Карты с оптической памятью что это
Обновлено: 06.07.2024
Все мы привыкли, что энергонезависимая память — это электронный прибор, работающий на измерении разности токов, будь то резистивные, электромагнитные или обычные ячейки с зарядом. Для работы подобной памяти в составе перспективных оптических и (или) квантовых компьютеров требуется процедура преобразования электрических сигналов в оптические импульсы, а это задержки и потери. Было бы заманчиво создать энергонезависимую память, работающую непосредственно на оптических сигналах. И такая память, похоже, близка к появлению.
Группа исследователей из института Карлсруэ (KIT), университета Мюнстера, Оксфордского и Эксетерского университетов предложила оптическую ячейку памяти на основе вещества с изменяемой фазой состояния. Память PRAM или PCM (Phase change RAM) не является чем-то новым — она давно и достаточных количествах выпускается промышленностью для индустриального, автомобильного и аэрокосмического применения. Однако до сих пор принцип работы PCM опирался на измерение токов при прохождении через кристаллическую или аморфную структуру вещества ячейки. Исследователи создали условия, которые позволили изменять фазовое состояние вещества исключительно с помощью сверхкоротких световых импульсов.
Полностью оптическая энергонезависимая память как для записи, так и для чтения
Физически оптическая память с изменением фазового состояния вещества представляет собой кремний-азотный световод с вкраплением традиционного для памяти PCM материала — халькогенидного соединения GST (Ge2Sb2Te5). Мощный и короткий лазерный импульс расплавляет GST-перегородку, переводя вещество материала в аморфную структуру. Менее мощный импульс с медленным остыванием (этого можно добиться двумя импульсами с коротким промежутком) ведёт к появлению в расплаве GST кристаллической структуры. Аморфная и кристаллическая структуры по-разному пропускают свет, так что в одном случае можно считать «0», в другом — «1». Считывание происходит ещё более слабыми импульсами, которые не оказывают влияние на материал ячейки.
Схематическое изображение перезаписываемого оптического диска — это тоже полностью оптическая энергонезависимая память
Предложенная разработчиками технология годами используется в перезаписываемых оптических дисках CD и DVD, только канал для чтения не сквозной, а работает с отражением. Но принцип и материалы те же. Поэтому рано или поздно кто-нибудь обязательно предложил бы создать оптическую энергонезависимую память на аналогичных принципах. Далее дело за малым — научиться выпускать оптическую энергонезависимую память на штатном оборудовании для выпуска полупроводников.
ГОСТ Р ИСО/МЭК 11693-2010
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАРТЫ С ОПТИЧЕСКОЙ ПАМЯТЬЮ
Identification cards. Optical memory cards. General characteristics
Дата введения 2011-07-01
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ) и Техническим комитетом по стандартизации ТК 22 "Информационные технологии" на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 22 "Информационные технологии"
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО/МЭК 11693:2005* "Карты идентификационные. Карты с оптической памятью. Общие характеристики" (ISO/IEC 11693:2005 "Identification cards - Optical memory cards - General characteristics").
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
6 Некоторые положения международного стандарта, указанного в пункте 4, могут являться объектами патентных прав. Международная организация по стандартизации (ИСО) и Международная электротехническая комиссия (МЭК) не несут ответственности за идентификацию подобных патентных прав
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
Введение
Настоящий стандарт входит в комплекс стандартов, устанавливающих требования к параметрам карт с оптической памятью и использованию этих карт для хранения цифровых данных и обмена этими данными.
Стандарты этого комплекса учитывают существование различных методов записи и считывания информации на картах с оптической памятью, характеристики которых определяются используемым методом записи. В общем случае указанные методы не совместимы друг с другом. Поэтому стандарты разработаны с учетом того, чтобы различные методы записи могли быть описаны аналогичным образом.
Настоящий стандарт устанавливает общие требования ко всем типам карт с оптической памятью. Характеристики карт, относящиеся к конкретным методам записи, приведены в соответствующих стандартах, которые определяют степень их соответствия данному базовому стандарту, а также устанавливают дополнительные требования и/или заменяют требования настоящего стандарта.
Международный стандарт ИСО/МЭК 11693:2005 подготовлен подкомитетом N 17 "Карты и идентификация личности" совместного технического комитета N 1 ИСО/МЭК "Информационные технологии".
Сноска в тексте стандарта, выделенная курсивом, приведена для пояснения текста оригинала.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает требования, необходимые для хранения данных на картах, считывания данных с карт, а также для обеспечения физической, оптической и информационной взаимозаменяемости карт с оптической памятью в системах обработки информации.
