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 上から下へ: SD、miniSD、microSD | |
| メディアタイプ | メモリーカード |
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| 容量 |
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| ブロック サイズ | 変数 |
| 読み取り メカニズム |
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| 書き込み メカニズム | 変数 |
| 標準 | SD規格 |
| 開発 者 | SD協会 |
| 寸法 |
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| 重さ |
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| 使用法 | デジタルカメラや携帯電話（ほとんどのスマートフォンを含む）などのポータブルデバイス |
| 延長 | マルチメディアカード |
| リリース | 1999年8月 |
セキュア デジタル(正式略称SD ) は、 SD アソシエーション(SDA) がポータブル デバイスで使用するために開発した独自の不揮発性フラッシュメモリカード形式です。
SDカードは物理的に小さいため、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ビデオゲーム機、携帯電話、GoPro Heroシリーズなどのアクションカメラ、カメラドローンなど、多くの民生用電子機器で広く使用されるようになりました。[1] [2]
この規格は、マルチメディアカード（MMC）の改良として、サンディスク、パナソニック（松下）、東芝によって1999年8月に導入されました。 [3] SDは業界標準となっています。3社は、SDメモリカードとSDホストおよび補助製品に関連する知的財産（IP）の権利のライセンス供与と執行を行う会社、SD-3C, LLCを設立しました。[4]
2000年1月、これらの企業はSDカードの規格の作成と推進を目的とした非営利団体であるSDアソシエーション（SDA）を設立しました。 [5] 2023年現在[アップデート]、SDAには約1,000社の会員企業がいます。仕様への準拠を強制し、互換性を示すために、SD-3Cが所有する商標ロゴをいくつか使用しています。[6]
歴史
1999年～2005年: 小型フォーマットの作成と導入
1999年、サンディスク、パナソニック（松下）、東芝は、セキュアデジタル（SD）メモリカードの開発と販売に合意した。[7]このカードは、マルチメディアカード（MMC）[8]から派生したもので、セキュアデジタルミュージックイニシアチブ（SDMI）標準に基づくデジタル著作権管理（DRM）と、高密度メモリ（「物理スペースあたりのデータ/ビット」）を提供し、小さな物理スペースに大量のデータを保存できる。[要出典]
SDは、ソニーが前年にリリースしたDRM付きのフラッシュストレージフォーマットであるメモリースティックに対抗するために設計された。東芝は、SDカードのDRMによって、著作権侵害を懸念する音楽サプライヤーがSDカードを使用するようになることを期待していた。[9]
商標登録されたSDロゴは、もともとDVDフォーマット戦争における東芝の失敗作であるSuper Density Disc用に開発された。このため、文字「D」は光ディスクに似たスタイルになっている。[10]
2000年のコンシューマーエレクトロニクスショー（CES）で、3社はSDカードの普及を目的としたSDアソシエーション（SDA）の設立を発表しました。米国カリフォルニア州サンラモンに本部を置くSDアソシエーションには、相互運用可能なメモリカードやデバイスを製造する30社の会員企業と製品メーカーがいました。SDカードの初期サンプル[11]は2000年第1四半期に入手可能になり、32メガバイト（MB）と64メガバイト（MB）[a]のカードの生産量は3か月後に入手可能になりました。[要出典]最初の64MBカードは200ドルで販売されました。[12] SDは、複数の種類の電子機器用の単一のメモリカードフォーマットとして構想され、機器に新しい機能を追加するための拡張スロットとしても機能しました。[13]最初の256MBと512MBのSDカードは2001年に発表されました。[14]
ミニSD
2003年3月のCeBITで、サンディスク社はminiSDフォームファクタを発表し、実演しました。[15] SDAは2003年にSDカード規格の小型フォームファクタ拡張としてminiSDカードを採用しました。新しいカードは携帯電話用に設計されていましたが、通常は標準のSDメモリカードスロットとの互換性を提供するminiSDアダプタが同梱されていました。[要出典]
マイクロSD
MicroSDフォームファクタメモリカードは、2004年にサンディスクがCeBITで発表しました[16]。当初はT-Flash [17]と呼ばれ、後にTransFlash [18] 、一般的に「TF」と略されました。T-Flashは、2005年にSDAに採用されたときにmicroSDに改名されました[19] 。TransFlashカードとmicroSDカードは機能的に同一であり、どちらも他方向けに作られたデバイスで動作できます。[20]パッシブアダプタを使用すると、microSDカードとTransFlashカードをSDカードスロットで使用できます。[20] [21]
2006–2008: SDHC と SDIO
2006年9月、サンディスクは4GBのminiSDHCを発表しました。[22] SDやSDHCと同様に、miniSDHCカードは古いminiSDカードと同じフォームファクタですが、HCカードはホストデバイスにHCサポートが組み込まれている必要があります。[要出典] miniSDHCをサポートするデバイスはminiSDとminiSDHCで動作しますが、miniSDHCを特にサポートしていないデバイスは古いminiSDカードでのみ動作します。2008年以降、さらに小さなmicroSDカードが市場を独占したため、miniSDカードは製造されなくなりました。[要出典]
2009–2019: SDXC
メモリカードのストレージ密度は2010年代を通じて大幅に増加し、Samsung Galaxy S IIIやSamsung Galaxy Note II携帯電話など、SD:XC規格をサポートする初期のデバイスでは、利用可能なストレージ容量を数百ギガバイトに拡張できるようになりました。
2009年1月、SDAは最大2TB [b]のカードと最大300MB/sの速度をサポートするSDXCファミリーを発表しました。[23] SDXCカードは、デフォルトでexFATファイルシステムでフォーマットされます。 [24] SDXCは、2009年のコンシューマーエレクトロニクスショー（CES）（1月7〜10日）で発表されました。同じショーで、サンディスクとソニーも、 SDXCと同じ最大2TB [b]の同等のメモリースティックXCバリアントを発表しました。 [25]また、パナソニックは64GBのSDXCカードを生産する計画を発表しました。[26] 3月6日、Pretecは最初のSDXCカードを発表しました。 [27]これは、読み取り/書き込み速度が400Mbit/sの32GBカードです。しかし、互換性のあるホストデバイスが市場に登場したのは2010年の初めになってからで、ソニーのハンディカムHDR-CX55Vカムコーダー、キヤノンのEOS 550D（別名Rebel T2i）デジタル一眼レフカメラ、[28]パナソニックのUSBカードリーダー、JMicronの統合型SDXCカードリーダーなどが含まれていました。[29] SDXCカードリーダーを統合した最初のラップトップはUSB 2.0バスに依存していましたが、これはSDXCをフルスピードでサポートするだけの帯域幅を持っていませんでした。[30]
2010年初頭には、東芝（64GB）[31] 、 [32]パナソニック（64GBおよび48GB）[33]およびサンディスク（64GB）[34]から市販のSDXCカードが登場しました。
2011年初頭、Centon Electronics, Inc.（64 GBと128 GB）とLexar（128 GB）は、スピードクラス10のSDXCカードの出荷を開始しました。[35] Pretecは、スピードクラス16の8 GBから128 GBまでのカードを提供しました。 [36] 2011年9月、SanDiskは64 GBのmicroSDXCカードをリリースしました。[37] Kingmaxは2011年に同等の製品をリリースしました。[38]
2012年4月、パナソニックはプロ用ビデオアプリケーション向けにMicroP2カードフォーマットを導入しました。このカードは基本的にフルサイズのSDHCまたはSDXC UHS-IIカードで、UHSスピードクラスU1に定格されています。 [39] [40]アダプタを使用すると、MicroP2カードを現在のP2カード機器で使用できます。[41]
パナソニックのMicroP2カードは2013年3月に出荷され、市場初のUHS-II準拠製品となった。当初の提供には32GBのSDHCカードと64GBのSDXCカードが含まれていた。[39] [42]同年後半、レキサーは20nmのNANDフラッシュ技術をベースにした初の256GBのSDXCカードをリリースした。[43]
