Come funziona una scheda di memoria Sd e Microsd ?

Molti computer portatili e dispositivi mobili che si possono acquistare oggi hanno slot integrati per schede di memoria Secure Digital, di solito chiamate semplicemente schede SD. Una scheda SD è un dispositivo di memorizzazione che ha molte caratteristiche utili a seconda di come e dove viene utilizzata.

È possibile aggiungere una scheda SD a un piccolo dispositivo, come un telefono cellulare, per estendere lo spazio di memorizzazione disponibile per suonerie, testi, applicazioni, musica e altri dati.
Quando una scheda SD nella fotocamera si riempie di foto e video, è possibile sostituirla con una scheda SD vuota invece di cancellare i file.
È possibile salvare i file su una scheda SD per trasferirli tra i dispositivi o darli a qualcun altro.

Le schede SD sono conformi agli standard sviluppati e mantenuti dalla Secure Digital Association. Panasonic, SanDisk e Toshiba hanno costituito la SD Association nel gennaio 2000 con l’obiettivo di sviluppare e promuovere standard per la memorizzazione di memorie flash. La tecnologia di SanDisk, già leader mondiale nei prodotti di memoria flash, è diventata un modello per i nuovi standard.

Con sede a San Ramon, California, l’associazione SD non produce e non commercializza prodotti in proprio. Tuttavia, più di 1.000 membri dell’associazione, principalmente i principali produttori di elettronica di tutto il mondo, contribuiscono attualmente ai continui miglioramenti degli standard SD. Questi standard coprono le schede SD stesse, così come l’hardware e i driver dei dispositivi utilizzati per leggere e scrivere su di esse.

Potreste aver usato altre parole, come memory card o memoria flash, per descrivere le schede SD.La parola memoria, tuttavia, potrebbe essere fuorviante per alcune persone, dato che viene usata anche per parlare di Random Access Memory (RAM), che ha uno scopo completamente diverso nell’informatica. La parola flash descrive il modo in cui i dati vengono salvati sul materiale a stato solido all’interno della scheda SD, che si può leggere in “Come funziona la memoria flash“. Qui useremo il termine scheda SD, poiché si tratta di un dispositivo di memoria flash conforme allo standard SD e con il marchio della SD Association.

In questo articolo, parleremo dei vari fattori di forma, capacità e velocità della SD e daremo uno sguardo alle caratteristiche, ai vantaggi e alle sfide delle schede Secure Digital. Cominciamo con i tipi di schede SD disponibili oggi.

Tipi di schede SD

A prima vista, una scheda SD è un piccolo oggetto piatto, rettangolare, con una tacca lungo un bordo e dei fogli di rame, chiamati pin, incastonati da un lato lungo un altro bordo. Ma ci sono alcuni fattori di forma diversi. Ecco le dimensioni fisiche che vedrete per le schede SD:

32 x 24 millimetri, 2,1 millimetri di spessore – Questa è la dimensione più comune che vedrete. Questa dimensione ha nove pin e dispone di un interruttore di protezione da scrittura su un lato per passare dallo stato di sola lettura a quello di lettura-scrittura.
20 x 21,5 millimetri, spessore 1,4 millimetri – Questa è la versione “mini” con 11 pin, ed è meno comune delle altre due dimensioni.
15 x 11 millimetri, spessore 1 millimetro – Questa è la versione “micro” con otto pin. Essendo così piccola, questa dimensione è diventata popolare nei dispositivi mobili come gli smartphone.

Non è solo la composizione fisica della scheda ad essere standardizzata. Anche le schede SD sono disponibili in diverse capacità. Questi sono i formati di capacità per le schede SD elencati in ordine dal più vecchio al più recente:

SD – Formato standard con un massimo di 2 GB per scheda, disponibile in tutte e tre le dimensioni.
SDHC – Formato ad alta capacità con 4 a 32 GB per scheda, disponibile in tutti e tre i formati.
SDXC – formato a capacità estesa con 32 GB a 2 TB per scheda, disponibile solo nei formati più grandi e micro.

Si tratta di tre formati di capacità, ciascuno in due o tre dimensioni. Per leggere e scrivere i dati sulla scheda, è necessario un hardware per la lettura della scheda in grado di gestire sia il fattore di dimensione che la classe di capacità indicata. Inoltre, se si utilizza una scheda di dimensioni mini o micro, ma si dispone di un lettore di grandi dimensioni, è possibile inserire la scheda più piccola in un adattatore speciale a forma di scheda più grande. Alcuni produttori di schede SD vendono anche schede microSDHC insieme ad adattatori di dimensioni SDHC per facilitare lo spostamento delle schede tra i dispositivi.