Стандарт определяет общие характеристики карт с оптической памятью, включая материалы, конструкцию, свойства, размеры, а также нормальные климатические условия испытаний, применяемые для всех типов карт с оптической памятью независимо от используемого метода записи.
Целью настоящего стандарта является предоставление необходимой информации изготовителям, эмитентам и пользователям карт, заинтересованным в обмене цифровой информацией с помощью карт с оптической памятью.
Настоящий стандарт может служить руководством компаниям, планирующим разработку оборудования и систем для карт с оптической памятью. Содержание данных и использование карт зависят от приложений, разрабатываемых каждой отраслевой группой.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты*:
Следует применять последние издания указанных стандартов, включая все последующие изменения.
* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.
ИСО/МЭК 7810 Карты идентификационные. Физические характеристики (ISO/IEC 7810, Identification cards - Physical characteristics)
ИСО/МЭК 7816-1 Карты идентификационные. Карты на интегральной(ых) схеме(ах) с контактами. Часть 1. Физические характеристики (ISO/IEC 7816-1, Identification cards - Integrated circuit(s) cards with contacts - Part 1: Physical characteristics)
ИСО/МЭК 10373-1 Карты идентификационные. Методы испытаний. Часть 1. Общие характеристики (ISO/IEC 10373, Identification cards - Test methods - Part 1: General characteristics tests)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.
3.1 оптическая зона (accessible optical area): Область на карте с оптической памятью, пригодная для доступа пучка считывания и/или записи с применяемой оптической системы.
3.2 фоновая отражательная способность (background reflectivity): Отражательная способность не подвергавшегося ни записи, ни форматированию участка оптической зоны при заданной длине волны, измеряемая через прозрачный слой посередине между смежными направляющими дорожек.
3.3 фоновая пропускательная способность (background transmissivity): Пропускательная способность не подвергавшегося ни записи, ни форматированию участка оптической зоны при заданной длине волны, измеряемая сквозь карту в положении, пригодном для считывания и/или записи.
3.4 диаметр пучка (beam diameter): Диаметр пучка лазерного излучения, соответствующий уровню мощности , измеренный на поверхности оптического слоя.
3.5 двойное лучепреломление (birefringence): Свойство материала, из-за которого он по-разному преломляет волны падающего света разной поляризации.
Примечание - В двояколучепреломляющем материале показатель преломления, наблюдаемый по световому лучу, проходящему через материал, является анизотропным, т.е. зависит от направления распространения и плоскости поляризации световых волн.
См. термин "оптическая разность хода".
3.6 карточный считыватель (card drive): Записывающее и/или считывающее устройство, которое записывает и/или извлекает информацию, находящуюся на карте с оптической памятью.
3.7 появление ложного сигнала (drop in): Ошибка, возникающая при сохранении на карте с оптической памятью и/или извлечении из нее информации, обнаруживаемая по считыванию двоичной цифры, ранее не записываемой и/или не форматируемой.
3.8 пропадание сигнала (drop out): Ошибка, возникающая при сохранении на карте с оптической памятью и/или извлечении из нее информации, обнаруживаемая по несчитыванию ранее записанной и/или сформатированной двоичной цифры.
3.9 входная поверхность (entry face): Поверхность карты, являющаяся первой, на которую падает пучок оптического излучения при считывании и/или записи.
3.10 выходная поверхность (exit face): Поверхность карты, из которой выходит пучок оптического излучения при считывании и/или записи.
3.11 длительность экспозиции (exposure time): Период времени, в течение которого материал освещается или облучается. Для карты с оптической памятью - это период времени, в течение которого лазер включен при записи каждого бита.
3.12 формат (format): Информация, записанная и/или отформатированная на карте до начала ее применения, чтобы во время применения карты предоставить карточному считывателю справочную информацию.
Примеры - Направляющая дорожки, адрес дорожки, адрес сектора, блок обнаружения ошибок адреса(ов), синхронизирующие метки.
3.13 оптический слой (optical layer): Специальный слой на карте с оптической памятью, расположенный между прозрачным и защитным слоями и содержащий специальный материал, позволяющий осуществлять с помощью оптических средств запись и/или последующее считывание цифровых данных.
3.14 карта с оптической памятью (optical memory card): Карта, имеющая оптическую зону, где можно записывать и/или считывать цифровые данные, используя энергию внешнего оптического излучения.
