Карта памяти SanDisk Ultra microSDXC 200 ГБ и некоторые другие сопутствующие вопросы
И некоторые другие сопутствующие вопросы
Давно мы уже не писали ничего о картах памяти, чему есть объективные причины: никаких ярких событий на этом рынке не происходит. Закончилась «война стандартов», основную часть рынка заняли карты Secure Digital, вытеснив практически всех конкурентов, и только CompactFlash продолжает держать позиции в профессиональной аппаратуре, поскольку ее меняют не так уж часто. «Война форматов» в рамках SD-семейства тоже кончилась: «полноразмерные» модели продолжают применяться в фототехнике, а остальные сегменты рынка мобильных устройств плотно оккупированы microSD. Емкости всех карт постоянно растут, производительность тоже повышается, но не быстро и не равномерно: пропускная способность интерфейсов здесь лимитирующим фактором не является, а потребности большинства устройств, где карты используются, тоже невелики, так что доплачивать за скорость большинство пользователей нужным не считает. В общем, это направление стало тихим и спокойным сегментом рынка. Как, например, дискеты в свое время — использовались долго, дисководы встречались повсеместно, но кому в здравом уме пришло бы в голову их тестировать где-нибудь в середине 90-х или позднее?
Вот и здесь ситуация похожа, но все-таки не совсем: как уже было сказано, емкость и скорость растут. И не так давно компания SanDisk взяла очередную вершину, выпустив на рынок карту microSDXC емкостью 200 ГБ. Почему это важное событие? Потому что привычными на этом рынке всегда были «двоичные» единицы, т. е. степени двойки: 16, 32, 64, 128 ГБ. Следующим шагом, очевидно, должно было стать 192 или 256 ГБ. Но это неинтересно, и внимание привлечь сложно. А вот 200 ГБ — вполне такое «некомпьютерное» значение, в очередной раз показывающее, что этот рынок становится все более «бытовым» и поворачивается лицом к «простому пользователю», которому как раз двоичная система не кажется логичной. В бытовых единицах проще: 200 и есть 200. Впрочем, мы не удивились бы, окажись следующей вершиной 256 ГБ: прямо сейчас это могло просто не получиться, а 192 ГБ — неинтересно, поскольку с точки зрения массового пользователя порядок величины тот же, что и у 128 ГБ (больше 100, но меньше 200). Так что появление в линейке такого непривычного номинала (при том, что полноразмерные SD- и CF-карты у SanDisk более «традиционные») может иметь под собой очень приземленные причины, а вовсе не желание изменить рынок. Однако так оно или не так — не столь уж важно. Важно то, что новая вершина емкости взята и оказалась именно такой. Что само по себе привлекает внимание, и не только наше. Ну а раз уж появился хороший повод обратить свое внимание на данный сегмент рынка, есть смысл вспомнить и возникающие при увеличении емкостей карт вопросы совместимости. Тем более, занимались мы ими последний раз очень давно.
SD, SDHC и SDXC — в чем разница?
Зачастую (и нами тоже) все эти карты называются SD (или, соответственно, microSD), хотя на самом деле, согласно спецификациям, они действительно делятся на три группы в зависимости от емкости: SD-карты ограничены 2 ГБ, SDHC — от 4 до 32 ГБ, а SDXC — это все, что больше 32 ГБ. Таким образом, наша карта на 200 ГБ — это microSDXC. Официально такие карты поддерживаются только самыми современными моделями цифровой техники, в то время как чуть более старые аппараты, как правило, рассчитаны на microSDHC. Есть ли между этими форматами принципиальные различия?
Начнем с самого первого и старого ограничения емкости: почему SD «без суффиксов» (сейчас их рекомендовано называть SDSC, однако такими рекомендациями постфактум обычно все пренебрегают) ограничены 2 ГБ? Изначально при разработке стандарта было решено, что на картах должен адресоваться каждый байт, а длина адреса была заложена равной 32 битам. Таким образом, максимальная емкость для всех карт, соответствующих спецификациям SD 1.0 и 1.1, равна 232, или 4 ГБ (причем «компьютерных» — в «системных» это около 4,1 ГБ). На деле она даже меньше, поскольку в качестве стандартной файловой системы была жестко задана FAT16 (других пригодных тогда особо и не было), а там максимальный размер тома составлял 2 ГБ. Мало? Заметим, что в те годы емкость карт составляла десятки, а то и единицы мегабайт, поэтому ограничения стандарта были лишь теоретическими и никого не волновали. Более того, ранние устройства неспособны работать с картами больше 1 ГБ, однако этого на практике почти никто не заметил :)
А вот когда емкости карт начали «упираться» в 2 ГБ, проблема и стала в полный рост. В принципе, некоторые производители освоили выпуск и поддержку карт по 4 ГБ, которые вполне укладывались в ограничения стандарта (файловая система, в конце концов, зависит во многом от устройства), однако понятно было, что решение это временное и хватит его в лучшем случае на год-два. Требовались принципиальные изменения, и они были сделаны.
Вариантов у производителей было два: либо увеличивать длину адреса, либо менять гранулярность, т. е. делать минимальной единицей не байт, а сектор (благо на практике все равно они и использовались). Первое решение позволило бы поднять теоретический предел до астрономических значений, но переделывать пришлось бы всю логику работы с картами. Второе при использовании стандартных секторов в 512 байт ограничивает емкость величиной 2 ТБ, зато малой кровью. Выбран был именно второй путь, благо увеличение емкости в 1000 раз казалось более чем достаточным. Сейчас, впрочем, этот предел уже начал маячить где-то на горизонте, поскольку емкость «полноразмерных» SD достигла 512 ГБ, да и миниатюрные модификации, как видим, начали «разменивать» сотни гигабайт. Однако при необходимости проблему можно решить так же, как и раньше: простым увеличением размера сектора. Прочие накопители уже в основном отказались от секторов по 512 байт, перейдя к 4К байтам, а карты могут использовать и бо́льшие значения — например, сектор в 128К байт обеспечит емкости в 512 ТБ, чего хватит еще надолго, и т. п. Все равно после перехода границы в 2 ТБ придется отказываться от архаичных MBR-разделов, так что адаптация стандарта в любом случае необходима.
Почему же стандартных типов карт, более емких, чем 2 ГБ, не один, а два? Дело в файловой системе, которая для Secure Digital фиксирована спецификациями, о чем уже было сказано выше. SDHC — это карты с секторной адресацией, использующие FAT32, а SDXC — уже exFAT. В принципе, и первой системы вполне достаточно для поддержки разделов емкостью 2 ТБ, а это как раз максимум для карт с сектором по 512 байт, однако... Однако разработавшая эту ФС компания Microsoft не рекомендует использовать ее на разделах больше 32 ГБ. Нельзя сказать, что это такое уж жесткое ограничение, которое нельзя обойти, однако производители предпочитают хотя бы формально его учитывать. В принципе, как нам кажется, если бы SD-ассоциацию не поджимали сроки, порядка на рынке могло бы быть и больше: SDHC-карты были анонсированы в январе 2006 года, а exFAT на рынке дебютировала в ноябре того же года. Развивайся события чуть иначе, версию «SD с FAT32» можно было бы не разрабатывать, поддержка exFAT в бытовую и прочую технику внедрялась бы гораздо быстрее (а не с таким скрипом, как на самом деле), да и прочих мелких проблем можно было бы избежать. Однако получилось то, что получилось. В итоге на рынке появился такой «промежуточный» формат, как SDHC, причем порядка трех лет он был основным, но жив и сейчас, поскольку вложения в него сделаны, аппаратура выпущена и т. п. Собственно, пока карты низкой емкости продолжают поставляться, можно продолжать считать его живым. Конечно, сейчас, спустя почти семь лет после появления спецификаций SD 3.0 (в которых впервые были описаны карты SDXC) и в условиях, когда карты с секторами по 512 байт уже не так далеки от своего теоретического максимума, можно было бы обойтись без SDHC. В итоге, правда, возникают любопытные коллизии, позволяющие некоторым пользователям обходиться без SDXC, о чем мы сейчас и поговорим.
Две стороны одного целого
Итак, как следует из вышесказанного, SDHC и SDXC различаются лишь программно, а вот от более ранних карт — аппаратно. Как устройство опознает, где что? При инициализации карты та сообщает всю информацию о себе, причем за семейство отвечает двухбитовое поле. В спецификациях 1.хх оно было зарезервировано, так что все обычные SD-карты обязаны были выдавать значение «00», а емкие — «01». При обнаружении ненулевого значения хост-система должна считать размер карты в секторах, равных 512 байт (вот почему мы выше написали, что их увеличение серьезных проблем не составит: для новых семейств еще остались значения «10» и «11»), а конкретный подтип определяется уже по общему размеру: до 32 ГБ включительно это SDHC, а более — SDXC.
Но является ли файловая система заданной жестко на практике? Разумеется, нет — ее можно легко поменять на компьютере. При этом, повторимся, FAT32 способна работать и на разделе в 2 ТБ, а больше спецификации вплоть до 4.0 включительно и не предусматривают. Так что в теории никто не мешает устройству, рассчитанному на SDHC, работать и с SDXC. На практике возможны нюансы.
Самый простой случай — устройство «знает», что ему не положено поддерживать карты более 32 ГБ, и в принципе отказывается с такими работать, даже не пытаясь. Мы с таким не сталкивались, однако к невозможным ситуация не относится. В этом случае ничего не поделаешь — значит, больше «одним куском» в устройство установить в принципе не удастся.
Второй (и куда более массовый) случай — устройство не обращает особого внимания на размер карты, так что ее опознает, однако exFAT при этом не поддерживает. А дальше этот вариант распадается на два возможных. Простой и приятный для пользователя — устройство способно корректно отформатировать карту под FAT32 своими средствами: в этом случае обычно можно быть уверенным в том, что и в дальнейшем не возникнет каких-либо побочных эффектов. (За исключением, конечно, собственных ограничений FAT32 — например, в виде неспособности хранить файлы размером больше 4 ГБ. Однако эти ограничения возникают и на картах до 32 ГБ, то есть можно считать, что пользователь ничего не теряет — просто получает возможность использования больших карт.) Такое поведение свойственно, например, многим смартфонам и планшетам. Более того, нередко свойственно оно и тем моделям, которые поддерживают карты на 64+ ГБ. Дело в том, что драйвер для поддержки exFAT стоит денег, так что огромное количество мелких производителей предпочитают на поддержке этой файловой системы сэкономить, однако отказываться от поддержки емких карт на высококонкурентом рынке опасно. Вот и организуют работу с ними так, как это проще сделать. Но тут уже особо выяснять нечего: если производитель говорит, что карты больше 32 ГБ поддерживаются — значит, поддерживаются. Если не говорит — значит, тоже очень может быть, что поддерживаются.
Хуже, если устройство само не способно отформатировать карту в «пригодный для себя» вид. Это не означает полного отсутствия совместимости, однако может привести к тому, что совместимость будет ограниченной. Что мы имеем в виду? Например, то, что отформатированная сторонними средствами карта будет «видна» и все файлы с нее будут читаться, но вот записать больше 32 ГБ данных, не извлекая карту из устройства (автономно или подключив его к компьютеру), будет невозможно. Для медиаплеера это всего лишь небольшое неудобство, поскольку файлы нужно будет записывать «сторонними средствами», а вот для фотоаппарата или видеокамеры такое поведение устройства по понятным причинам делает попытки использования емких карт бессмысленными, что нас возвращает к первому пункту. С небольшой вариацией — если производитель не отказывается принципиально поддерживать такие карты и жив, то можно надеяться на обновление прошивки. Либо, если устройство популярное, но уже не слишком хорошо поддерживаемое создателем, исправлением таких огрехов могут заняться энтузиасты, хотя на последнее рассчитывать особо не приходится.
Тестирование
Итак, описанная выше развернутая теоретическая часть показывает, что карты высокой емкости могут быть интересны и полезны даже тем... кому они до сих пор были не слишком интересны :) Причина проста: цена флэш-памяти постоянно снижается. При этом особого прогресса в развитии смартфонов или планшетов уже не видать, и вполне может случиться такое, что имеющееся устройство, купленное пару лет назад, будет устраивать пользователя не только сейчас, но и через год-другой — во всем, кроме емкости памяти. Мало ли: пожадничал сразу, выбирая ее объем (неважно — встроенный или на карте) — это можно и исправить, если в наличии есть слот расширения. А на последний иногда есть смысл ориентироваться сразу, поскольку по понятным причинам производители тех же смартфонов «продают гигабайты» дороже, чем производители карт, так что покупка аппарата с 16 ГБ памяти и картой на 128-200 ГБ может оказаться менее затратной, чем той же модели даже с 64 ГБ «на борту». Во избежание такой умножадности покупателей производители зачастую слотов для карт не предусматривают, но подобная продукция по понятным причинам к данному повествованию отношения не имеет.