2014年2月、サンディスクは初の128GB microSDXCカードを発表し[44] 、続いて2015年3月に200GB microSDXCカードを発売した。 [45] 2014年9月、サンディスクは初の512GB SDXCカードを発表した。[46]
サムスンは2016年5月に世界初のEVO Plus 256GB microSDXCカードを発表し[47]、2016年9月にはウエスタンデジタル（サンディスク）がフォトキナで世界初の1TB [c] SDXCカードのプロトタイプを披露すると発表した。[48]
2017年8月、サンディスクは400GBのmicroSDXCカードを発売した。[49]
2018年1月、インテグラル・メモリは512GBのmicroSDXCカードを発表しました。[50] 2018年5月、PNYは512GBのmicroSDXCカードを発売しました。2018年6月、キングストンは最大512GBの容量が可能なmicroSDカードのCanvasシリーズを発表しました。 [d] Select、Go！、Reactの3つのバリエーションがあります。[51]
2019年2月、マイクロンとサンディスクは1TB容量のmicroSDXCカードを発表しました。[52]
2019年現在: SDUC
Secure Digital Ultra Capacity (SDUC) フォーマットは、最大 128 TB [b]のカードに対応し、最大 985 MB/秒の速度を実現します。
2024年4月、ウエスタンデジタル（サンディスク）はNAB 2024でSDUCフォーマットを採用した世界初の4TB SDカードを発表しました。2025年に発売される予定です。[53]
容量
セキュアデジタルには、3つのフォームファクタで利用可能な5つのカードファミリがあります。5つのファミリは、オリジナルの標準容量（SDSC）、大容量（SDHC）、拡張容量（SDXC）、超大容量（SDUC）、および入出力機能とデータストレージを組み合わせたSDIOです。[54] [55] [56]
SD（SDSC）
第 2 世代の Secure Digital (SDSC または Secure Digital Standard Capacity) カードは、MultiMediaCard (MMC) 標準を改良するために開発されました。MMC 標準は進化を続けましたが、方向は異なっていました。Secure Digital は、MMC の設計をいくつかの点で変更しました。
- SD カードの側面が非対称の形状になっているため、逆さまに挿入することができません (MMC はほとんどの部分は挿入できますが、逆さまにすると接触しません)。[引用が必要]
- 標準サイズのSDカードのほとんどは厚さ2.1 mm (0.083インチ) [58]で、microSDバージョンは厚さ1.0 mm (0.039インチ) [58]であるのに対し、MMCは厚さ1.4 mm (0.055インチ) である。SD仕様では厚さ1.4 mmのThin SDと呼ばれるカードが定義されているが[要出典]、SDAがさらに小さなフォームファクタを定義したため、このようなカードはほとんど見られない。
- カードの電気接点はカードの表面の下に埋め込まれており、ユーザーの指との接触から保護されています。
- SD 仕様では、MMC を超える容量と転送速度が想定されており、これらの機能は両方とも時間の経過とともに向上しています。[引用が必要]比較表については、以下を参照してください。
- MMC はデータ転送に 1 つのピンを使用しますが、SD カードではより高いデータ レートを実現するために 4 線式バス モードが追加されました。[引用が必要]
- SD カードには、デジタル著作権管理(DRM) コンテンツ保護用の CPRM ( Content Protection for Recordable Media ) セキュリティ回路が追加されました。 [引用が必要]
- 書き込み禁止ノッチの追加[要出典]
フルサイズの SD カードは、よりスリムな MMC スロットには収まりません。また、他の問題も、あるフォーマット用に設計されたホスト デバイスで別のフォーマットを使用する機能に影響します。[引用が必要]
SDHC
2006年1月に発表され、SD仕様のバージョン2.0で定義されたセキュアデジタルハイキャパシティ（SDHC）フォーマットは、最大32GBの容量のカードをサポートしています。[d] [54] SDHC商標は互換性を確保するためにライセンスされています。[59]
SDHC カードは、標準容量の SD カード (SDSC) と物理的にも電気的にも同一です。SDHC カードと SDSC カード間の互換性に関する主な問題は、バージョン 2.0 でのカード固有データ (CSD) レジスタの再定義 (下記参照) と、SDHC カードがFAT32ファイル システムで事前フォーマットされた状態で出荷されるという事実です。
バージョン2.0では、SDSCカードとSDHCカードの両方に高速バスモードが導入され、元の標準速度クロックの2倍の25 MB/秒を実現しました。[60]
SDHCホストデバイスは、古いSDカードを受け入れる必要があります。[61]ただし、古いホストデバイスはSDHCまたはSDXCメモリカードを認識しませんが、一部のデバイスはファームウェアのアップグレードによって認識できます。[62] [より良いソースが必要] Windows 7より前にリリースされた古いWindowsオペレーティングシステムでは、SDHCカードへのアクセスをサポートするためにパッチまたはサービスパックが必要です。[63] [64] [65]
SDXC
2009年1月に発表され、SD仕様のバージョン3.01で定義されたSecure Digital eXtended Capacity（SDXC）フォーマットは、SD 2.0仕様のSDHCカードの32GBの制限[d]と比較して、最大2TBのカードをサポートしています。SDXCは、必須機能としてMicrosoftのexFATファイルシステムを採用しています。 [66]
バージョン3.01では、SDHCカードとSDXCカードの両方に超高速（UHS）バスも導入され、4ビットUHS-Iバスのインターフェース速度は50 MB/秒から104 MB/秒になりました。[67]（この数字はその後、サンディスクの独自技術で読み取り速度170 MB/秒を超えましたが、これはもはや独自技術ではなく、レキサーは1066xで読み取り速度160 MB/秒、書き込み速度120 MB/秒でUHS 1経由で動作し、キングストンもCanvas Go! Plusで170 MB/秒で動作しています）。[68] [69] [70] [71]
2011年6月に導入されたバージョン4.0では、4レーン（2つの差動レーン）のUHS-IIバスで156MB/秒から312MB/秒の速度が可能になり、追加の物理ピン列が必要になりました。[67]
バージョン5.0は2016年2月のCP+ 2016で発表され、8Kなどの高解像度ビデオフォーマットを処理するためにUHSカードの「ビデオスピードクラス」定格が追加されました。[72] [73]新しい定格では、最小書き込み速度が90MB/秒と定義されています。[74] [75]
ＳＤＵＣ
SD 7.0仕様で説明され、2018年6月に発表されたSecure Digital Ultra Capacity（SDUC）フォーマットは、最大128TBのカードに対応し[b]、マイクロサイズまたはフルサイズのフォームファクタ、UHS-I、UHS-II、UHS-III、SD Expressなどのインターフェースタイプに関係なく、最大985MB/秒の速度を実現します。[76] SD Expressインターフェースは、SDHCカードやSDXCカードでも使用できます。
exFAT ファイルシステム
SDXCおよびSDUCカードはexFATを使用してフォーマットする必要がありますが、[58]多くのオペレーティングシステムは他のフォーマットもサポートします。[引用が必要]
Windows Vista（SP1）以降[77]およびOS X（10.6.5以降）はexFATをネイティブでサポートしています。[78] [79]（Windows XPおよびServer 2003は、Microsoftからのオプションのアップデートを通じてexFATをサポートできます。）[80]
ほとんどのBSDおよびLinuxディストリビューションは法的な理由によりexFATをサポートしていませんでしたが、Linuxカーネル5.4ではMicrosoftが仕様をオープンソース化し、exFATドライバーの組み込みを許可しました。[81]古いカーネルまたはBSDのユーザーは、exFAT形式のボリュームをマウントできるように、サードパーティのexFAT実装（FUSEモジュールとして）を手動でインストールできます。 [82]ただし、SDXCカードは任意のファイルシステム（ ext4、UFS、VFAT、NTFSなど）を使用するように再フォーマットできるため、exFATの利用に関連する制限が緩和されます。
ファイルシステムの変更を除けば、SDXCカードはSDHCリーダーとほとんど下位互換性があり、多くのSDHCホストデバイスは、最初にFAT32ファイルシステムに再フォーマットすればSDXCカードを使用できます。[83] [84] [85]
SDアソシエーションは、SD、SDHC、SDXC、SDUCカードをチェックしフォーマットするWindowsおよびMac OS X用のフォーマットユーティリティを提供しています。[86]
スピード