3.15 оптическая длина пути (1) (optical path length (1)): Фактическая длина пути от поверхности карты до поверхности оптического слоя и обратно, умноженная на показатель преломления прозрачного слоя (при записи и/или считывании с помощью отражения).
3.16 оптическая длина пути (2) (optical path length (2)): Сумма произведений физической длины пути на показатель преломления, вычисленный для всех составных частей карты, пересекаемых пучком оптического излучения между входной и выходной поверхностями (при записи и/или считывании с помощью пропускания).
3.17 оптическая разность хода (optical retardation): Разность оптических длин путей двух плоскополяризованных во взаимно перпендикулярных направлениях волн, возникающая после их прохождения через двояколучепреломляющий материал, связанная с данным направлением распространения.
Примечание - Оптическую разность хода обычно измеряют в нанометрах.
3.18 оптическая разность хода при двойном прохождении (double pass optical retardation): Оптическая разность хода, измеренная после падения и отражения волн через прозрачный слой карты с оптической памятью.
3.19 предварительно отформатированные данные (preformatted data): Данные, относящиеся к процессу изготовления карты.
3.20 защитный слой (protective layer): Материал карты с оптической памятью, прилегающий к оптическому слою со стороны, противоположной прозрачному слою, обеспечивающий его защиту и механическую прочность.
Примечание - Защитный слой может быть прозрачным.
3.21 длительность импульса (pulse width): Период времени, в течение которого лазер генерирует энергию в процессе записи.
См. термин "длительность экспозиции".
3.22 мощность пучка считывания (read power): Мощность лазерного излучения, используемая для считывания данных, находящихся в оптической зоне.
Примечание - Мощность пучка считывания обычно выражают в милливаттах.
3.23 максимальная мощность пучка считывания (maximum read power): Наибольшая при заданных длине волны, размере пучка и линейной скорости носителя записи мощность пучка считывания, которая может быть использована для считывания данных, находящихся в оптической зоне, без ее повреждения.
3.24 отражательная способность (reflectivity): Отношение интенсивности отраженного света к интенсивности падающего света при заданной длине волны, измеряемое при нормальном падении света на карту с оптической памятью через прозрачный слой.
Примечание - Отражательную способность обычно выражают в процентах.
3.25 направляющие дорожек (track guide): Предварительно создаваемые линии, обычно с низкой отражательной способностью, между которыми записывают данные.
3.26 пропускательная способность (transmissivity): Отношение интенсивности прошедшего света к интенсивности падающего света при заданной длине волны, измеряемое в определенном положении записи и/или считывания.
Примечание - Пропускательную способность обычно выражают в процентах.
3.27 прозрачный слой (transparent layer): Специальный слой карты с оптической памятью, через который проходит пучок оптического излучения для записи и/или считывания цифровых данных.
3.28 мощность пучка записи (write power): Номинальная мощность лазерного излучения, необходимая для записи информации в оптической зоне при заданных длине волны, размере пучка и линейной скорости носителя записи.
3.29 размер пятна записанных данных (written data spot size): Эффективный диаметр оптически измененного (в результате записи бита) участка оптического слоя.
Если вы думаете, что при покупке карт памяти для своих гаджетов нужно смотреть только на поддерживаемый формат и объём, придётся вас расстроить. Учитывать следует как минимум пять важных моментов.
Для большинства людей microSD — это лишь форм-фактор, но на самом деле это не так. Вы без проблем сможете вставить любую microSD-карту в стандартный слот, но далеко не каждая из них будет работать, поскольку карты различаются по множеству признаков.
Всего существует три различных формата SD, доступных в двух форм-факторах (SD и microSD):
SD (microSD) — накопители объёмом до 2 ГБ, работают с любым оборудованием;
SDHC (microSDHC) — накопители от 2 до 32 ГБ, работают на устройствах с поддержкой SDHC и SDXC;
SDXC (microSDXC) — накопители от 32 ГБ до 2 ТБ (на данный момент максимум 512 ГБ), работают только на устройствах с поддержкой SDXC.
Как видите, обратной совместимости у них нет. Карты памяти нового формата на старом оборудовании работать не будут.
Заявленная производителем поддержка microSDXC не означает поддержку карт этого формата с любым объёмом и зависит от конкретного устройства. Например, HTC One M9 работает с microSDXC, но официально поддерживает только карты до 128 ГБ включительно.
С объёмом накопителей связан ещё один важный момент. Все карты microSDXC используют по умолчанию файловую систему exFAT. Windows поддерживает её уже более 10 лет, в OS X она появилась начиная с версии 10.6.5 (Snow Leopard), в Linux-дистрибутивах поддержка exFAT реализована, но «из коробки» работает далеко не везде.