È qui che bisogna essere prudenti. Ad esempio, se si dispone di una vecchia fotocamera digitale che prende schede di formato SD, una scheda SDHC potrebbe non funzionare, anche se si inserisce nella fotocamera. Controllate le vostre specifiche hardware per scoprire quali formati di capacità supportano il vostro dispositivo. Poi cercate le schede con i loghi SD che corrispondono alla combinazione capacità-dimensione di cui avete bisogno.

Oltre a questi tipi di schede SD, c’è un’altra classificazione che potreste voler sapere quando acquistate una scheda SD: la sua velocità. Diamo quindi un’occhiata a quali attività richiedono una maggiore velocità della scheda SD e come la SD Association classifica le schede in base alla velocità.

Classe di velocità e classe di velocità UHC

Un’altra misura che vedrete su una scheda SD è la sua velocità. La velocità non è molto importante se si tratta solo di memorizzare file o di scattare fotografie. Tuttavia, la velocità è molto importante quando si tratta di scattare e riprodurre video, in particolare in alta definizione (HD). Quando si dispone di una scheda SD ad alta velocità, è possibile catturare video di migliore qualità con una riproduzione più fluida.

La SD Association ha due standard associati alla velocità: Speed Class e Ultra High Speed Class (UHS). Questi due standard non sono compatibili, quindi assicuratevi di utilizzare lo standard appropriato per il vostro dispositivo di registrazione. Diamo un’occhiata più da vicino ad ogni classe e a come determinare di quali velocità è capace una scheda SD.

La classe di velocità si applica a tutte le schede SD. Vedrete la classe di velocità di una scheda SD accanto al suo logo SD come un numero all’interno di una forma circolare a “C”. Di seguito sono riportate le classi di velocità definite dall’associazione SD e le schede, nonché le qualità di registrazione e riproduzione video solitamente associate a tali classi:

2 – Definizione standard (SD), velocità massima di 12,5 MB al secondo
6 o 4 – HD (720p, 1080i, 1080p), velocità massima 25 MB al secondo
10 – Full HD (1080p), velocità massima di 25 MB al secondo

La classe di velocità Ultra High Speed (UHS) è disponibile in schede SD che presentano l’interfaccia bus UHS-I. Ciò significa che la scheda SD ha una circuiteria progettata per leggere e scrivere in memoria a velocità fino a 312 MB al secondo. Una confezione di una scheda SD UHS SD potrebbe presentare la classe di velocità più una classe aggiuntiva, scritta come numero all’interno di una forma a “U”. Sulla scheda stessa, però, la classe di velocità UHS è indicata dal numero romano “I” a destra del logo SD.

Ora che siete aggiornati sulle velocità e le capacità della scheda SD, vediamo cosa rende le schede Secure Digital “sicure”.

La sicurezza in Secure Digital

Cosa rende sicura una scheda di memoria Secure Digital? Tutte le schede SD sono protette da copyright per i tipi di dati standard SD. Questo permette ai distributori commerciali di mettere musica o altri media sul dispositivo in modo che sia protetto da copie illegali. La tecnologia alla base di questa caratteristica della scheda SD si chiama Content Protection for Recordable Media (CPRM).

La CPRM è stata sviluppata dalla 4C Entity, LCC, l’organizzazione che gestisce le licenze di protezione del copyright per IBM, Intel e i co-fondatori di SD Panasonic e Toshiba. La 4C Entity ha anche sviluppato la relativa tecnologia Content Protection for Pre-recorded Media (CPPM), che si riferisce al formato DVD-Audio per la musica. CPRM e CPPM sono generalmente associati ai formati flash e DVD media.

Il CPRM non si applica automaticamente solo perché si utilizza una scheda SD. Affinché i dati siano protetti con il CPRM, il dispositivo che sta scrivendo i dati deve prima creare un Media Identifier e un Media Key Block (MKB) sulla scheda SD. Il Media Identifier e l’MKB vengono scritti su una porzione fisica della scheda SD nota come Area Protetta. I dati memorizzati nell’Area Protetta sono inaccessibili attraverso il file system della scheda SD, ma qualsiasi dispositivo abilitato al CPRM che legge la scheda SD può utilizzarla per operazioni di protezione dei contenuti.