SDカードの速度は、通常、シーケンシャルな読み取りまたは書き込み速度によって評価されます。シーケンシャルなパフォーマンスの側面は、画像やマルチメディアなどの大きなファイル（フラッシュメモリ内部のブロックサイズと比較して）の保存と取得に最も関連しています。小さなデータ（ファイル名、サイズ、タイムスタンプなど）は、ランダムアクセスのはるかに低い速度制限に該当し、一部の使用例では制限要因となる可能性があります。[87] [88] [89]
初期のSDカードでは、いくつかのカードメーカーが速度を「倍数」（「×」）評価として指定し、データの平均読み取り速度を元のCD-ROMドライブの速度と比較していました。これは、カードにデータを書き込むことができる最小速度を保証するスピードクラス評価に置き換えられました。 [90]
新しい SD カード ファミリでは、バス レート (カードに情報を送受信するクロック信号の周波数) を増加することでカード速度が向上しています。バス レートに関係なく、カードは読み取りまたは書き込み操作が完了するまで、ホストに「ビジー」であることを通知できます。より高い速度定格に準拠することで、カードが「ビジー」表示の使用を制限することが保証されます。
バス
デフォルト速度
SD カードは 12.5 MB/秒の速度で読み書きします。
高速
高速モード（25 MB/秒）は、1.10仕様バージョンでデジタルカメラをサポートするために導入されました。[91]
超高速（UHS）
一部のSDHCおよびSDXCカードでは、超高速（UHS）バスが利用可能です。[92] [93] [94]
UHSに準拠したカードには、SDカードのロゴの横にローマ数字の「I」、「II」、または「III」が表示され、[92] [90]ホストデバイスにこの機能が報告されます。UHS-Iを使用する場合、ホストデバイスはカードに対して、I/Oインターフェイスピンを介して3.3ボルトから1.8ボルトの動作に下げ、4ビット転送モードを選択するように指示する必要がありますが、UHS-IIの場合は0.4ボルトの動作が必要です。
UHS-II および III のより高速な速度は、2 列目のピンで2 レーンの 0.4 V低電圧差動信号(LVDS) を使用することで実現されます。 [95]各レーンは最大 156 MB/秒の転送が可能です。全二重モードでは、1 つのレーンが送信に使用され、もう 1 つのレーンが受信に使用されます。半二重モードでは、両方のレーンが同じ方向のデータ転送に使用されるため、同じクロック速度で 2 倍のデータ レートが可能になります。UHS-II インターフェイスでは、より高いデータ レートが可能になるだけでなく、インターフェイスの消費電力、I/O 電圧、電磁干渉 (EMI) が低くなります。
以下の超高速が指定されています。
UHS-I
SDバージョン3.01で規定されています。[96] 100MHzのクロック周波数（元の「デフォルト速度」の4倍）をサポートし、4ビット転送モードでは50MB/秒（SDR50）を転送できます。UHS104（SDR104）として宣言されているUHS-Iカードは、208MHzのクロック周波数もサポートしており、104MB/秒を転送できます。50MHz （DDR50）でのダブルデータレート操作もバージョン3.01で規定されており、UHS-Iとラベル付けされたmicroSDHCおよびmicroSDXCカードに必須です。このモードでは、クロック信号が上昇するときに4ビットが転送され、下降するときにさらに4ビットが転送され、各フルクロックサイクルで1バイト全体が転送されるため、50MHzクロックを使用して50MB/秒の操作を転送できます。
DDR200と呼ばれる独自のUHS-I拡張機能があり、もともとサンディスクによって開発され、転送速度をさらに170 MB/秒まで上げることができます。UHS-IIとは異なり、追加のピンは使用されません。これは、標準SDR104モードの208 MHz周波数を使用し、DDR転送を使用することで実現されています。[97] [98]この拡張機能はそれ以来、Lexarの1066xシリーズ（160 MB/秒）、Kingston Canvas Go Plus（170 MB/秒）、MyMemory PRO SDカード（180 MB/秒）で使用されています。
UHS-II
バージョン4.0で規定され、LVDS信号用の追加のピン列[99] （フルサイズカードの場合は合計17ピン、マイクロサイズカードの場合は16ピン）を使用して、データ転送速度を理論上の最大156 MB/秒（全二重）または312 MB/秒（半二重）までさらに上げます。[92]コンパクトシステムカメラへの最初の実装は仕様から3年後（2014年）に見られましたが、UHS-IIが定期的に実装されるまでにはさらに何年もかかりました。2024年の初めには、ほぼ90台のDSLRとミラーレスカメラがUHS-IIをサポートしています。[100]
UHS-III
2017年2月にリリースされたバージョン6.0では、規格に2つの新しいデータレートが追加されました。FD312は312MB/秒を提供し、FD624はその2倍です。どちらも全二重です。物理インターフェースとピンレイアウトはUHS-IIと同じで、下位互換性が維持されています。[101]
SDエクスプレス
SD Expressバスは、SD仕様7.0とともに2018年6月にリリースされました。単一のPCIeレーンを使用して、全二重985 MB/秒の転送速度を提供します。サポートカードは、NVM Expressストレージアクセスプロトコルも実装する必要があります。Expressバスは、SDHC、SDXC、およびSDUCカードで実装できます。レガシーアプリケーションで使用する場合、SD Expressカードは高速バスとUHS-Iバスもサポートする必要があります。Expressバスは、UHS-IIカードのピンレイアウトを再利用し、将来導入される可能性のある追加の2つのピン用のスペースを予約します。[102]
仕様のバージョン7.0を実装したホストでは、SDカードが直接メモリにアクセスできるため、悪意のあるSDカードに対するホストの攻撃対象領域が劇的に増加します。[103]
バージョン8.0は2020年5月19日に発表され、追加のコンタクト列を備えた2つのPCIeレーンとPCIe 4.0転送速度をサポートし、最大帯域幅は3,938 MB/秒になりました。[104]
バージョン9.0は2022年2月にリリースされました。[105]
バージョン9.1は2023年10月に発表されました。[106]
microSDエクスプレス
2019年2月、SDアソシエーションはmicroSD Expressを発表しました。[107] microSD Expressカードは、2018年6月のSD Expressリリースと同様に、PCI ExpressおよびNVMeインターフェイスを提供し、下位互換性を維持するために従来のmicroSDインターフェイスと並んでいます。SDAはまた、microSD Expressメモリカードを示す視覚的なマークをリリースし、カードとデバイスのマッチングを容易にし、デバイスのパフォーマンスを最適化しました。[108]
バス速度の比較
互換性
注意: カードリーダーがUHS 1ピンでDDR208コントローラを使用する場合、カードリーダーは該当するUHS 1カードで180 MB/秒で動作します。
クラス
SDアソシエーションは、 SDHC/SDXCカードの標準速度クラスを定義し、最小パフォーマンス（最小シリアルデータ書き込み速度）を示しています。読み取り速度と書き込み速度の両方が指定された値を超えている必要があります。仕様では、これらのクラスをパフォーマンス曲線の観点から定義し、空のカードでの次の最小読み取り/書き込みパフォーマンスレベルとさまざまなアプリケーションへの適合性に変換します。[96] [90] [111] [112]
SD 協会は、オリジナルのスピード クラス、UHS スピード クラス、ビデオ スピード クラスの 3 種類のスピード クラス評価を定義しています。
（オリジナル）スピードクラス
スピード クラスの評価 2、4、および 6 は、断片化された状態のカードの最小持続書き込み速度として、カードが 1 秒あたりそれぞれのメガバイト数をサポートすることを表します。
クラス 10 は、カードが最小の非断片化シーケンシャル書き込み速度として 10 MB/秒をサポートし、高速バス モードを使用していると主張しています。[96]ホスト デバイスはカードの速度クラスを読み取り、カードがアプリケーションの最小要件を下回る速度クラスを報告した場合にユーザーに警告することができます。[96]比較すると、以前の「×」評価は理想的な条件下での最大速度を測定しており、これが読み取り速度なのか書き込み速度なのかが曖昧でした。
速度クラスのグラフィカル シンボルには、「C」で囲まれた数字 (C2、C4、C6、C10) があります。
UHSスピードクラス
UHS-IおよびUHS-IIカードは、 UHSスピードクラスの定格に2つのグレードを使用できます。クラス1は、最低10 MB/秒の書き込み性能（「U1」記号で「U」の中に数字の1が入っています）で、クラス3は最低30 MB/秒の書き込み性能（「U3」記号で「U」の中に3が入っています）で、 4Kビデオの録画を対象としています。[113] 2013年11月より前は、この定格はUHSスピードグレードというブランド名で、グレード0（記号なし）とグレード1（「U1」記号）が含まれていました。製造元は、UHSスピードクラスと一緒に、またはUHSスピードクラスの代わりに、標準のスピードクラスシンボル（C2、C4、C6、C10）を表示することもできます。