Другой вопрос, а что интересует покупателя, кроме емкости? Как правило... ничего. Впрочем, для пользователей топовых фотоаппаратов и 4К-видеокамер скоростные показатели могут быть интересны, но там и миниатюрные карты все равно не используются. В некоторых «мыльницах» уже используются, однако последним любой карты достаточно, да и поддержкой скоростных интерфейсов в такой продукции не слишком озадачиваются. В планшете или смартфоне скорость может иметь значение, однако при обычных сценариях использования тоже, обычно, любая карта будет иметь избыточную производительность. И при обмене данными с компьютером тоже, благо в 99% случаев для этого используется интерфейс USB 2.0 или вовсе беспроводная сеть, так что узким местом окажется вовсе не карта.
С другой стороны, раз уж мы взялись за эту тему, то интересно посмотреть — как такие карты работают на практике. Просто интересно. Да и сравнить новинку от SanDisk с двумя более старыми картами компании тоже можно, благо под рукой нашлись. Таким образом, есть у нас три карты, причем все три поддерживают режим UHS-I, только две — стандартные microSDHC на 32 ГБ, а третья — как раз новинка (пока) непривычной емкости. С последней все ясно, а вот как с остальным?
Емкость
Впрочем, и с емкостью ясно не все: 200 ГБ — это 200 миллиардов байт или что-то около того, но флэш-продукты равной номинальной емкости могут иметь разную реальную. Поэтому интересно, сколько байт доступно для использования на свежеотформатированной карте.
| FAT32 | exFAT |
| 196 858 478 592 | 196 817 747 968 |
Что ж, ситуация понятная. Windows в обоих случаях рапортует о 183 ГБ, благо десятичным приставкам систему пока «не обучили». На практике же, как видим, использование FAT32 позволяет получить «лишних» 40 МБ сразу, да и в дальнейшем пространство будет расходоваться экономнее. Почему? Кластеры по 32 КБ и 128 КБ, т. е. даже самый маленький файл при использовании exFAT займет именно 128 КБ. Обычно потери дискового пространства оценивают в пол-кластера на файл, т. е. каждая 1000 файлов (а при таких емкостях их может быть много тысяч) это 64 МБ в пользу FAT32. В общем и целом, счет может пойти и на гигабайты, так что с точки зрения хранения большого количества мелких файлов «устаревшая» файловая система до сих пор актуальна и предпочтительна. Но вот для больших она просто не подходит, поскольку размер файла ограничен 4 ГБ, что сегодня уже может доставлять неудобства.
Компьютер
Для оценки предельно-достижимых скоростей мы воспользовались внутренним картоводом Comkia с интерфейсом USB 3.0 и программой CrystalDiskMark 5.0.2 с тестовой областью в 2 ГБ. Измерялись скорости последовательного чтения и записи в один поток с единичной глубиной очереди команд.
 |
 |
 |
|
| Последовательное чтение, МБ/с | 93,96 | 93,76 | 89,35 |
| Последовательная запись, МБ/с | 59,78 | 59,98 | 59,56 |
Как видим, все три карты практически идентичны, так что можно считать, что «узкое место» вовсе не в них. Хотя заметим, что при чтении данных новинка несколько хуже обеих карт меньшего объема, но на практике это вообще вряд ли будет заметно. Принципиально преимущество разве что над картами без поддержки UHS, которые в принципе ограничены примерно 20 МБ/с в любую сторону.
Планшет Coolpad Halo
Типичное устройство 2014 года, которое, правда, в этом и поменять-то не на что (пользуясь случаем, передаем привет любителям порассуждать о застое на компьютерном рынке и бурном прогрессе мобильных устройств), хотя изначально оно относилось к бюджетному сегменту. Соответственно и платформа Mediatek MT6592, а для хранения данных лишь 8 ГБ флэш-памяти (из них пользователю доступны лишь 5,68 ГБ или около того — в зависимости от конкретной системы), что и в прошлом году смотрелось странновато. Зато есть слот для microSD — официально до 32 ГБ.