Per proteggere i dati con il CPRM, un dispositivo utilizza il Media Identifier e MKB per codificare i dati mentre vengono scritti sulla scheda SD. Per leggere i dati, un dispositivo abilitato al CPRM accede al Media Identify e MKB e li usa per decodificare i dati mentre vengono letti dalla scheda SD. Pertanto, anche se si copiano i file protetti da CPRM dal file system della scheda SD, non sarà possibile leggerli al di fuori della scheda SD.

Oltre al CPRM, c’è un’altra caratteristica di sicurezza che noterete sulle schede SD 32 x 24 millimetri (SD, SDHC e SHXC): un blocco di protezione da scrittura. Il blocco è un piccolo cursore lungo un lato della scheda SD. In posizione sbloccata, è possibile leggere e scrivere sulla scheda SD come si farebbe con una chiavetta USB o qualsiasi altro dispositivo di memorizzazione in lettura-scrittura. In posizione bloccata, la scheda SD non permetterà alcuna modifica al suo file system, rendendola un dispositivo di sola lettura. Si potrebbe utilizzare questa funzione se si teme di sovrascrivere accidentalmente i dati di una fotocamera, ad esempio, durante la lettura della scheda SD sul proprio computer portatile o desktop.

Finora ci siamo concentrati sulla capacità, la velocità e la sicurezza associate alle schede SD. Nella pagina successiva, togliamo il coperchio di plastica e diamo un’occhiata alla tecnologia all’interno.

cosa c’è All’interno della scheda SD

Una scheda SD è un dispositivo a stato solido. Ciò significa che non ha parti mobili per funzionare. Questo è un grande miglioramento rispetto ai vecchi dispositivi di memorizzazione portatili. I floppy disk, per esempio, avevano dischi fragili all’interno che giravano ad alta velocità e che erano soggetti a perdita di dati quando erano posizionati vicino a campi magnetici. I CD e i DVD sono più grandi e meno durevoli e la loro capacità di memorizzazione si degrada rapidamente con molte riscritture. I componenti di una scheda SD fanno parte della sua circuiteria, e la sua confezione è piccola e durevole rispetto a questi predecessori.

All’interno della scheda SD è presente un circuito che include la memoria flash. Anche se ogni scheda SD è conforme agli standard per il fattore di forma, la capacità, la velocità e l’interfaccia comune di ingresso/uscita, diversi produttori di schede SD adottano approcci diversi nella progettazione della memoria flash e dei componenti di supporto all’interno.

In conformità con gli standard, ogni scheda SD viene fornita formattata con un file system File Allocation Table (FAT), che è compatibile con quasi tutti i sistemi operativi che potrebbero voler accedere ai file in quel sistema. Occasionalmente, potrebbe essere necessario riformattare una scheda SD, sia per “azzerare” i dati per una pulizia completa di tutti i dati, o per recuperare il file system dopo una corruzione, che potrebbe accadere quando si rimuove la scheda durante le operazioni critiche di lettura-scrittura. Quando è necessario riformattare, la SD Association raccomanda di utilizzare il suo software SD Formatter disponibile qui. Uno dei motivi è che i formattatori di dischi di terze parti potrebbero non tenere conto dell’Area Protetta utilizzata nelle funzioni CPRM della scheda SD.

Finora abbiamo esaminato l’hardware della scheda SD e l’aspetto tecnico del suo funzionamento. Successivamente, scopriamo alcune delle sfide che si presentano quando si utilizzano schede SD e lettori di schede.

Sfide nell’uso dell’hardware SD

Le schede SD hanno molto da offrire. Sono piccole, durevoli e possono essere utilizzate in migliaia di dispositivi. Hanno però alcuni problemi e svantaggi.

Uno degli inconvenienti riguarda i limiti noti della tecnologia di memoria flash. Secondo Toshiba, l’azienda che ha inventato la tecnologia, le celle di memoria nella scheda SD a stato solido possono passare solo attraverso circa 10.000 cicli di scrittura/cancellazione prima che l’hardware non sia in grado di conservare o aggiornare i propri dati. Anche se questa è una limitazione provata, raramente può essere un problema importante per voi, poiché equivale a scrivere e cancellare completamente l’intero contenuto della scheda una volta al giorno, ogni giorno per 27 anni. [fonte: Toshiba]

Forse più importanti della durata della vita dei dati sono le sfide della gestione delle carte fisiche. Anche se ogni scheda SD è robusta, può cadere da una tasca, scivolare in fessure strette, perdersi in una pila di carte, o essere irrimediabilmente danneggiata quando viene calpestata o immersa in un liquido. Far scivolare la scheda SD dentro e fuori da un lettore di schede può essere anche difficile, soprattutto per le schede di piccole e micro dimensioni. Se la scheda SD sporge dal dispositivo in cui si sta utilizzando, fare attenzione anche quando si sposta il dispositivo. Per affrontare queste sfide, maneggiate sempre la scheda con attenzione, siate consapevoli di dove si trova mentre la usate e proteggetela tra un utilizzo e l’altro.