UHS メモリ カードは、UHS ホスト デバイスと組み合わせると最適に機能します。この組み合わせにより、ユーザーは他の機能を実行しながら、テープレス ビデオ カメラで HD 解像度のビデオを録画できます。また、リアルタイム ブロードキャストや大容量の HD ビデオのキャプチャにも適しています。
ビデオスピードクラス
ビデオスピードクラスは、 UHSカードが現代のMLC NANDフラッシュメモリに適合するための一連の要件を定義し[74]、最小6〜90MB/秒の連続書き込み速度でプログレッシブ4Kおよび8Kビデオをサポートします。[72] [90] [111]グラフィカルシンボルは、様式化された「V」に続いて書き込み速度を指定する数字（つまり、 V6、V10、V30、V60、V90）を使用します。
SDエクスプレススピードクラス
2023年10月に導入されたSD仕様のバージョン9.1では、新しいSD Express速度クラスが定義されています。グラフィカルシンボルでは、様式化された「E」に続いて最小読み取り/書き込み速度を示す数字が使用されています。指定されたクラスはE150、E300、E450、E600です。 [106]
比較
上:パナソニック製128 GB CFexpressタイプ B カード(読み取り速度 1700 MBit/s) とサムスン製 256 GB SD カード V30 (読み取り速度 160 MBit/s)下: SD カードの接点を示す底面図
アプリケーションパフォーマンスクラス
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アプリケーション パフォーマンス クラスは、SD 仕様 5.1 および 6.0 から新たに定義された標準であり、シーケンシャル書き込み速度を定義するだけでなく、読み取りと書き込みの最小IOPSも義務付けています。クラス A1 では、4 KB ブロックを使用して 1 秒あたり最低 1,500 回の読み取りと 500 回の書き込み操作が必要です。一方、クラス A2 では 4,000 と 2,000 の IOPS が必要です。[115] A2 クラスのカードは、コマンド キューイングと書き込みキャッシュを使用して高速化を実現するため、ホスト ドライバーのサポートが必要です。サポートがなくても、少なくとも A1 の速度に達することが保証されています。Linux カーネル 5.15 では、A2 が完全にサポートされています。[116]
「×」評価
一部のカード製造業者が使用し、スピードクラスによって廃止された「×」評価は、標準CD-ROMドライブ速度 150 KB/s [g] (約 1.23 Mbit/s ) の倍数です。基本的なカードは、CD-ROM 速度の最大 6 倍 (6 倍)、つまり 900 kbit/s または 7.37 Mbit/s でデータを転送します。2.0 仕様[明確化が必要]では、最大 200 倍の速度が定義されていますが、速度の測定方法についてはスピードクラスほど具体的ではありません。製造業者は、最高速度を報告する場合もあれば、カードの最高速の読み取り速度を報告する場合もあります。通常、読み取り速度は書き込み速度よりも高速です。TranscendやKingstonなどの一部のベンダーは、カードの書き込み速度を報告しています。[118]カードにスピードクラスと「×」評価の両方が記載されている場合、後者は読み取り速度のみであると想定できます。[引用が必要]
実世界のパフォーマンス
ビデオ録画など、持続的な書き込みスループットを必要とするアプリケーションでは、SD カードのクラス定格が特定の速度を下回ると、デバイスのパフォーマンスが不十分になる可能性があります。たとえば、高解像度のビデオカメラではクラス 6 以上のカードが必要になる場合があり、それより遅いカードを使用すると、ドロップアウトやビデオの破損が発生します。遅いカードを搭載したデジタル カメラでは、写真を撮影した後、カメラが最初の写真を書き込む間、次の写真を撮影できるまでにかなりの時間がかかることがあります。
スピードクラスの評価は、カードのパフォーマンスを完全に表すものではありません。同じクラスのカードでも、クラスの仕様を満たしていても、大幅に異なる場合があります。カードの速度は、次のような多くの要因によって決まります。
- カードのコントローラが再試行しなければならないソフトエラーの頻度
- 書き込み増幅: フラッシュ コントローラは、要求された量よりも多くのデータを上書きする必要がある場合があります。これは、書き込みブロックに対して読み取り、変更、書き込み操作を実行し、(はるかに大きい) 消去ブロックを解放すると同時に、ウェア レベリングを実現するためにデータを移動することに関係しています。
- ファイルの断片化: 連続した領域にファイルを記録するための十分なスペースがない場合、ファイルは不連続な断片に分割されます。これにより、電気機械式ハードドライブのように回転やヘッドの移動の遅延は発生しませんが、たとえば、ファイルの次の断片がカード上のどこに保存されているかを判断するために追加の読み取りと計算が必要になるなど、速度が低下する可能性があります。
さらに、大量のデータを 1 つのファイルに書き込む場合 (デジタル カメラで大きな写真や動画を録画する場合のようなシーケンシャル アクセス) と、多数の小さなファイルを書き込む場合 (スマートフォンで一般的なランダム アクセスでの使用) では、速度が大きく異なることがあります。2012 年の調査では、このランダム アクセスでの使用では、クラス 2 の一部のカードが 1.38 MB/秒の書き込み速度を達成したのに対し、主要メーカーのものも含め、テストされたクラス 6 以上 (および一部の下位クラス。下位クラスは必ずしも小さなファイルのパフォーマンスが優れているとは限らない) のすべてのカードは 100 倍以上遅いことがわかりました。[87] 2014 年、あるブロガーが小さな書き込みで 300 倍のパフォーマンス差を計測しました。このとき、このカテゴリで最高のカードはクラス 4 カードでした。[88]
特徴
カードセキュリティ
書き込みを無効にするコマンド
ホストデバイスは、SDカードを読み取り専用にするように命令することができます（その後の情報書き込みコマンドを拒否するため）。これを実現するホストコマンドには、可逆的なものと不可逆的なものの両方があります。[119] [120]
書き込み禁止ノッチ
フルサイズの SD カードのほとんどには「機械的な書き込み禁止スイッチ」があり、ユーザーはホスト コンピューターにデバイスを読み取り専用として扱うように指示できます。ホストが侵害された場合、カード上のデータは保護されません。「カードを保護するのはホストの責任です。書き込み禁止スイッチの位置 (つまり設定) はカードの内部回路にはわかりません。」[121]一部のホスト デバイスは、SD 仕様のオプション機能である書き込み禁止をサポートしておらず、読み取り専用表示に従うドライバーとデバイスは、ユーザーがそれを上書きする方法を提供する場合があります。[引用が必要]
スイッチは、カードのノッチを覆うスライド式のタブです。miniSD および microSD 形式は書き込み保護ノッチを直接サポートしていませんが、書き込み保護ノッチをサポートするフルサイズのアダプタに挿入することができます。[引用が必要]
SD カードを上から見たときに、右側 (角が斜めになっている側) に切り込みが入っている必要があります。[引用が必要]
左側には、書き込み禁止の切り込みがある場合があります。切り込みがない場合、カードは読み取りと書き込みが可能です。カードに切り込みがある場合は、読み取り専用です。カードに切り込みがあり、切り込みを覆うスライド タブがある場合、ユーザーはタブを上方 (接点の方向) にスライドさせてカードを読み取り/書き込み可能にするか、下方にスライドさせて読み取り専用にすることができます。[引用が必要]右の図は、ロック解除位置とロック位置の両方にあるオレンジ色のスライド式書き込み禁止タブを示しています。[引用が必要]
変更してはならないコンテンツが収録されたカードは、切り込みがありスライドタブがないため、永久的に読み取り専用としてマークされます。[引用が必要]
カードパスワード
ホストデバイスは、通常ユーザーが指定する最大 16 バイトのパスワードを使用して SD カードをロックできます。[引用が必要]ロックされたカードは、データの読み取りおよび書き込みコマンドを拒否することを除いて、ホストデバイスと通常どおり対話します。 [引用が必要]ロックされたカードは、同じパスワードを提供することによってのみロックを解除できます。ホストデバイスは、古いパスワードを指定した後、新しいパスワードを指定するか、ロックを無効にすることができます。パスワードがない場合 (通常、ユーザーがパスワードを忘れた場合)、ホストデバイスはカード上のすべてのデータを消去して将来の再利用を可能にするようにカードに指示できますが (DRM のカードデータを除く)、既存のデータにアクセスする方法はありません。[引用が必要]
Windows Phone 7デバイスは、携帯電話メーカーまたはモバイル プロバイダーのみがアクセスできるように設計された SD カードを使用します。携帯電話のバッテリー コンパートメントの下に挿入された SD カードは、「自動的に生成されたキーで携帯電話にロック」されるため、「SD カードを他の携帯電話、デバイス、または PC で読み取ることはできません」。[122]ただし、 Symbianデバイスは、ロックされた SD カードに必要な低レベル フォーマット操作を実行できる数少ないデバイスの 1 つです。そのため、 Nokia N8などのデバイスを使用してカードを再フォーマットし、後で他のデバイスで使用することが可能です。[123]