Высокоскоростной интерфейс UHS
Карты форматов SDHC и SDXC могут поддерживать интерфейс Ultra High Speed, который при наличии аппаратной поддержки на устройстве обеспечивает более высокие скорости (UHS-I до 104 МБ/с и UHS-II до 312 МБ/с). UHS обратно совместим с более ранними интерфейсами и может работать с не поддерживающими его устройствами, но на стандартной скорости (до 25 МБ/с).
Классификация скорости записи и чтения microSD-карт так же сложна, как их форматы и совместимость. Спецификации позволяют описывать скорость карт четырьмя способами, и, поскольку производители используют их все, возникает большая путаница.
К классу скорости (Speed Class) привязана минимальная скорость записи на карту памяти в мегабайтах в секунду. Всего их четыре:
Class 2 — от 2 МБ/с;
Class 4 — от 4 МБ/с;
Class 6 — от 6 МБ/с;
Class 10 — от 10 МБ/с.
У карт, работающих на высокоскоростной шине UHS, пока всего два класса скорости:
Class 1 (U1) — от 10 МБ/с;
Class 3 (U3) — от 30 МБ/с.
Поскольку в обозначении класса скорости используется минимальное значение записи, то теоретически карта второго класса вполне может быть быстрее карты четвёртого. Хотя, если это будет так, производитель, скорее всего, предпочтёт более явно указать этот факт.
Класса скорости вполне достаточно для сравнения карт при выборе, но некоторые производители помимо него используют в описании максимальную скорость в МБ/с, причём чаще даже не скорость записи (которая всегда ниже), а скорость чтения.
Обычно это результаты синтетических тестов в идеальных условиях, которые недостижимы при обычном использовании. На практике скорость зависит от многих факторов, поэтому не стоит ориентироваться на эту характеристику.
Ещё один вариант классификации — это множитель скорости, подобный тому, который использовался для указания скорости чтения и записи оптических дисков. Всего их более десяти, от 6х до 633х.
Множитель 1х равен 150 КБ/с, то есть у простейших 6х-карт скорость равна 900 КБ/с. У самых быстрых карт множитель может быть 633х, что составляет 95 МБ/с.
Правильно выбирать карту с учётом конкретных задач. Самая больша́я и самая быстрая не всегда лучшая. При определённых сценариях использования объём и скорость могут оказаться избыточными.
При покупке карты для смартфона объём играет большую роль, чем скорость. Плюсы большого накопителя очевидны, а вот преимущества высокой скорости передачи на смартфоне практически не ощущаются, поскольку там редко записываются и считываются файлы большого объёма (если только у вас не смартфон с поддержкой 4K-видео).
Камеры, снимающие HD- и 4K-видео, — это совсем другое дело: здесь одинаково важны и скорость, и объём. Для 4K-видео производители камер рекомендуют использовать карты UHS U3, для HD — обычные Class 10 или хотя бы Class 6.
Для фото многие профессионалы предпочитают пользоваться несколькими картами меньшего объёма, чтобы минимизировать риск потери всех снимков в форс-мажорных обстоятельствах. Что до скорости, то всё зависит от формата фото. Если вы снимаете в RAW, есть смысл потратиться на microSDHC или microSDXC класса UHS U1 и U3 — в этом случае они раскроют себя в полной мере.
Как бы банально это ни звучало, но купить подделку под видом оригинальных карт сейчас проще простого. Несколько лет назад SanDisk заявляла, что треть карт памяти SanDisk на рынке является контрафактной. Вряд ли ситуация сильно изменилась с того времени.
Чтобы избежать разочарования при покупке, достаточно руководствоваться здравым смыслом. Воздерживайтесь от покупки у продавцов, не заслуживающих доверия, и остерегайтесь предложений «оригинальных» карт, цена которых значительно ниже официальной.
Злоумышленники научились подделывать упаковку настолько хорошо, что порой её бывает очень сложно отличить от оригинальной. С полной уверенностью судить о подлинности той или иной карты можно лишь после проверки с помощью специальных утилит:
H2testw — для Windows;
F3 — для Mac и Linux.
Если вы уже сталкивались с потерей важных данных из-за поломки карты памяти по той или иной причине, то, когда дело дойдёт до выбора, вы, скорее всего, предпочтёте более дорогую карту известного бренда, чем доступный «ноунейм».
Помимо большей надёжности и сохранности ваших данных, с брендовой картой вы получите высокую скорость работы и гарантию (в некоторых случаях даже пожизненную).
