کارت‌های حافظه و سیستم طبقه بندی آنها

در دهه 1980 میلادی کمپانی توشیبا حافظه‌های فلش یا ّFlash Memory را به عنوان نوعی فناوری جدید ارائه نمود. این فناوری امکان ذخیره‌سازی داده حتی در زمان متصل نبودن ابزارهای حافظه به منبع برق را فراهم می‌کرد و رفته رفته در قالب ابزارهای ذخیره‌سازی مختلف برای استفاده در سطوح صنعتی و مصرفی ارائه شد.
حافظه‌های فلش ویژه وسایل مصرفی در ابزارهای زیر مورد استفاده قرار می‌گیرد:

– نوت‌بوک‌ها
– تبلت‌ها
– سیستم‌های موقعیت یاب جهانی
– دستگاه‌های پخش موسیقی نظیر MP3
– کامپیوترهای شخصی
– دوربین‌های دیجیتال
– گوشی‌های موبایل
– آلات الکترونیکی موسیقی
حافظه‌های فلش همچنین در بسیاری از حوزه‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند و همانطور که می‌دانید در این بخش‌ها، اطمینان‌پذیری و امکان بازیابی داده‌ها در مواقع قطع برق اهمیت بالایی دارد. این نوع حافظه‌ها معمولاً در بخش‌های زیر مورد استفاده قرار می‌گیرند:

– سیستم‌های امنیتی
– کامپیوترهای داخلی
– محصولات ارتباطی و شبکه
– محصولات مدیریت فروش (اسکنرهای دستی)
– سیستم‌های نظامی
– درایوهای سالید استیت
– ابزارهای ارتباطی بیسیم

بخشی از ظرفیت ذکر شده برای ابزارهای ذخیره‌سازی مبتنی بر فلش برای فرمت کردن و کارکردهای دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد و به همین علت نمی‌توان از آن قسمت برای ذخیره‌سازی داده استفاده نمود.
در هنگام طراحی و ساخت یک ابزار ذخیره سازی مراحل مختلفی طی می‌شود تا اطمینان کافی از بابت عملکرد مطئمن آن به دست آمده و امکان دسترسی ابزار میزبان به سلول‌های حافظه فراهم شود یا به بیان دیگر ابزار میزبان اجازه ذخیره‌سازی و بازیابی داده‌های موجود روی ابزارهای ذخیره‌سازی فلش را پیدا کند. عملیات فرمت کردن در هنگام طراحی دربرگیرنده مراحل زیر می‌باشد:

1. تست تک‌تک سلول‌های ابزار ذخیره‌سازی
2. شناسایی کلیه سلول‌های معیوب و کسب اطمینان از اینکه هیچ داده‌ای روی سلول‌های معیوب نوشته نخواهد شد یا اینکه از روی آن خوانده نمی‌شود.
3. کنار نگه داشتن برخی از سلول‌ها به عنوان سلول یدک*.
*- حافظه‌های فلش دارای عمر طولانی اما محدود هستند و به همین دلیل برخی از سلول‌ها به صورت ذخیره نگه داشته می‌شوند تا جایگزین آنهایی شوند که در اثر گذشت زمان از رده خارج می‌شوند.
4. ایجاد جدول تخصیص فایل یا FAT*.
*- ابزارهای فلش برای آنکه به راحتی فایل‌ها را ذخیره نمایند یا به فایل‌های کاربر دسترسی داشته باشند به سیستم‌های مدیریت فایل نیاز دارند.
 
5. نگهداری برخی از سلول‌ها برای استفاده از طریق کنترلر ابزارهای ذخیره‌سازی فلش که برای به روزرسانی میان‌افزار و دیگر اطلاعات مربوط به کنترلر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
نکته: همانطور که ملاحظه نمودید برخی از سلول‌های حافظه‌های فلش برای برخی از مقاصد به صورت رزرو یا ذخیره خالی نگه داشته می‌شوند و یکی از دلایل تفاوت ظرفیت واقعی ابزارهای ذخیره‌سازی با رقم چاپ شده روی بسته بندی آنها نیز همین است.

 
خانواده کارت های SD 

خانواده کارت‌های حافظه SD (Secure Digital) با اشکال مختلف خود، استاندارد فعلی برای رم های فلش است که در ابزارهای موبایل ساخته شده کمپانی‌های مختلف غیر از اپل مورد استفاده قرار می‌گیرد و در سه اندازه فیزیکی مختلف و در سرعت‌ها و ظرفیت‌های متنوع وارد بازار می‌شود.