スマートSDカード
スマートSDメモリカードは、内部に「セキュアエレメント」を備えたmicroSDカードであり、 SDバスを介して、たとえば内部セキュアエレメント上で実行されているJavaCardアプレットにISO 7816アプリケーションプロトコルデータユニットコマンドを転送することができます。 [124]
セキュアエレメントを備えたmicroSDメモリカードの最も初期のバージョンのいくつかは、近距離無線通信（NFC）とモバイル決済の先駆者であるDeviceFidelity, Inc.によって2009年に開発されました。 [125] [126] In2PayとCredenSE製品を導入し、後に2010年にVisaによってモバイル非接触型取引用に商品化され、認定されました。[127] DeviceFidelityはまた、iCaisseを使用してIn2Pay microSDをApple iPhoneで動作するように適応させ、2010年にAppleデバイスでの最初のNFC取引とモバイル決済を開拓しました。[128] [129] [130]
スマートSDカードは、決済アプリケーションや安全な認証のために様々な形で実装されてきました。[131] [132] 2012年にGood TechnologyはDeviceFidelityと提携し、モバイルIDとアクセス制御にセキュアエレメントを備えたmicroSDカードを使用しました。[133]
セキュアエレメントとNFC（近距離無線通信）をサポートするmicroSDカードはモバイル決済に使用されており、消費者に直接販売するモバイルウォレットやモバイルバンキングソリューションに使用されています。これらのソリューションの一部は、バンク・オブ・アメリカ、USバンク、ウェルズ・ファーゴなど世界中の大手銀行によって導入されました。[134] [135] [136]一方、他のソリューションは、2012年に初めて導入されたmonetoなどの革新的な新しい消費者に直接販売するネオバンクプログラムの一部でした。 [137] [138] [139] [140]
セキュアエレメントを搭載したmicroSDカードは、モバイルデバイスでの安全な音声暗号化にも使用されており、人と人との音声通信において最高レベルのセキュリティを実現しています。[141]このようなソリューションは、インテリジェンスとセキュリティの分野で広く使用されています。
2011年、HID Globalはアリゾナ州立大学と提携し、DeviceFidelity, Inc.が提供するセキュアエレメントとMiFareテクノロジーを搭載したmicroSDを使用して、学生向けのキャンパスアクセスソリューションを開始しました。[142] [143]これは、電子アクセスキーを必要とせずに通常の携帯電話を使用してドアを開けることができる初めてのケースでした。
ベンダーの機能強化
ベンダーは、さまざまなベンダー固有の機能を通じて、市場で自社製品を差別化しようと努めてきました。
- 統合Wi-Fi – 静的セキュリティ（WEP 40/104/128、WPA-PSK、WPA2-PSK）をサポートするWi-Fiトランシーバーを内蔵したSDカードを数社が製造している。このカードにより、SDスロットを備えたデジタルカメラは、撮影した画像をワイヤレスネットワーク経由で送信したり、ワイヤレスネットワークの範囲内に入るまでカードのメモリに画像を保存したりすることができる。例としては、Eye-Fi / SanDisk、Transcend Wi-Fi、Toshiba FlashAir、Trek Flucard、PQI Air Card、LZeal ez Shareなどがある。[144]一部のモデルでは、写真にジオタグが付けられる。
- プリロードされたコンテンツ– 2006年にサンディスクは、コンテンツ公開用の媒体として想定された、追加のデジタル著作権管理機能を備えたmicroSDカードであるGruviを発表しました。サンディスクは2008年に再びプリロードされたカードをslotMusicという名前で発表しましたが、この時はSDカードのDRM機能を一切使用していませんでした。[145] 2011年にサンディスクは、1枚のslotMusicカードに1000曲のさまざまなコレクションを約40ドルで提供しましたが、[146]互換性のあるデバイスに制限され、ファイルをコピーする機能はありませんでした。
- 統合USBコネクタ– SanDisk SD Plus製品は、USBカードリーダーを必要とせずにUSBポートに直接差し込むことができます。 [147]他の企業も、 OCZ TechnologyのDuo SD製品や、 2008年のみ販売されていたA-DATAの3 Way（microSDHC、SDHC、USB）製品など、同等の製品を導入しました。
- さまざまな色– SanDisk は、カードの容量を示す半透明のプラスチック色の「ゲーム」ラインなど、さまざまな色のプラスチックまたは粘着ラベルを使用しています。2006 年に、Kingmax によって色分けされたカードが初めて採用された 256MB microSD は、その後他のブランド (SanDisk、Kioxia など) でも今日まで採用されてきました。
- 統合ディスプレイ- 2006年にADATAは、2文字のラベルとカード上の未使用メモリの量を表示するデジタルディスプレイを備えたSuper Info SDカードを発表しました。 [148]
SDIO カード
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SDIO (Secure Digital Input Output) カードは、SD 仕様を拡張して I/O 機能に対応させたものです。SDIO カードは、入出力機能をサポートするように設計されたホスト デバイス (通常はPalm Treoなどの PDA ですが、ラップトップや携帯電話の場合もあります) でのみ完全に機能します。[要出典]これらのデバイスは、SD スロットを使用して、GPS受信機、モデム、バーコード リーダー、FM ラジオチューナー、TV チューナー、RFIDリーダー、デジタル カメラ、 Wi-Fi、Bluetooth、イーサネット、IrDAへのインターフェイスをサポートできます。他にも多くの SDIO デバイスが提案されていますが、現在では USB インターフェイスを使用して I/O デバイスを接続する方が一般的です。[要出典]
SDIO カードは、SD カードのメモリ コマンドのほとんどをサポートします。SDIO カードは 8 つの論理カードとして構成できますが、現在、SDIO カードがこの機能を使用する一般的な方法は、1 つの I/O カードと 1 つのメモリ カードとして構成することです。[引用が必要]
SDIO および SD インターフェイスは、機械的にも電気的にも同一です。SDIO カード用に構築されたホスト デバイスは、通常、I/O 機能のない SD メモリ カードを受け入れます。ただし、逆は当てはまりません。ホスト デバイスは、カードの I/O 機能をサポートするために適切なドライバーとアプリケーションを必要とするためです。たとえば、HP SDIO カメラは、アクセサリとしてリストされていない PDA では通常動作しません。SDIO カードを任意の SD スロットに挿入しても、ホスト デバイスに物理的な損傷や中断は発生しませんが、互換性があるように見えるスロットに挿入しても SDIO カードが完全に機能しないことにユーザーは不満を感じることがあります。(USB デバイスと Bluetooth デバイスは、標準化されたUSB デバイス クラスとBluetooth プロファイルのおかげで、程度は低いものの、同様の互換性の問題を示します。) [引用が必要]
SDIO ファミリは、低速カードとフルスピード カードで構成されています。どちらのタイプの SDIO カードも、シリアル ペリフェラル インターフェイス(SPI) と 1 ビット SD バス タイプをサポートしています。低速 SDIO カードは 4 ビット SD バスもサポートできますが、フルスピード SDIO カードは 4 ビット SD バスをサポートする必要があります。SDIO カードを「コンボ カード」(メモリと I/O の両方) として使用するには、ホスト デバイスで最初に 4 ビット SD バス操作を選択する必要があります。低速 SDIO のその他の 2 つのユニークな機能は、すべての通信の最大クロック レートが 400 kHz であることと、ピン 8 を「割り込み」として使用してホスト デバイスとの対話を開始しようとすることです。[149]
互換性
新しいバージョンの仕様に準拠したホストデバイスは下位互換性を提供し、古いSDカードを受け入れます。[61]たとえば、SDXCホストデバイスは以前のすべてのSDメモリカードファミリを受け入れ、SDHCホストデバイスは標準のSDカードも受け入れます。
古いホストデバイスは一般的に新しいカードフォーマットをサポートしておらず、カードで使用されるバスインターフェースをサポートしている場合でも、[55]いくつかの要因が発生します。
- 新しいカードでは、ホストデバイスが処理できる容量よりも大きな容量[ broken anchor ]が提供される場合があります (SDHC の場合は 4 GB 以上、SDXC の場合は 32 GB 以上)。
