SD卡通识篇

SD卡(Secure Digital Memory Card)中文可以叫安全数位卡、实际上多叫内存卡或存储卡,是一种存储卡,主要用于便携式设备上,常见的有数码相机、手机、掌机等


从上往下:SD、miniSD、MicroSD

SD卡不是安全数字联盟批准的唯一的存储卡标准,其他标准还有:

  • miniSD
  • microSD(TransFlash)也是我们常用在手机里的TF卡

随着microSD取代了miniSD,最新的两种外形尺寸被广泛使用:

容量

最早的SD卡容量很小,随着时代发展,更多新的标准被制定,更大的容量也被不断提出

SD卡目前根据容量不同分为五个系列:

  • SD标准容量: ≤ 2GB
  • SDHC高容量: >2 GB–32 GB
  • SDXC扩展容量: >32 GB–2 TB
  • SDUC超容量: >2 TB–128 TB​

总线速度

较新的SD卡系列通过提高总线速率来提高卡的速度

这边需要注意的是,总线速度≠读写速度,从SD卡读取或写入数据的时候,数据流在总线上传输,实际上对总线的利用率非常低。假如现在总线传输速度为100MB/s,但是实际上SD卡的读写速度只到了10MB/s,那么这个数据量根本不能跑满总线的带宽。这边我们看几个磁盘在总线中传输速度的采样:

可以看出利用率非常小。但是提高总线的速度是非常有必要的,就像一条2车道的路和一条8车道的路,可能走车辆少的情况下差不了太多,但是一旦稍微有些车流量的情况下,8车道肯定是更加畅通无阻

速度

SD卡速度通常由顺序读取或写入速度来评估,相当于读取大文件(读取小文件性能就差很多)。最早的SD卡的速度是按照“×”来计算的,比如6×、16×这样的(1倍速为CD-ROM的150KB/s来计),后面不再以这样来计算,而是速度类别等级(Speed Class Rating)

实际上,现在SD协会定义了三种速度等级:

  • 原始速度等级(Speed Class)
  • UHS速度等级(UHS Speed Class)
  • ​视频速度等级(Video Speed Class)
写入速度和各种速度等级对应表

原始速度等级(Speed Class)分为Class2、4、6、10,分别对应2MB/s 、4MB/s、6MB/s和10MB/s,在SD卡上的标志为一个C里包含了数字

UHS速度等级(UHS Speed Class)分为两级:U1(UHS Speed Class 1)和U3(UHS Speed Class 3),分别对应10MB/s和30MB/s的最小读写性能

视频速度等级(Video Speed Class)分为V6、10、30、60和90,分别对应6MB/s、10MB/s、30MB/s、60MB/s、90MB/s的最小读写速度,这个最新的标准是用来对应HD、4K、8K等视频格式

同一时间不同速度等级拍摄的照片数量

可能看到这里有的人会好奇,为什么这里说的速度最高也不过90MB/s,但是网上购买SD卡的时候看到的速度远大于此?其实根本原因在于,读取速度和写入速度是不同的,一般读取速度都是远大于写入速度的。我们来看一个产品(无任何广告嫌疑):

可以看到这个产品是有分读写速度的,我们之前所说的其实指的是写入速度(并且是顺序写入的最低值),这边可以看到,随着SD卡的容量变大读写速度也会变快(类似固态硬盘)。并且商家标注的不是最低值,而是测试值,具体数值还是要根据实际使用中。甚至不同厂商按照同样标准做出来的SD卡的实际表现都不同,这边有一份资料可供参考

应用程序性能等级

应用程序性能等级(Application Performance Class)是新定义的标准,因为当手机主存容量不足时将应用程序装载SD卡上是很常见的,因此对于随机与连续性的存取组合应用需求也大大提升。

SD标准5.1里定义了A1(Application Performance Class 1),SD标准6.0里定义了A2(Application Performance Class 2)。A1和A2不仅定义了连续的读取速度,还规定了用于读写的最低IOPS(Input/Output Operations Per Second,指IO系统每秒所执行IO操作的次数,是一个重要的用来衡量系统IO能力的一个参数)。A1至少需要每秒1500次的读取和500次写入,A2则需要4000和2000的IOPS。(7200转的机械硬盘IOPS约100,Intel X25-M G2固态硬盘约8400)

总结

SD卡和microSD卡是我们平时在相机、手机、移动设备上最常使用到的,SD卡也随着时代发展在一直更迭。目前是三种速度等级共存,实际应用的话更多都是Class10以上的等级了,在购买的时候可以根据自己的需求选择。如果喜欢的话关注我,经常有各种干货知识。

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