Установка карты на 200 ГБ планшетом была воспринято нормально — система (LeWa OS на основе Android 4.2.2) распознать exFAT не смогла, но предложила провести форматирование карты под FAT32, с чем легко справилась. В дальнейшем никаких проблем в работе не наблюдалось, независимо от степени заполненности карты и объема передаваемых данных. А что со скоростными показателями? Для их проверки мы воспользовались бенчмарком A1 SD Bench в режимах Accurate (один из вариантов измерения последовательных скоростей) и Random I/O.
|
|
|
|
| Последовательное чтение, МБ/с | 63,95 | 62,92 | 61,84 |
| Последовательная запись, МБ/с | 30,37 | 32,43 | 17,68 |
| Случайное чтение, МБ/с | 20,9 | 19,63 | 17,66 |
| Случайная запись, МБ/с | 2,16 | 1,84 | 0,88 |
Как видим, здесь уже между картами разница больше, чем на компьютерном картоводе, а добавление к списку режимов со случайным доступом увеличивает ее еще сильнее. Но стоит отдавать себе отчет, что это низкоуровневые показатели, которых нужно еще суметь достичь при практическом использовании. Во всяком случае, в очередной раз можем напомнить, что карты без поддержки UHS ограничены скоростями в 20 МБ/с, а производителям техники как-то их нужно учитывать (тем более, что и до сих пор продаются).
Телефон Ulefone Be Touch
Более современное устройство, основанное на SoC MediaTek MT6752 и работающее под управлением Android 5.0. На него мы даже возлагали некоторые надежды в плане официальной поддержки SDXC (т. е. включая и работу с exFAT), благо производитель говорит о картах до 64 ГБ включительно. Однако на практике все оказалось в точности таким же, как и в предыдущем случае: телефон современную файловую систему не воспринял, посчитав необходимым карту переформатировать под FAT32, но в дальнейшем никаких проблем не возникло. Как и в предыдущем случае мы провели небольшое экспресс-тестирование скоростных показателей.
|
|
|
|
| Последовательное чтение, МБ/с | 21,95 | 21,93 | 21,67 |
| Последовательная запись, МБ/с | 45,21 | 44,91 | 45,4 |
| Случайное чтение, МБ/с | 16,04 | 11,18 | 10,84 |
| Случайная запись, МБ/с | 1,6 | 1,47 | 0,83 |
Существенно более низкая скорость чтения, присущая всем картам, скорее всего, обусловлена программными ограничениями — писать данные устройство умеет намного быстрее. Что же касается чтения и записи со случайным доступом, то тут разброс значений сильно увеличился. Впрочем, по субъективным ощущениям разницы между картами тоже нет — просто в одном случае доступно в шесть раз больше места. Так что о скорости можно просто вовсе не задумываться — лишь бы работало. А оно работает :)
Итого
Итак, подытожим. Скоростные показатели современных карт, как правило, не отличаются принципиально от более старых, так что особой необходимости в их тестировании нет: разница в скорости может иметь значение лишь в специфических областях, и для полноразмерных модификаций SD, а microSD в этих самых областях обычно не применяются. Что же касается емкости, то тут есть две новости — хорошая и плохая. Плохая — фиксация файловой системы в спецификациях и игры Microsoft вокруг «ограничений» ФС и подхода к их лицензированию до сих пор приводят к тому, что не все устройства поддерживают карты типа microSDXC в полной мере. Разумеется, судить всего по двум случаям не слишком оправданно, но только когда опасен излишний пессимизм, а не наоборот :) А вот как раз оптимизма добавляет то, что не слишком-то эта «полная» поддержка и требуется: очень часто никаких проблем не возникает, нужно просто использовать FAT32. Собственно, пользователю даже не нужно задумываться над этим вопросом — если это потребуется, тот же телефон, планшет или любое другое устройство на Android отформатирует карту, как надо. С iOS все еще проще, поскольку там карты памяти вообще не поддерживаются; «взрослые» версии Windows к файловой системе не привязаны; а Windows Phone, разумеется, полностью поддерживает exFAT. «За кадром» остаются разные цифромыльницы-плееры, но тут уже надо проверять конкретное устройство, причем для тех же плееров обычно имеется возможность использовать карты большего размера, чем «полностью» поддерживаются официально.
В общем, в этом плане увеличение емкости карт памяти мы можем только приветствовать, поскольку мест, где они вполне применимы, много, да и пользователей, которым действительно нужны большие объемы, тоже хватает.
Полный текст статьи читайте на iXBT