- 新しいカードでは、ホストデバイスがナビゲートできないファイルシステム[ broken anchor ]が使用されている可能性があります (SDHC の場合はFAT32、 SDXC の場合はexFAT )
- SDIO カードを使用するには、カードが提供する入出力機能に合わせてホスト デバイスを設計する必要があります。
- カードのハードウェアインターフェースは、バージョン2.0（新しい高速バスクロック、ストレージ容量ビットの再定義）およびSDHCファミリー（超高速（UHS）バス）から変更されました。
- UHS-IIは物理的にピンの数が多いが、スロットとカードの両方でUHS-Iおよび非UHSと下位互換性がある。[92]
- 一部のベンダーは、SDA が 1 GB を超える SDSC カードを製造方法を標準化する前に製造していました。
市場
セキュアデジタルカードはコンパクトなため、多くの民生用電子機器に使用されており、数ギガバイトのデータを小さなサイズで保存する手段として広く普及しています。デジタルカメラ、ビデオカメラ、ビデオゲーム機など、ユーザーが頻繁にカードを取り外したり交換したりするデバイスでは、フルサイズのカードが使用される傾向があります。携帯電話、GoPro Heroシリーズなどのアクションカメラ、カメラドローンなど、小型であることが最も重要であるデバイスでは、microSDカードが使用される傾向があります。[1] [2]
携帯電話
microSD カードは、メーカーと消費者の両方にさらなる柔軟性と自由を与えることで、スマートフォン市場の推進に貢献してきました。
クラウドストレージは安定したインターネット接続と十分な容量のデータプランに依存しますが、モバイルデバイスのメモリカードは、場所に依存しないプライベートなストレージ拡張を提供し、転送速度がはるかに速く、ネットワーク遅延がないため、写真やビデオの録画などのアプリケーションが可能になります。ブリックされたデバイスの内部に保存されたデータにはアクセスできませんが、メモリカードに保存されたデータは、大容量ストレージデバイスとしてユーザーが外部から回収してアクセスできます。USBによる外出先でのストレージ拡張よりも優れているのは、人間工学に妥協しないことです。メモリカードを使用すると、携帯電話の交換不可能な内部ストレージが、過度のカメラ使用やWiFi Direct経由のポータブルFTPサーバーホスティングなどの負荷の高いアプリケーションによる摩耗から保護されます。メモリカードの技術開発により、既存のモバイルデバイスのユーザーは、時間の経過とともにストレージをさらに拡張し、価格も高くすることができます。[150] [151] [152]
Windows MobileやAndroidなどの主要なオペレーティングシステムの最近のバージョンでは、microSDカードからアプリケーションを実行できるようになり、モバイルコンピューティング市場でSDカードの新しい使用モデルの可能性が生まれ、また、利用可能な内部ストレージスペースが解放されます。[153]
SD カードは、小型ラジオの放送局プリセットなど、少量の不揮発性メモリしか必要としないデバイスでは、最も経済的なソリューションではありません。また、CompactFlashなどの他のフラッシュカード規格が提供するような、より高いストレージ容量や速度を必要とするアプリケーションにも最適な選択肢ではない可能性があります。これらの制限は、最大 128 TB のストレージ容量を可能にする新しい SD 7.0 仕様などの進化するメモリ技術によって解決される可能性があります。[b] [154]
タブレットや携帯電話を含む、あらゆる種類の多くのパーソナル コンピュータは、内蔵スロットまたはアクティブ電子アダプタを介して SD カードを使用します。アダプタには、PC カード、ExpressBus、USB、FireWire、およびパラレル プリンタ ポート用のものがあります。アクティブ アダプタを使用すると、 CompactFlashなどの他の形式用に設計されたデバイスでも SD カードを使用できます。FlashPathアダプタを使用すると、フロッピーディスクドライブで SD カードを使用できます。
Samsung Galaxy Fit (2011) やSamsung Galaxy Note 8.0 (2013)などの一部のデバイスでは、 SD カード コンパートメントが外部にあり、手でアクセスできますが、他のデバイスではバッテリー カバーの下にあります。最近の携帯電話では、メモリ カードとSIM カードの両方を収納するトレイにピンホール イジェクト システムが使用されています。
偽造品
市場には、偽の容量を報告したり、ラベルよりも遅く動作したりする、誤ったラベルが貼られたり、偽造されたセキュアデジタルカードがよく見られます。[155] [156] [157]偽造品を チェックして検出するためのソフトウェアツールが存在し、[158] [159] [160]場合によっては、これらのデバイスを修理して誤った容量情報を削除し、実際のストレージ制限を使用できることもあります。[161]
偽造カードの検出には通常、ランダム データを含むファイルをSD カードの容量に達するまでコピーし、それをコピーし直すという作業が含まれます。コピーし直したファイルは、チェックサム (例: MD5 ) を比較するか、圧縮を試みることでテストできます。後者のアプローチは、偽造カードではユーザーがファイルを読み戻すことができ、そのファイルは簡単に圧縮できる均一なデータ (例: 0xFFの繰り返し) で構成されるという事実を活用します。
デジタルカメラ
セキュアデジタルメモリーカードは、アダプターを使用してソニーXDCAM EXビデオカメラで使用できます。 [162]
パソコン
多くのパーソナルコンピュータは、内蔵スロットを使用して補助記憶装置として SD カードに対応しているか、USB アダプタを使用して SD カードに対応していますが、SD カードのどのタイプも ATA 信号をサポートしていないため、オンボード ATA コントローラを介してSD カードをプライマリハードディスクとして使用することはできません。プライマリハードディスクとして使用するには、別の SD ホスト コントローラ[163]または SD-CompactFlash コンバータが必要です。ただし、 USB インターフェイスからのブートストラップをサポートするコンピュータでは、ブートストラップが完了すると USB アクセスをサポートするオペレーティング システムが含まれている場合、USB アダプタ内の SD カードはブート ディスクになることができます。
ノートパソコンやタブレット コンピューターでは、内蔵メモリ カード リーダーのメモリ カードの方が、 USBフラッシュ ドライブよりも人間工学的な利点があります。USB フラッシュ ドライブはデバイスから突き出ているため、ユーザーはデバイスを持ち運ぶときにぶつからないように注意する必要があり、ぶつかると USB ポートが損傷する可能性があります。メモリ カードは統一された形状をしており、コンピューターの専用カード スロットに挿入しても USB ポートが予約されません。
2009年後半以降、SDカードリーダーを搭載した新しいAppleコンピュータでは、 Mac OS拡張ファイル形式に適切にフォーマットされ、デフォルトのパーティションテーブルがGUIDパーティションテーブルに設定されている場合、SDストレージデバイスからmacOSを起動できるようになりました。[164]
SDカードは、Atari 8ビットコンピュータのようなビンテージコンピュータの所有者の間で使用と人気が高まっています。たとえば、SIO2SD（SIOは外部デバイスを接続するためのAtariポート）が現在使用されています。8ビットAtari用のソフトウェアは、ディスクサイズが4〜8 GB未満の1枚のSDカードに含まれている場合があります（2019年）。[165]
組み込みシステム
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2008年、SDAは、プリント基板上で取り外し不可能なSD型デバイスを可能にするために、「よく知られているSD規格を活用した」Embedded SDを規定した。[166]しかし、この規格は市場には採用されず、MMC規格が組み込みシステムの事実上の標準となった。サンディスクは、このような組み込みメモリコンポーネントをiNANDブランドで提供している。[167]
最近のマイクロコントローラの中には、より高速な独自の4ビットSDバスモードを使用するSDIOハードウェアを統合しているものもありますが、ほとんどの最近のマイクロコントローラには、より低速な1ビットSPIバスモードで動作するSDカードとインターフェースできるSPIユニットが少なくとも備わっています。そうでない場合は、ビットバンギングでSPIをエミュレートすることもできます（たとえば、SDカードスロットをLinksys WRT54G-TMルーターにはんだ付けし、 DD-WRTのLinuxカーネルを使用してGPIOピンに配線した場合、スループットはわずか1.6 Mbit/sでした）。[168]
音楽配信
録音済みの microSD は、 SanDiskのslotMusicおよびslotRadio、およびAstell & KernのMQS というブランドで音楽を商品化するために使用されてきました。
技術的な詳細
microSDカードと標準SDカードアダプター
物理的なサイズ
SD カード仕様では、3 つの物理サイズが定義されています。SD および SDHC ファミリは 3 つのサイズすべてで利用できますが、SDXC および SDUC ファミリはミニ サイズで利用できず、SDIO ファミリはマイクロ サイズで利用できません。パッシブ アダプタを使用することで、より小さいカードでも大きなスロットで使用できます。
標準
- SD (SDSC)、SDHC、SDXC、SDIO、SDUC
- 32mm × 24mm × 2.1mm（1+17 ⁄ 64 インチ × 15 ⁄ 16 インチ × 5 ⁄ 64 インチ)
- 32mm × 24mm × 1.4mm（1+17 ⁄ 64 インチ × 15 ⁄ 16 インチ × 1 ⁄ 16 インチ)(MMC と同じ薄さ)Thin SD(希少)
ミニSD
- ミニSD、ミニSDHC、ミニSDIO
- 21.5 mm × 20 mm × 1.4 mm ( 27 ⁄ 32 インチ × 25 ⁄ 32 インチ × 1 ⁄ 16 インチ)
マイクロSD
マイクロフォームファクターは最も小さいSDカードフォーマットです。[169]
- microSD、microSDHC、microSDXC、microSDUC
- 15 mm × 11 mm × 1 mm ( 19 ⁄ 32 インチ × 7 ⁄ 16 インチ × 3 ⁄ 64 インチ)
転送モード
カードは、以下のバス タイプと転送モードのさまざまな組み合わせをサポートできます。次のセクションで説明するように、SPI バス モードと 1 ビット SD バス モードは、すべての SD ファミリに必須です。ホスト デバイスと SD カードがバス インターフェイス モードをネゴシエートすると、番号付きピンの使用方法はすべてのカード サイズで同じになります。
- SPI バス モード: シリアル ペリフェラル インターフェイス バスは、主に組み込みマイクロコントローラで使用されます。このバス タイプは 3.3 ボルト インターフェイスのみをサポートします。これは、ホスト ライセンスを必要としない唯一のバス タイプです。[引用が必要]
- 1 ビット SD バス モード:コマンド チャネルとデータ チャネルが分離され、独自の転送形式が使用されます。
- 4 ビット SD バス モード:追加のピンといくつかの再割り当てされたピンを使用します。これは、1 つのコマンドと 4 つのデータ ラインを使用してデータ転送を高速化する 1 ビット SD バス モードと同じプロトコルです。すべての SD カードはこのモードをサポートしています。UHS-I および UHS-II ではこのバス タイプが必要です。
- 2 つの差動ライン SD UHS-II モード: 2 つの低電圧差動信号インターフェイスを使用してコマンドとデータを転送します。UHS-II カードには、SD バス モードに加えてこのインターフェイスが含まれています。
物理インターフェースは9本のピンで構成されていますが、miniSDカードでは中央に未接続のピンが2本追加され、microSDカードでは2本のVSS （グランド）ピンのうち1本が省略されています。[170]
注:
インタフェース
コマンドインターフェース
SDカードとホストデバイスは、最初は同期1ビットインターフェースを介して通信します。ホストデバイスは、SDカードに1ビットをストローブするクロック信号を提供します。これにより、ホストデバイスは48ビットのコマンドを送信し、応答を受信します。カードは応答が遅れることを通知できますが、ホストデバイスは対話を中止できます。[96]
ホストデバイスは、さまざまなコマンドを発行することで、次のことを行うことができます。[96]
- SDカードの種類、メモリ容量、機能を確認する
- カードに異なる電圧、異なるクロック速度、または高度な電気インターフェースを使用するように指示する
- フラッシュ メモリに書き込むブロックを受信するようにカードを準備するか、指定されたブロックの内容を読み取って応答します。
コマンド インターフェイスは、 MultiMediaCard (MMC) インターフェイスの拡張です。SD カードでは、MMC プロトコルの一部のコマンドのサポートが廃止されましたが、コピー保護に関連するコマンドが追加されました。挿入されたカードの種類を判別するまで、両方の規格でサポートされているコマンドのみを使用することで、ホスト デバイスは SD カードと MMC カードの両方に対応できます。
電気インターフェース
すべてのSDカードファミリーは、最初は3.3 ボルトの電気インターフェースを使用します。コマンドにより、SDHCカードとSDXCカードは1.8Vの動作に切り替えることができます。[96]
電源投入時またはカード挿入時に、ピン1の電圧によってシリアルペリフェラルインターフェース（SPI）バスまたはSDバスのいずれかが選択されます。SDバスは1ビットモードで開始しますが、SDカードがサポートしている場合は、ホストデバイスが4ビットモードに切り替えるコマンドを発行できます。さまざまなカードタイプでは、4ビットSDバスのサポートはオプションまたは必須です。[96]
SD カードがサポートしていることを確認した後、ホスト デバイスは SD カードに高速転送速度への切り替えを指示することもできます。カードの能力を確認するまで、ホスト デバイスは 400 kHz を超えるクロック速度を使用しないでください。SDIO 以外の SD カード (下記参照) の「デフォルト速度」クロック速度は 25 MHz です。ホスト デバイスは、カードがサポートする最大クロック速度を使用する必要はありません。電力を節約するために、最大クロック速度よりも低い速度で動作する場合があります。[96]コマンド間では、ホスト デバイスはクロックを完全に停止できます。
MBR と FAT
ほとんどの SD カードは、1 つ以上のMBR パーティションでフォーマット済みで出荷されます。最初のパーティションまたは唯一のパーティションには、ファイル システムが含まれています。これにより、SD カードはパソコンのハード ディスクのように動作します。SD カードの仕様によると、SD カードは MBR と次のファイル システムでフォーマットされています。
SD カードを使用するほとんどの消費者向け製品は、このようにパーティション分割されフォーマットされていることを前提としています。FAT12、FAT16、FAT16B、FAT32 のユニバーサル サポートにより、互換性のある SD リーダーを備えたほとんどのホスト コンピューターで SDSC カードと SDHC カードを使用でき、階層ディレクトリ ツリーで名前付きファイルを使用する使い慣れた方法をユーザーに提供できます。[引用が必要]
このような SD カードでは、Mac OS X の「ディスクユーティリティ」や Windows のSCANDISKなどの標準ユーティリティ プログラムを使用して、破損したファイル システムを修復したり、削除されたファイルを回復したりすることができます。このようなカードでは、FAT ファイル システムのデフラグツールを使用できます。結果として得られるファイルの統合により、ファイルの読み取りまたは書き込みに必要な時間がわずかに改善される可能性がありますが、[172]ハード ドライブのデフラグに匹敵する改善ではありません。ハード ドライブのデフラグでは、ファイルを複数のフラグメントに保存するために、ドライブ ヘッドの追加の物理的な、比較的遅い移動が必要になります。[引用が必要]さらに、デフラグは SD カードへの書き込みを実行し、カードの定格寿命にカウントされます。物理メモリの書き込み耐久性については、フラッシュ メモリに関する記事で説明されています。カードのストレージ容量を増やす新しいテクノロジでは、書き込み耐久性が低下します。[引用が必要]
容量が32MB [i]以上（論理セクター数が65,536以上）で2GB以下のSDカードを再フォーマットする場合[d]、 カードが消費者向けデバイス用であれば、パーティションタイプ06hおよびEBPB 4.1 [171]のFAT16Bが推奨されます。（FAT16Bは4GBカードのオプションでもありますが、64KBのクラスターを使用する必要がありますが、これは広くサポートされていません。）FAT16Bは4GBを超えるカードをまったく サポートしていません[d] 。
SDXC仕様では、 Microsoft独自 のexFATファイルシステムの使用が義務付けられており[173]exfat-utils 、適切なドライバ（Linuxの場合は/など）が必要になる場合がありますexfat-fuse。
再フォーマットのリスク
SDカードを異なるファイルシステムで、あるいは同じファイルシステムで再フォーマットすると、カードの速度が低下したり、寿命が短くなったりすることがあります。一部のカードはウェアレベリングを使用しており、頻繁に変更されるブロックが異なる時間にメモリの異なる部分にマッピングされます。また、一部のウェアレベリングアルゴリズムは、FAT12、FAT16、またはFAT32に典型的なアクセスパターン向けに設計されています。[174]さらに、フォーマット済みのファイルシステムでは、カード上の物理メモリの消去領域と一致するクラスタサイズが使用される場合があります。再フォーマットすると、クラスタサイズが変更され、書き込み効率が低下する可能性があります。SDアソシエーションは、WindowsおよびMac OS Xでこれらの問題を克服するためのSDフォーマッタソフトウェアを無料でダウンロードできるようにしています。[175]
SD/SDHC/SDXCメモリーカードには、SD規格のセキュリティ機能のために「保護領域」がカード上に設けられています。標準フォーマッタもSDアソシエーションフォーマッタもこれを消去することはできません。SDアソシエーションは、SDセキュリティ機能を使用するデバイスやソフトウェアがこれをフォーマットすることを推奨しています。[175]
消費電力
SD カードの消費電力は、速度モード、メーカー、モデルによって異なります。[引用が必要]
転送中は66～330 mW（電源電圧3.3 Vで20～100 mA）の範囲になります。TwinMOS Technologiesの仕様では、転送中の最大149 mW（45 mA）と記載されています。東芝は264～330 mW（80～100 mA）と記載しています。[176]スタンバイ電流ははるかに低く、2006年のmicroSDカード1枚あたり0.2 mA未満です。[177]長時間のデータ転送がある場合、バッテリー寿命が著しく短くなる可能性があります。参考までに、スマートフォンのバッテリー容量は通常約6 Whです（Samsung Galaxy S2：1650 mAh @ 3.7 V）。
ホストデバイスがバス速度モード SDR104 または UHS-II をサポートしている場合、最新の UHS-II カードは最大 2.88 W を消費します。UHS-II ホストの場合の最小消費電力は 720 mW です。[引用が必要]
ストレージ容量と互換性
すべての SD カードでは、カードに保存できる情報量をホスト デバイスが決定します。また、各 SD ファミリの仕様により、準拠カードが報告する最大容量がホスト デバイスに保証されます。
2006年6月にバージョン2.0（SDHC）仕様が完成した時点で、[179]ベンダーはすでにバージョン1.01で指定されたとおり、またはバージョン1.00を独創的に解釈して、2GBおよび4GBのSDカードを考案していました。その結果生まれたカードは、一部のホストデバイスでは正しく動作しませんでした。[180] [181]
1 GB 以上の SDSC カード
SDバージョン1.00では、ブロックあたり512バイトを想定していました。これにより、最大4,096 × 512 × 512 B = 1 GBのSDSCカードが可能になりました。[d]
バージョン1.01では、SDSCカードは4ビットフィールドを使用してブロックあたり1,024バイトまたは2,048バイトを示すようになりました。[96]これにより、Transcend 4 GB SDカード、Memorette 4 GB SDカード、Hoco 4 GB microSDカードなど、2 GBおよび4 GBの容量を持つカードが可能になりました。[引用が必要]
ストレージ容量の計算
カード固有データ (CSD) レジスタの形式は、バージョン 1 (SDSC) とバージョン 2.0 (SDHC と SDXC を定義) の間で変更されました。
バージョン 1
SD仕様のバージョン1では、最大2GB [d]の容量は、CSDのフィールドを次のように組み合わせて計算されます。
容量 = ( C_SIZE + 1) × 2 ( C_SIZE_MULT + READ_BL_LEN + 2) どこ 0 ≤ C_SIZE ≤ 4095、 0 ≤ C_SIZE_MULT ≤ 7、 READ_BL_LENは 9 (512 バイト/セクターの場合) または 10 (1024 バイト/セクターの場合)
その後のバージョンでは（セクション4.3.2）、2GBのSDSCカードはREAD_BL_LEN（およびWRITE_BL_LEN）を1,024バイトに設定して、上記の計算でカードの容量を正しく報告できるようにする必要があるが、一貫性を保つために、ホストデバイスは（CMD16によって）512Bを超えるブロック長を要求してはならないと規定されている。[96]
バージョン2と3
SDHCカードのバージョン2.0の定義では、CSDのC_SIZE部分は22ビットで、メモリサイズを512KBの倍数で示しています（C_SIZE_MULTフィールドは削除され、READ_BL_LENは容量の計算に使用されなくなりました）。以前は予約されていた2ビットは現在カードファミリーを識別します。0はSDSC、1はSDHCまたはSDXC、2と3は予約されています。[96]これらの再定義により、古いホストデバイスはSDHCまたはSDXCカードを正しく識別せず、その正しい容量も識別しません。
- SDHC カードは、32 GB を超えない容量を報告するように制限されています。[引用が必要]
- SDXC カードは、C_SIZE フィールドの 22 ビットすべてを使用できます。そのようにした SDHC カード (容量が 32 GB を超えることを示すために C_SIZE > 65,375 を報告) は、仕様に違反します。カードの最大容量を決定するために仕様ではなく C_SIZE に依存するホスト デバイスは、そのようなカードをサポートする可能性がありますが、そのカードは他の SDHC 互換ホスト デバイスでは機能しない可能性があります。[引用が必要]
容量は次のように計算されます:
容量 = ( C_SIZE + 1) × 524288
SDHCの
4112 ≤ C_SIZE ≤ 65375
≈2 GB ≤ 容量 ≤ ≈32 GB
SDXCの
65535 ≤ C_SIZE
≈32 GB ≤ 容量 ≤ 2 TB [引用が必要]
4 GB を超える容量は、バージョン 2.0 以降に従うことによってのみ実現できます。また、互換性を保証するには、4 GB に等しい容量も 4 GB にする必要があります。[引用が必要]
仕様のオープン性
ほとんどのメモリ カード形式と同様に、SD は多数の特許と商標で保護されています。SDIO カードを除き、メモリカードとホスト アダプタの製造と販売には SD カード ライセンスのロイヤリティが課せられます (年間 1,000 ドル、メンバーシップは年間 1,500 ドル) [要出典]
SD仕様の初期バージョンは、オープンソースドライバの開発を禁止する秘密保持契約（NDA）の下で利用可能でした。しかし、最終的にシステムはリバースエンジニアリングされ、フリーソフトウェアドライバがDRMを使用しないSDカードへのアクセスを提供しました。ほとんどのオープンソースドライバのリリース後、SDAは、互換性の問題を軽減するために、より制限の少ないライセンスの下で仕様の簡略版を提供しました。[182]
免責事項の合意に基づき、SDカードとは対照的に、2006年にSDAによってリリースされた簡略化された仕様は、後に物理層、ASSD拡張、SDIO、SDIO Bluetooth Type-Aに拡張されました。[183]
簡易仕様書[184]が利用可能である。
繰り返しになりますが、ほとんどの情報はすでに発見されており、Linux には完全に無料のドライバーがありました。それでも、この仕様に準拠したチップを構築することで、One Laptop per Childプロジェクトは「SD ドライバーやアプリケーションを作成するために SDI ライセンスを取得したり NDA に署名したりする必要がない、最初の真のオープン ソース SD 実装」を主張しました。[185]
完全な SD 仕様の独占的性質は、組み込みシステム、ラップトップ コンピューター、および一部のデスクトップ コンピューターに影響を及ぼします。多くのデスクトップ コンピューターにはカード スロットがなく、必要に応じてUSBベースのカード リーダーを使用します。[引用が必要]これらのカード リーダーは、メモリ カードへの標準USB マス ストレージインターフェイスを提供するため、オペレーティング システムと基礎となる SD インターフェイスの詳細が切り離されます。[引用が必要]ただし、組み込みシステム (ポータブル ミュージック プレーヤーなど) は通常、SD カードに直接アクセスするため、完全なプログラミング情報が必要になります。[引用が必要]デスクトップ カード リーダー自体が組み込みシステムです。通常、製造元は SD 仕様への完全なアクセスに対して SDA に料金を支払っています。[引用が必要]現在、多くのノートブック コンピューターには、USB ベースではない SD カード リーダーが搭載されています。これらのデバイス ドライバーは、組み込みシステムと同様に、基本的に SD カードに直接アクセスできます。[引用が必要]
SPIバス インターフェイス モードは、SD カードにアクセスするためにホスト ライセンスを必要としない唯一のタイプです。[引用が必要]
データ復旧
故障したSDカードは、フラッシュストレージを含む中央部分が物理的に損傷していない限り、特殊な機器を使用して修理できます。この方法ではコントローラーを回避できます。コントローラーが同じ物理ダイ上にあるモノリシックカードの場合は、これはより困難または不可能になる可能性があります。[186] [187]
参照
脚注
- ^ 特に明記しない限り、1 MB は 100 万バイトに相当します
- ^ abcdef ここで、1 TB = 1024 4 B
- ^ 特に明記しない限り、この記事では1 TB = 1000億バイト
- ^ ここでの abcdefg 、1 GB = 1 GiB = 2 30 B
- ^ この速度は DDR208 コントローラを使用することで達成できます。
- ^ 必要な録画および再生スピードクラスの要件はデバイスによって異なる場合があります。
- ^ 1KB = 1024B
- ^ abc ストレージ容量と互換性に関する説明を参照してください。
- ^ abcd ここで、MB = 1024 2 B
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外部リンク