Теперь вы знаете об SD-картах всё, что необходимо. Как видите, есть много вопросов, на которые вам придётся ответить перед покупкой карты. Пожалуй, наилучшей идеей будет иметь различные карты для различных нужд. Так вы сможете использовать все преимущества оборудования и не подвергать свой бюджет лишним расходам.
Кто владеет информацией, тот владеет миром. А что делать, если различные устройства (например, планшеты, смартфоны, видеорегистраторы, цифровые фото-/видеокамеры и т.д.) обладают маленькой внутренней памятью и ее зачастую недостаточно, чтобы использовать большой объем полезной информации? В решении этой проблемы приходят на помощь разнообразные карты памяти. В данной статье мы рассмотрим каких типов бывают карты памяти и как не ошибиться в их выборе.
- SD (Secure Digital Memory Card)
SD-карты – самые большие карты памяти по размеру, используются в цифровых видеокамерах и фотоаппаратах, навигаторах, а также другой аппаратуре. Многие ноутбуки и нетбуки оснащены слотом (разъемом) для такого флеш-накопителя, что очень удобно при переносе фотографий и видео с фотокамеры на ноутбук.
- microSD (micro Secure Digital Memory Card)
microSD-карты обладают сверхкомпактными размерами, используются в более миниатюрных устройствах. Так, большинство современных мобильных телефонов, смартфонов и коммуникаторов оснащаются разъемом для подключения microSD-карты. А с помощью специальных адаптеров (переходников) карты microSD можно вставлять в любой слот для обычной SD-карты.
Основные типы SD и microSD карт
SD-карты делятся на определенные типы: SD, SDHS, SDХC. Они отличаются емкостными характеристиками, совместимостью с различными устройствами, а также файловой системой.
SD (Secure Digital Memory Card)
Совместимость (устройства поддерживаемые указанные форматы, которые совместимы с данным типом карт памяти)
от 128MБ дo 2ГБ
SDHC (SD High Capacity - Высокая Емкость)
от 4 ГБ дo 32ГБ
SDХC (SD eXtended Capacity - Расширенна Емкость)
от 64 ГБ дo 2 ТБ
Ultra High Speed, Фаза I (UHS-I) - интерфейс шины, повышающей скоростные характеристики полупроводникового носителя. Причем максимальная скорость достигается именно в том случае, когда и карта и принимающее устройство поддерживают протокол обмена данными - UHS. В зависимости от режима работы пропускная способность шины UHS-I составляет до 50 Мбайт/с (запись) и 104 Мбайт/с (чтение).
Вопрос совместимости
Перед покупкой карты памяти, очень важно убедиться, что выбранный тип карты подходит к Вашему оборудованию. Устройство должно поддерживать определенный формат - см. таблицу:
Хост-устройства/Картридеры
SDXC / microSDXC, SDHC / microSDHC, SD / microSD
SDHC / micro SDHC, SD / microSD
SD-карты будут работать во всех устройствах поддерживающих SD, SDHC, или SDXC
SDHC-карты не имеют обратной совместимости с устройствами, которые принимают только SD-карты. Большинство ридеров и принимающих устройств, произведенных после 2008 года должны быть SDHC совместимыми.
SDХC-карты не имеют обратной совместимости с устройствами, которые принимают SD-карты и SDHC-карты. Большинство принимающих устройств, произведенных после 2010 года должны быть совместимы с SDXC-картами.
Классы SD microSD карт
Выбирая накопитель для цифрового устройства, не достаточно принимать во внимания лишь тип и объем для хранения информации. Необходимо обязательно учитывать класс SD-карт. В последнее время сами производители оборудования четко и ясно в спецификации указывают, какой класс карты памяти необходим для оптимальной работы устройства.
Что же такое класс у карт памяти? Все очень просто, класс скорости — это информация о минимальной скорости записи на карту памяти. Другими словами, чем выше класс карты памяти, тем быстрее можно записывать и сохранять объемную информацию, воспроизводить большие аудио и видео файлы без остановки и прерывания звука.
Основные классы – это class 2, class 4, class 6 и class 10. Число здесь обозначает скорость в Мбайт/с. Рядовому пользователю, который, к примеру, не увлекается видеосъемкой в высоком разрешении, слишком высокая скорость может попросту не потребоваться. Но для профессионалов скорость имеет приоритетное значение! Именно для требовательной фото- и видеоаппаратуры были разработаны карты стандарта UHS (Ultra High Speed).
Читайте также: