Войти
 A 2 ГБ Карта CompactFlash | |
| Тип носителя | Запоминающее устройство формат |
|---|---|
| Кодирование | Различные файловые системы |
| Емкость |
|
| Разработано от | SanDisk |
| Размеры |
|
| Вес | 10 граммов (типичный) |
| Использование | Цифровые камеры и другие запоминающие устройства |
| Расширенный от | PCMCIA / PC Card |
CompactFlash (CF) - это флэш-память запоминающее устройство, используемое в основном в портативных электронных устройствах. Формат был указан, и устройства были впервые произведены SanDisk в 1994 году.
CompactFlash стал одним из самых успешных из первых форматов карт памяти, превзойдя Miniature Card и SmartMedia. Последующие форматы, такие как MMC /SD, различные форматы Memory Stick и xD-Picture Card, представляли собой жесткую конкуренцию. Большинство этих карт меньше CompactFlash, но при этом имеют сопоставимую емкость и скорость. Запатентованные форматы карт памяти для использования в профессиональном аудио и видео, такие как P2 и SxS, быстрее, но физически больше и дороже.
CompactFlash остается популярным и поддерживается многими профессиональными устройствами и потребительскими устройствами высокого класса. По состоянию на 2017 год и Canon, и Nikon используют CompactFlash для своих флагманских цифровых фотоаппаратов. Canon также выбрала CompactFlash в качестве носителя записи для своих профессиональных безленточных видеокамер высокого разрешения. Профессиональные видеокамеры Ikegami могут записывать цифровое видео на карты CompactFlash через адаптер.
Традиционные карты CompactFlash используют Параллельный интерфейс ATA, но в 2008 году был анонсирован вариант CompactFlash, CFast. CFast (также известный как CompactFast) основан на интерфейсе Serial ATA.
В ноябре 2010 года SanDisk, Sony и Nikon представили формат карты следующего поколения ассоциации CompactFlash. Новый формат имеет такой же форм-фактор, что и CF / CFast, но основан на интерфейсе PCI Express вместо Parallel ATA или Serial ATA. С потенциальной скоростью чтения и записи 1 Гбит / с (125 МБ / с ) и возможностями хранения, превышающими 2 ТиБ, новый формат нацелен на высокую видеокамеры и цифровые камеры высокого разрешения, но новые карты не имеют обратной совместимости ни с CompactFlash, ни с CFast. Формат карты XQD был официально объявлен ассоциацией CompactFlash Association в декабре 2011 года.
Карта CompactFlash емкостью 16 ГБ, установленная в порт IDE 2,5 дюйма с адаптером . Существуют два основных подразделения карт CF: 3,3 мм тип I и 5 мм тип II. (CF2). Разъем типа II используется миниатюрными жесткими дисками. заклепки и некоторые другие устройства, такие как Hasselblad CFV Digital Back для серии среднеформатных камер Hasselblad. Существует четыре основных скорости карты: исходная CF, CF High Speed (с использованием CF + / CF2.0), более быстрый стандарт CF 3.0 и более быстрый стандарт CF 4.0, принятый с 2007 года.
CompactFlash изначально создавался на основе Флэш-память Intel на основе NOR, но перешла на технологию NAND. CF - один из старейших и наиболее успешных форматов, который особенно хорошо занял свою нишу на рынке профессиональных камер. Он выигрывал как от лучшего соотношения стоимости к размеру памяти, так и за счет большей доступной емкости на протяжении большей части срока службы формата, чем другие форматы.
CF-карты можно использовать непосредственно в слоте PC Card с помощью переходника, использовать в качестве устройства хранения ATA (IDE) или PCMCIA с пассивным адаптером или считывателем, или подключать к другим типам портов, например как USB или FireWire. Поскольку некоторые новые типы карт меньше по размеру, их можно использовать непосредственно в слоте для CF-карты с помощью адаптера. Форматы, которые можно использовать таким образом, включают SD /MMC, Memory Stick Duo, xD-Picture Card в слоте типа I и SmartMedia в слоте типа II, поскольку 2005 г. Некоторые устройства чтения карт памяти также используют CF для ввода / вывода.
Интерфейс CompactFlash представляет собой 50-контактный подмножество 68-контактного разъема PCMCIA. «Его можно легко вставить в пассивный 68-контактный адаптер PCMCIA Type II - CF Type I, который полностью соответствует техническим характеристикам электрического и механического интерфейса PCMCIA», - говорится на сайте compactflash.org. Интерфейс работает, в зависимости от состояния вывода режима при включении питания, либо как 16-битная PC Card (ограничение адреса 0x7FF), либо как интерфейс IDE (PATA)..
CF-карта 1 ГБ в Nikon D200 DSLR камера В отличие от интерфейса PC Card, на интерфейсе CompactFlash не предусмотрены специальные программные напряжения (Vpp1 и Vpp2)..
Режим CompactFlash IDE определяет интерфейс, который меньше, но электрически идентичен интерфейсу ATA. Устройство CF содержит контроллер ATA и выглядит для хост-устройства, как если бы это был жесткий диск. Устройства CF работают от 3,3 в или 5 вольт, и их можно переключать от системы к системе. CompactFlash поддерживает C-H-S и 28-битную адресацию логических блоков (в CF 5.0 появилась поддержка LBA-48). CF-карты с флэш-памятью способны выдерживать очень быстрые перепады температур. Промышленные версии карт флэш-памяти могут работать в диапазоне от –45 ° C до +85 ° C. Флэш-память на основе
NOR имеет более низкую плотность, чем более новые системы на основе NAND, поэтому CompactFlash является физически крупнейшим из трех форматов карт памяти, представленных в начале 1990-х годов, которые являются производными от JEIDA. / Форматы карт памяти PCMCIA. Два других - это Miniature Card (MiniCard) и SmartMedia (SSFDC). Однако позже CF переключился на память типа NAND. Формат IBM Microdrive, позже созданный Hitachi, реализует интерфейс CF Type II, но представляет собой жесткий диск (HDD) в отличие от твердотельной памяти. Seagate также производила жесткие диски CF.
CompactFlash Скорость эмуляции IDE (ATA) обычно указывается в рейтинге «x», например 8x, 20x, 133x. Эта же система используется для CD-ROM и указывает максимальную скорость передачи в виде множителя на основе исходной скорости передачи данных аудио CD, которая составляет 150 кБ / с.
где R = скорость передачи, K = номинальная скорость. Например, рейтинг 133x означает скорость передачи: 133 × 150 кБ / с = 19 950 кБ / с ≈ 20 МБ / с.
Это номинальные скорости производителя. Фактическая скорость передачи может быть выше или ниже, чем указано на карте, в зависимости от нескольких факторов. Приведенный рейтинг скорости почти всегда является скоростью чтения, тогда как скорость записи часто ниже.
Для чтения встроенный контроллер сначала включает микросхемы памяти из режима ожидания. Чтения обычно выполняются параллельно, выполняется исправление ошибок данных, которые затем передаются через интерфейс по 16 бит за раз. Проверка ошибок требуется из-за ошибок мягкого чтения. Для записи требуется включение питания из режима ожидания, вычисление уровня износа, стирание блока области, в которую должна быть записана запись, вычисление ECC, сама запись (чтение отдельной ячейки памяти занимает около 100 нс, запись в микросхему занимает 1 мс + или в 10 000 раз больше).
Поскольку интерфейс USB 2.0 ограничен скоростью 35 МБ / с и не имеет оборудования для управления шиной, реализация USB 2.0 приводит к более медленному доступу.
Современные карты памяти UDMA-7 CompactFlash обеспечивают скорость передачи данных до 145 МБ / с и требуют скорости передачи данных USB 3.0.
Прямое подключение к материнской плате часто ограничивается 33 МБ / с, поскольку IDE для У адаптеров CF отсутствует поддержка высокоскоростного кабеля ATA (66 МБ / с плюс). Включение / выключение из спящего режима занимает больше времени, чем из режима ожидания.
Многие жесткие диски размером 1 дюйм (25 мм) (часто называемые торговой маркой «Microdrive ») обычно вращаются со скоростью 3600 об / мин, поэтому вращение задержка является важным фактором, так же как и при раскрутке из режима ожидания или ожидания. Накопитель Seagate ST68022CF на 8 Гбайт полностью раскручивается за несколько оборотов, но потребляемый ток может достигать 350 миллиампер и работать при среднем токе 40-50 мА. Его среднее время поиска составляет 8 мс, может выдерживать чтение и запись 9 МБ / с, а скорость интерфейса составляет 33 МБ / с. Microdrive Hitachi на 4 ГБ обеспечивает поиск в 12 мс, устойчивый 6 МБ / с.
Спецификация CF 5.0 поддерживает емкость до 128 ПиБ с использованием 48-битной адресации логических блоков (LBA). До 2006 г. накопители CF на магнитных носителях предлагали самую высокую емкость (до 8 ГиБ. Теперь существуют твердотельные карты с большей емкостью (до 512 ГБ).
В 2011 году твердотельные накопители (SSD) вытеснили оба типа CF-накопителей из-за требований к большой емкости.
SanDisk анонсировала свою карту Extreme III на 16 ГБ на выставке photokina в сентябре 2006 г. В том же месяце Samsung анонсировал CF-карты на 16, 32 и 64 ГБ. Два года спустя, в сентябре 2008 г., объявили о 100 ГБ
Компания Seagate анонсировала 1-дюймовый жесткий диск емкостью 5 ГБ в июне 2004 г. и версию на 8 ГБ в июне 2005 г.
адаптер CompactFlash - SATA со вставленной картой В начале 2008 года CFA продемонстрировала карты CompactFlash со встроенным интерфейсом SATA. Несколько компаний производят адаптеры, позволяющие подключать CF-карты к ПК. I, PCMCIA, IDE и SATA соединения, позволяющие CF-карте работать как твердотельный накопитель с виртуальным любая операционная система или BIOS, и даже в конфигурации RAID.
CF-карты могут выполнять функцию ведущего или ведомого привода на шине IDE, но имеют проблемы с совместным использованием шины. Более того, карты поздних моделей, которые обеспечивают DMA (с использованием UDMA или MWDMA), могут вызывать проблемы при использовании через пассивный адаптер, не поддерживающий DMA.
Оригинал Карты памяти PC Card использовали внутреннюю батарею для сохранения данных при отключении питания. Расчетный срок службы батареи был единственной проблемой надежности. Карты CompactFlash, в которых используется флэш-память, как и другие устройства флэш-памяти, рассчитаны на ограниченное количество циклов стирания / записи для любого «блока». Хотя флэш-память NOR имеет более высокий срок службы, от 10 000 до 1 000 000, они не были адаптированы для использования карт памяти. Большинство используемых флэш-накопителей основаны на NAND. По состоянию на 2015 год объем флэш-памяти NAND был уменьшен до 16 нм. Обычно они рассчитаны на от 500 до 3000 циклов записи / стирания на блок до полного отказа. Это менее надежно, чем магнитные носители. Car PC Hacks предлагает отключить файл подкачки Windows и использовать его расширенный фильтр записи (EWF), чтобы исключить ненужную запись во флэш-память. Кроме того, при форматировании флеш-накопителя следует использовать метод быстрого форматирования, чтобы как можно меньше записывать на устройство.
Большинство устройств флэш-памяти CompactFlash ограничивают износ блоков, изменяя физическое расположение, в которое записывается блок. Этот процесс называется выравниванием износа. При использовании CompactFlash в режиме ATA вместо жесткого диска выравнивание износа становится критичным, поскольку блоки с малыми номерами содержат таблицы, содержимое которых часто меняется. Современные карты CompactFlash распределяют выравнивание износа по всему диску. Более совершенные карты CompactFlash будут перемещать данные, которые редко меняются, чтобы все блоки изнашивались равномерно.
Флэш-память NAND подвержена частым ошибкам мягкого чтения. Карта CompactFlash включает проверку ошибок и исправление (ECC), которая обнаруживает ошибку и повторно считывает блок. Процесс прозрачен для пользователя, хотя может замедлить доступ к данным.
Поскольку устройство флэш-памяти является твердотельным, оно меньше подвержено ударам, чем вращающийся диск.
Возможность электрического повреждения из-за перевернутой вставки предотвращается за счет асимметричных боковых прорезей при условии, что ведущее устройство использует подходящий разъем.
Маленькие карты потребляют около 5% энергии, необходимой для небольших дисковых накопителей, и при этом имеют разумную скорость передачи более 45 МБ / с для более дорогих «высоких» карты скорости. Однако предупреждение производителя о флэш-памяти, используемой для ReadyBoost, указывает на потребляемый ток, превышающий 500 мА.
Карты CompactFlash для использования в потребительских устройствах обычно форматируются как FAT12 (для носителей размером до 16 МБ), FAT16 (для носители размером до 2 ГБ, иногда до 4 ГБ) и FAT32 (для носителей размером более 2 ГБ). Это позволяет персональным компьютерам считывать данные с устройств, но также удовлетворяет ограниченные возможности обработки некоторых потребительских устройств, таких как камеры.
. Существуют различные уровни совместимости между FAT32-совместимыми камерами, MP3-плеерами, КПК и другими устройствами. В то время как любое устройство, заявляющее о поддержке FAT32, должно без проблем читать и записывать на карту с форматом FAT32, некоторые устройства отключаются от полностью неформатированных карт размером более 2 ГБ, в то время как другим может потребоваться больше времени для применения формата FAT32.
То, как многие цифровые камеры обновляют файловую систему при записи на карту, создает узкое место для FAT32. Запись на карту в формате FAT32 обычно занимает немного больше времени, чем на карту в формате FAT16 с аналогичными характеристиками. Например, Canon EOS 10D записывает одну и ту же фотографию на карту CompactFlash 2 ГБ, отформатированную в FAT16, несколько быстрее, чем на ту же скорость, на карту CompactFlash в формате 4 ГБ FAT32, хотя микросхемы памяти на обеих картах имеют такая же скорость записи. Хотя FAT16 занимает больше места на диске из-за больших кластеров, она лучше работает со стратегией записи, которая требуется микросхемам флэш-памяти.
Сами карты могут быть отформатированы с использованием файловой системы любого типа, например Ext, JFS, NTFS или с помощью одной из выделенных флеш-файловые системы. Его можно разделить на разделы, если хост-устройство может их читать. Карты CompactFlash часто используются вместо жестких дисков во встроенных системах, немых терминалах и различных ПК с малым форм-фактором, которые рассчитаны на низкий уровень шума или энергопотребления. Карты CompactFlash часто более доступны и меньше по размеру, чем специальные твердотельные накопители, и часто имеют более быстрое время поиска, чем жесткие диски.
Когда CompactFlash впервые стандартизировался, даже полноразмерные жесткие диски редко превышали размер 4 ГБ, поэтому ограничения стандарта ATA считались приемлемыми. Однако CF-карты, изготовленные после оригинальной спецификации версии 1.0, доступны емкостью до 512 ГБ. В то время как текущая версия 6.0 работает в режиме [P] ATA, ожидается, что будущие версии будут реализовывать режим SATA.
CE-ATA - это последовательный интерфейс, совместимый с MMC, на основе стандарта MultiMediaCard.
Контакты карты CFast Вариант CompactFlash, известный как s CFast основан на интерфейсе Serial ATA (SATA), а не на шине Parallel ATA / IDE (PATA), для которой предназначены все предыдущие версии CompactFlash. разработан. CFast также известен как CompactFast.
CFast 1.0 / 1.1 поддерживает более высокую максимальную скорость передачи, чем текущие карты CompactFlash, используя интерфейс SATA 2.0 (300 МБ / с), в то время как PATA ограничивается 167 МБ / с при использовании UDMA 7.
Карты CFast физически или электрически несовместимы с картами CompactFlash. Однако, поскольку SATA может эмулировать протокол команд PATA, можно использовать существующие программные драйверы CompactFlash, хотя написание новых драйверов для использования AHCI вместо эмуляции PATA почти всегда приводит к значительному увеличению производительности. В картах CFast используется гнездо 7-контактного разъема данных SATA и гнездо 17-контактного разъема питания, поэтому для подключения карт CFast требуется адаптер вместо стандартных жестких дисков SATA, которые используют штекерные разъемы.
Первые карты CFast вышли на рынок в конце 2009 года. На CES 2009 Pretec представила карту CFast 32 ГБ и объявила, что они должны появиться на рынке в течение нескольких месяцев. Delock начал распространять карты CFast в 2010 году, предлагая несколько устройств чтения карт с портами USB 3.0 и eSATAp (power over eSATA) для поддержки карт CFast.
Стремясь к повышению производительности и сохраняя компактный формат хранения, некоторые из первых пользователей карт CFast работали в игровой индустрии (использовались в игровых автоматах), что стало естественным развитием уже хорошо зарекомендовавших себя CF-карт.. Текущие сторонники этого формата в игровой индустрии включают как специализированные игровые компании (например, Aristocrat Leisure ), так и OEM-производители, такие как Innocore (теперь часть).
Спецификация CFast 2.0 была выпущена во втором квартале 2012 года, обновив электрический интерфейс до SATA 3.0 (600 МБ / с). По состоянию на 2014 год единственным продуктом, в котором использовались карты CFast 2.0, была цифровая производственная камера Arri Amira, обеспечивающая частоту кадров до 200 кадров в секунду; также был выпущен адаптер CFast 2.0 для камеры Arri Alexa / XT.
7 апреля 2014 года Blackmagic Design анонсировала кинокамеру URSA, которая записывает на CFast media.
8 апреля 2015 года Canon Inc. анонсировала видеокамеру XC10, в которой также используются карты CFast. Blackmagic Design также объявила, что ее URSA Mini будет использовать CFast 2.0.
По состоянию на октябрь 2016 года растет число профессиональных устройств среднего и высокого класса, использующих более высокие скорости передачи данных, предлагаемые CFast media. Примеры включают Arri Amira и Arri Alexa Mini; Hasselblad H6D-100C; Canon C700, C300 Mark II, EOS 1D X II и XC10; и Blackmagic Ursa, Ursa Mini 4.6K и Ursa Mini 4K. Дополнительные устройства для записи видео включают Atomos Ninja Star и Atomos Shogun Studio 4K.
По состоянию на 2017 год в более широкой отрасли встроенной электроники переход от CF к CFast все еще относительно медленный, вероятно, из-за соображений стоимости оборудования и некоторой инерции (знакомство с CF), а также потому, что значительная часть отрасли удовлетворены более низкой производительностью, обеспечиваемой картами CF, поэтому нет причин для изменений. Сильным стимулом к переходу на CFast для компаний, производящих встраиваемую электронику, использующих проекты, основанные на архитектуре ПК Intel, является тот факт, что Intel удалила встроенную поддержку интерфейса (P) ATA несколько платформ для проектирования назад, а старые поколения CPU / PCH теперь имеют конечную жизненного статуса.
В сентябре 2016 года Ассоциация CompactFlash объявила о новом стандарте, основанном на PCIe 3.0 и NVMe, CFexpress. В апреле 2017 года была опубликована версия 1.0 спецификации CFexpress с поддержкой двух линий PCIe 3.0 в форм-факторе XQD со скоростью до 2 ГБ / с.
Единственное физическое различие между этими двумя типами состоит в том, что устройства типа I имеют толщину 3,3 мм, а устройства типа II - 5 мм. Электрически эти два интерфейса идентичны, за исключением того, что устройствам типа I разрешено потреблять ток питания до 70 мА от интерфейса, а устройствам типа II может потребляться до 500 мА.
Большинство устройств типа II - это устройства Microdrive (см. ниже), другие миниатюрные жесткие диски и адаптеры, такие как популярный адаптер, который принимает карты Secure Digital. Было произведено несколько устройств типа II на базе флеш-памяти, но теперь доступны карты типа I емкостью, превышающей жесткие диски CF. Производители карт CompactFlash, такие как Sandisk, Toshiba, Alcotek и Hynix, предлагают устройства только со слотами типа I. Некоторые из последних моделей DSLR, такие как Nikon D800, также отказались от поддержки Type II.
IBM 1 GB Microdrive Microdrive был марка крошечных жестких дисков - шириной около 25 мм (1 дюйм) - в корпусе CompactFlash Type II. Первый был разработан и выпущен в 1999 г. компанией IBM и имел емкость 170 МБ. IBM продала свое подразделение дисковых накопителей, включая торговую марку Microdrive, компании Hitachi в 2002 году. Подобные жесткие диски также производились другими поставщиками, такими как Seagate и Sony. Они были доступны с емкостью до 8 ГБ, но были заменены флэш-памятью по стоимости, емкости и надежности, и больше не производятся.
В качестве механических устройств жесткие диски CF потребляли больше тока, чем флэш-память 100. мА максимум. Ранние версии потребляли до 500 мА, но более поздние версии потребляли менее 200 мА для чтения и менее 300 мА для записи. (Некоторые устройства, используемые для высокой скорости, такие как Readyboost, у которых не было режима ожидания с низким энергопотреблением, превышали максимум 500 мА стандарта Type II.) Жесткие диски CF также были подвержены повреждению от физических ударов или изменений температуры. Однако у CF HDD был более длительный срок службы циклов записи, чем у ранних флеш-памяти.
iPod mini, Nokia N91, iriver H10 (модель 5 или 6 ГБ), PalmOne LifeDrive и Rio Carbon использовали Microdrive для хранения данных.
Рынок CompactFlash обширен и включает подделок. Карты других производителей или поддельные карты могут иметь неправильную маркировку, могут не содержать фактический объем памяти, который их контроллеры сообщают главному устройству, и могут использовать типы памяти, которые не рассчитаны на количество циклов стирания / перезаписи, которое ожидает покупатель.
Различные карты ввода-вывода CF сетевые интерфейсные карты Поскольку интерфейс CompactFlash электрически идентичен 16-битной PC Card, Форм-фактор CompactFlash также используется для различных устройств ввода / вывода и интерфейсных устройств. Многие стандартные PC-карты имеют аналоги CF, некоторые примеры включают:
 | Wikimedia Commons имеет носители относится к CompactFlash. |
