Такие модули часто используются в факсимильных аппаратах, принтерах, и т. п.

Часто можно встретить флэш-память в виде устройств, заменяющих обычные жесткие диски (Disk On Module (DOM)-накопители). Такие накопители имеют стандартный интерфейс IDE и используются в устройствах, работающих в экстремальных условиях (повышенная тряска, пыль и т. п.) — там, где обычные жесткие диски, по тем, или иным причинам применять не желательно.

Для переноса данных удобно использовать накопители с интерфейсом USB.

Новый тип внешнего носителя информации для компьютера, появившийся благодаря широкому распространению интерфейса USB (универсальной шины) и преимуществам микросхем Flash памяти. Достаточно большая емкость при небольших размерах, энергонезависимость, высокая скорость передачи информации, защищенность от механических и электромагнитных воздействий, возможность использования на любом компьютере — все это позволило USB Flash Drive заменить или успешно конкурировать со всеми существовавшими ранее носителями информации.

Флэш-память наиболее известна применением в USB флэш-носителях (рис. 7). В основном применяется NAND тип памяти, которая подключается через USB по интерфейсу USB. Данный интерфейс поддерживается всеми ОС современных версий.

Рисунок 7. Флеш-накопитель Благодаря большой скорости, объему и компактным размерам USB флэш-носители полностью вытеснили с рынка дискеты.

Они компактны, легко перезаписывают файлы и имеют большой объем памяти (от 32 Мб до 128 Гб).

Сейчас активно рассматривается возможность замены жестких дисков на флэш_память. В результате компьютер будет включаться мгновенно, а отсутствие движущихся деталей увеличит срок службы. Распространение ограничивает высокая цена за Гб и меньший срок годности, чем у жестких дисков из-за ограниченного количества циклов записи.