اما چه چیزی این کارت‌ها را ایمن می‌کتد؟ فاکتورهای مختلفی در این مسأله نقش دارد: برخی از این کارت‌ها تنها خواندنی (read only) هستند و برخی دیگر دارای قابلیت رمزگذاری می‌باشند که با استفاده از آن می‌توان کارت را قفل نموده و تنها ابزارهایی که پسورد یا کلمه عبور آن را داشته باشند می‌توانند اطلاعات کارت را بخوانند.
همانگونه که گفته شد این کارت‌ها در قالب سه ظرفیت به شرح زیر عرضه می‌شوند:
1. کارت‌های SD یا اندازه اصلی که تنها 32×24 میلی‌متر هستند.
2. کارت‌های Mini SD که 21.5×20 میلی‌متر هستند.
3. کارت‌های Micro SD که تنها 11×15 میلی‌متر هستند و اگر یک حفره کوچک در جیب شما باشد به راحتی گم می‌شوند. این کارت‌های کوچک از محبوبیت بالایی برخوردارند و به ویژه در ابزارهای اندرویدی کاربرد بالایی دارند.

گفتنی است که انواع مینی و مایکرو اغلب به همراه آداپتور عرضه می‌شوند که امکان اتصال کارت به یک اسلات SD با ابعاد کامل را فراهم می‌کند.
این کارت‌ها همچنین بر اساس بیشترین میزان ظرفیت خود در قالب استانداردهای دیگری نیز طبقه‌بندی می‌شوند که به شرح زیر می باشند:
ظرفیت استاندارد (SDSC): حداکثر دو گیگابایت
ظرفیت بالا (SDHC): حداکثر 32 گیگابایت
ظرفیت بسیار بالا (SDXC): دو ترابایت که در حال حاضر بیشتر در حد یک نظریه است تا واقعیت.

استاندارد دیگری هم برای طبقه‌بندی کارت‌ها وجود دارد که از آن تحت عنوان SDIO (input/output) یاد می‌شود. این کارت‌ها تنها روی ابزارهای خاصی قابل استفاده می‌باشند و نسبت به کارت‌های معمولی قابلیت‌ها و امکانات بیشتری دارند که از آن جمله می‌توان به GPS و وای‌فای اشاره نمود.
کارت‌های SD همچنین بر اساس سرعت طبقه‌بندی می‌شوند که در واقع سرعت رایت کردن ویدئو روی آنها می‌باشد و معمولا با حرف C (Speed Class) نمایش داده می‌شود که یک رقم در داخل آن قرار می‌‌گیرد و با واحد مگابایت بر ثانیه اندازه‌گیری می‌شود. پایین‌ترین سرعت C2 یا کلاس دو است که برای ضبط فیلم‌های استاندارد قابل استفاده است. سریع‌ترین استاندارد C10 یا کلاس 10 است که امکان ضبط تصاویر فول HD را برای کاربر فراهم می‌کند.
روی برخی از مدل‌های پیشرفته‌تر کارت‌های حافظه به جای حرف C از حرف U استفاده می‌شود که منظور از آن انواع فوق پر سرعت (Ultra High Speed) است و برای ابزارهای خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
حتما می‌خواهید بدانید که چرا محصولات اپل از این کارت‌ها پشتیبانی نمی‌کنند؟ با مقایسه قیمت‌ها می‌توانید به پاسخ این پرسش دست پیدا کنید. در واقع هرچه ظرفیت گوشی بیشتر می‌شود قیمت آن به میزان قابل توجهی بالا می رود در حالی که قیمت کارت‌های حافظه SD و کلاس‌های مختلف آن نیز به مراتب کم‌تر از این میزان است.
 
– SD
– SDHC (کارت حافظه SD با ظرفیت بالا یا SD High Capacity)
– SDXC (کارت حافظه با ظرفیت بسیار بالا یا SD Extended Capacity)
که هر یک روی ابزارهای الکترونیکی خاصی قابل استفاده هستند و در این مقاله در نظر داریم شما را با انواع مختلف این کارت‌ها و نحوه طبقه‌بندی‌شان آشنا نماییم.
 

کارت‌های SD

محدوده ظرفیت کارت‌های SD بین 128 مگابایت تا 4 گیگابایت است و در ابزارهای پشتیبانی کننده از فرمت‌های SD، SDHC یا SDXC قابل استفاده می‌باشند.

 

کارت‌های SDHC

انواع SDHC مدل خاصی از کارت‌های SD هستند که بر مبنای استاندارد SDA 2.0 ساخته شده‌اند و در ظرفیت‌های 4 تا 32 گیگابایت موجود می‌باشد. عملکرد این کارت‌ها اندکی با انواع SD تفاوت دارد و به همین دلیل امکان استفاده از آنها در آن دسته از وسایل الکترونیکی که صرفاً از کارت‌های SD پشتیبانی می‌کنند وجود ندارد و به همین دلیل اغلب ریدرها و یا وسایل الکترونیکی ساخته شده پس از سال 2008 میلادی معمولاً با انواع SDHC سازگاری دارند.