Un’altra sfida con le schede SD è assicurarsi di avere il tipo giusto per il proprio dispositivo. La scelta della dimensione necessaria è facile; di solito basta guardare uno slot per schede SD e sapere quale delle tre dimensioni è richiesta. Tuttavia, è anche necessario selezionare la capacità e la velocità compatibili con il dispositivo. Questo può essere complicato quando si guarda un muro di schede SD in un negozio e si cerca di selezionare quella che offre il massimo per il proprio denaro. Questa sfida si affronta al meglio con la conoscenza di quali schede SD il vostro dispositivo è in grado di gestire, sia minimo che raccomandato, e come sono i loghi SD per lo standard di cui avete bisogno: SD, miniSD, microSD, SDHC, miniSDHC, microSDHC, microSDHC, SDXC e microSDXC.

Un’ultima sfida con le schede SD è qualcosa da cui non si può sfuggire, indipendentemente dalla tecnologia utilizzata: la tendenza dei vecchi standard a diventare obsoleti e di quelli più recenti a sostituirli. Per una scheda SD stessa, questo è un problema minore in quanto i lettori di schede più recenti possono leggere le schede più vecchie. Sono i dispositivi che utilizzano schede SD che presentano la sfida più grande. Per continuare a utilizzare un dispositivo più vecchio, è necessario trovare schede che siano conformi ai vecchi standard. SD non ha ancora ritirato gli standard, però, quindi cercate le schede standard più vecchie per un po’ di tempo.

Il futuro delle schede SD

Con il boom della tecnologia delle schede SD in migliaia di dispositivi, è naturale concludere che le schede SD saranno in circolazione per gli anni a venire. L’Associazione SD continua ad espandersi sulle schede SD, incorporando nuovi standard mentre i produttori contribuiscono a migliorare la tecnologia di memoria flash. A partire da questa scrittura, l’UHS-II era in fase di sviluppo per standardizzare velocità di lettura-scrittura ancora più elevate per le schede SD.

Con così tanti dispositivi che aggiungono lettori di schede SD, i produttori hanno chiesto: “Puoi usare quello slot per altre cose oltre alla memoria flash? L’interfaccia hardware fornisce sia l’alimentazione che lo scambio di dati per le schede SD, quindi sembra ragionevole supporre che possa fare di più che leggere e scrivere dati. Riconoscendo questa richiesta, la SD Association ha sviluppato l’interfaccia per schede SDIO. Aggiungendo un’interfaccia per schede SDIO ad un dispositivo, i produttori possono adattare il dispositivo per l’uso in un lettore di schede SD esistente.

Ecco solo alcune delle funzionalità coperte dallo standard di interfaccia per schede SDIO:

Connettività senza fili tramite Wi-Fi 802.11b o Bluetooth
Acquisizione dei media attraverso telecamere e registratori vocali
Scanner e lettori di codici a barre
Sintonizzatori TV e radio

Un piccolo e sorprendente dispositivo che sfrutta i vantaggi di SDIO è la scheda Eye-Fi. Fondata nel 2005, Eye-Fi, Inc. dispone di una tecnologia in attesa di brevetto che può trasformare lo slot della scheda SD della fotocamera in un portale per il caricamento delle foto direttamente sul Web. La scheda Eye-Fi include una radio Wi-Fi e un software progettato per connettersi a una rete Wi-Fi, e quindi utilizzare tale connessione per caricare le foto sul computer o su un sito web di condivisione di foto come Flickr o Facebook.

In breve, il futuro delle schede SD appare luminoso grazie all’ampia adozione degli standard SD e ai continui miglioramenti ed espansioni di tali standard. Inoltre, il costo delle schede SD sembra essere più ragionevole nel tempo, con la concorrenza del marchio che tiene sotto controllo i prezzi. Per maggiori informazioni sulle schede di memoria Secure Digital, collegatevi alla pagina successiva.

Ultimo aggiornamento 2020-10-20 / Link di affiliazione / Immagini da Amazon Product Advertising API

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