 

کارت‌های SDXC

کارت‌های SDXC نمونه دیگری از کارت‌های حافظه SD هستند که بر مبنای استاندارد SDA 3.0 ساخته شده‌اند و در ظرفیت‌های 64 گیگابایت تا دو ترابایت موجود می‌باشند. در این کارت‌ها از فایل سیستم یا سیستم پرونده متفاوتی با نام exFAT استفاده می‌شود و عملکرد آنها با اغلب کارت‌های SD استاندارد تفاوت دارد. این فرمت جدید با ابزارهای پشتیبانی‌کننده از فرمت SD سازگاری ندارد. اغلب وسایل الکترونیکی ساخته شده پس از 2010 میلادی معمولاً با این نوع کارت‌ها سازگاری دارند. برای اطمینان از سازگار بودن وسایل الکترونیکی مورد نظر خود با این کارت‌ها باید به دنبال لوگوی SDXC روی وسیله مورد نظر خود بگردید. این کارت‌ها همچنین در ریدرهای سازگار با SDHC (و نه ریدرهای SD) نیز به شرط آنکه سیستم عامل از استاندارد exFAT پشتیبانی کند قابل استفاده می‌باشد.

بعدها باس Ultra High Speed Phase I که اصطلاحاً با نام UHS-I شناخته می‌شود و برای کارت‌های SDHC و SDXC طراحی شده است به استاندارد SDA 2.0 و SDA 3.0 افزوده شد و هدف از طراحی آن بهبود عملکرد کارت های SDHC و SDXC بود.
کارت‌های دارای مشخصه UHS-1 دو معماری جداگانه را برای انتقال داده تا سرعت 104 مگابایت بر ثانیه و 50 مگابایت بر ثانیه تعریف کرده‌اند. این ارقام در واقع بیشترین سرعت از لحاظ نظری و بالاترین سرعت واقعی یک کارت را نشان می‌دهد که معمولاً یا روی آن کارت ثبت شده یا اینکه در تبلیغات انجام گرفته پیرامون آن مطرح می‌شود.
استاندارد UHS پیشرفته‌تر از اینترفیس SD است. زمانی که هم کارت و هم وسیله الکترونیکی مورد استفاده شما مثلاً گوشی از این استاندارد پشتیبانی کنند، کارت حافظه UHS بیشترین سرعت انتقال داده را از خود نشان می‌دهد.
چنانچه بخواهید از کارت‌های حافظه UHS خود به همراه ابزارهایی که از این کارت‌ها پشتیبانی نمی‌کنند استفاده نمایید مشکلی از بابت سازگاری نخواهید داشت؛ به بیان دیگر امکان استفاده از کارت‌های UHS روی ابزارهای غیر پشتیبان از آن وجود دارد و تنها مشکلی که ممکن است پیش بیاید کاهش سرعت انتقال داده است.

کلاس‌های سرعت و رتبه‌بندی سرعت کارت‌های UHS بر حسب سرعت

منظور از ریتینگ یا رتبه‌بندی کلاس سرعت حداقل سرعت تضمین شده کارت‌های SDHC و SDXC است. این رتبه‌بندی اهمیت بالایی در زمان فیلم‌برداری HD یا کار با دوربین‌های فیلم‌برداری که نیازمند جریان پیوسته داده‌ دارند، پیدا می‌کند. رزولوشن و فرمت ویدئو دو فاکتور تعیین کننده در نحوه ضبط یا پخش فیلم هستند. برای ضبط تصاویر HD لازم است که در وهله نخست بدانید که حداقل کلاس سرعت برای کارت حافظه دوربین شما کدام است که این اطلاعات نیز معمولاً در دفترچه راهنمای دوربین موجود می‌باشد.

جدول سرعت کارت‌های SD بر حسب کلاس

کلاس	حداقل سرعت
2	2 مگابایت بر ثانیه
4	4 مگابایت بر ثانیه
6	6 مگابایت بر ثانیه
8	8 مگابایت بر ثانیه
10	10 مگابایت بر ثانیه

 

کلاس سرعت UHS

کلاس UHS	حداقل سرعت
1	10 مگابایت بر ثانیه

 
در جدول زیر می‌توانید به لیستی از ابزارهای الکترونیکی و کارت‌های پشتیبانی شونده توسط آنها دست پیدا کنید:

ابزار الکترونیکی	کارت‌های حافظه پشتیبانی شونده
ابزارهای دارای لوگوی SDXC	SDXC/SDHC/SD
ابزارهای دارای لوگوی SDHC	SDHC/SD
ابزارهای دارای لوگوی SD	SD

 جدول زیر کارت های سازگار با دوربین های عکاسی و فیلم برداری را نشان می دهد.