Выпуск 1274
Массовая
еадио-
иблиотека
А. В. Кузьмин
Основана в 1947 году

и другие
современные
носители <
информации
обзор различных
типов flash-памяти
история создания
и перспективы
развития
рекомендации
по выбору
и эксплуатации
k CompactFlash
Impact
128мв
Горячая пиния -Телеком

А. В. Кузьмин
Flash-память
и другие
современные
носители
информации
Москва
Горячая линия - Телеком
2005
ББК 32.973.26-04
К89
Кузьмин А. В.
К89 Flash-память и другие современные носители информации-
М.: Горячая линия-Телеком, 2005. - 80 с.: ил. - (Массовая
радиобиблиотека; Вып. 1274)
ISBN 5-93517-217-8
Содержит информацию об истории создания и перспективах
развития технологии flash. Дан обзор различных типов и рассмот-
рены принципы работы и архитектура flash-памяти, являющейся
основным типом носителей информации для большинства порта-
тивных цифровых устройств. Приведены рекомендации по выбору
и эксплуатации сменных носителей информации.
Для широкого круга читателей. Может быть полезна для повы-
шения квалификации менеджеров и торгового персонала предпри-
ятий по продаже компьютеров и комплектующих.
ББК 32.973.26-04
Адрес издательства в Интернет www.techbook.ru
e-mail: radios_hl@mtu-net. ru
Научно-популярное издание
Кузьмин Андрей Владимирович
FLASH-ПАМЯТЬ И ДРУГИЕ
СОВРЕМЕННЫЕ НОСИТЕЛИ ИНФОРМАЦИИ
Массовая радиобиблиотека. Вып. 1274
ЛР № 071825 от 16 марта 1999 г.
Подписано в печать 27.12.04. Формат 60x88/16.
Усл. печ. л. 5,0. Изд. № 217. Тираж 2000 экз.
ISBN 5-93517-217-8
© А. В. Кузьмин, 2005
© Оформление издательства
«Горячая линия-Телеком», 2005
ПРЕДИСЛОВИЕ
Сегодня flash («флэш»)-память является основным типом но-
сителей информации для большинства портативных цифровых
устройств: фотоаппаратов (рис. 1), плееров (рис. 2), карманных
компьютеров (рис. 3), сотовых телефонов (рис. 4), а также офис-
ной и бытовой техники. Сама технология flash-памяти появилась
около двадцати лет назад, а начало ее широкому распространению
было положено в 1996 г., когда flash-карты памяти впервые стали
использоваться в цифровых фотоаппаратах.
Рис. 1. Цифровой фотоаппарат Canon PowerShot А60 на фоне
flash-карт и устройств
Рис. 2. MP3 flash-плеер
3
Рис. 3. Карманный компьютер ASUS MyPal, использующий карты
flash-памяти SecureDigital Card
«
Рис. 4. Смартфон Nokia 3660, использующий карты flash-памяти
MultiMedia Card
Настоящую книгу следует рассматривать как справочно-
ознакомительную - ее целью является рассмотрение наиболее час-
то задаваемых вопросов о сущности и эксплуатации flash-памяти.
Опытному пользователю компьютеров и цифровых устройств
может показаться, что книга содержит ответы на очевидные во-
просы. Однако они были неоднократно заданы (и задаются) авто-
ру, что говорит о том, что эти моменты все же требуют пояснений.
В книге не приводится тестов и обзоров современных моделей
устройств, так как эта информация устаревает быстрее, чем успе-
вает появляться в ежемесячных журналах. Акцент смещен в сто-
рону практического использования - вопросов сущности стандар-
4
тов, области применения, выбора, эксплуатации и тенденций раз-
вития того или иного типа flash-памяти.
Не секрет, что в современном «околокомпьютерном» мире су-
ществует мнение вида: «Flash?.. И так все понятно!». Далее обыч-
но следует типовой набор сленговых слов и фраз («дрова», «флэш-
ка» и т. п.), за свободным использованием которых кроется полная
безграмотность. Другой крайностью является использование мас-
сы сокращений, названий и излишних усложнений, что также
можно считать неуважением к интересующемуся этой темой собе-
седнику. Поэтому в настоящей книге автором была предпринята
попытка добиться доступности изложения без ущерба для техни-
ческой стороны вопроса.
Книга состоит из четырех глав, каждая из которых заканчива-
ется кратким субъективным резюме по изложенному материалу.
Гл. 1 посвящена flash-технологии, гл. 2 - истории создания и осо-
бенностям flash-карт и устройств для их чтения. В гл. 3 выделен
крайне интересный класс устройств - flash-память с интерфейсом
подключения USB. В гл. 4 кратко представлены альтернативные
мобильные носители информации большой емкости.
Пояснения к эксплуатации flash-устройств приведены на при-
мере операционной системы MS Windows ХР. Описанный в этих
примерах порядок работы с flash-устройствами будет аналогичен и
другим современным операционным системам.
При подготовке книги была использована информация с web-
сайтов производителей и разработчиков flash-памяти, а также лич-
ный опыт автора и ряда специалистов по реализации и обслужива-
нию цифровой техники. Фотографии и иллюстрации сделаны ав-
тором, а также взяты из открытых источников.
Еще раз повторимся, что книга не претендует на серьезное
справочное руководство по исследованию различных параметров
и характеристик flash-памяти, поэтому относиться к ней следует
как к общепознавательной. Все замечания по изложенному мате-
риалу будут с благодарностью приняты автором и учтены в после-
дующих публикациях.
Автор выражает благодарность интернет-магазину
www.TradeZone.ru за предоставленную информацию и помощь
в работе над книгой.
5
Глава 1. FLASH-ПАМЯТЬ
Flash-память и технология
Flash-памятью (от английского «вспышка», «кадр») называ-
ется особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупро-
водниковой памяти.
Считается, что это «яркое» название было дано изделию ком-
панией Toshiba в середине 80-х гг. прошлого века и объясняется
скорее всего технологией записи и удаления (точнее - стирания)
информации.
Как следует из определения, этот тип памяти не содержит ме-
ханических элементов, допускает многократное изменение нахо-
дящейся на нем информации и не требует дополнительной энергии
для ее хранения.
Идеологически flash-память сочетает в себе память с произ-
вольной выборкой (Random Access Memory - RAM) и постоянное
запоминающее устройство (Read Only Memory - ROM), т. e. по-
зволяет изменять информацию как RAM и не теряет информацию
при отключении питания как ROM (информация, записанная на
flash-память, может храниться до 100 лет и допускает до 1 млн.
циклов перезаписи).
Отдельная ячейка flash-памяти состоит из особого транзистора
и отличается от ячеек других типов полупроводниковой памяти
отсутствием конденсаторов и возможностью хранения сразу не-
скольких бит информации.
Благодаря отсутствию подвижных механических частей flash-
память чрезвычайно устойчива к падениям и влажности. Другим
преимуществом flash-памяти перед традиционными жесткими дис-
ками и носителями DVD/CD является значительно меньшее (в 20
и более раз) потребление энергии во время работы. Немаловажным
является и размер flash-памяти - она гораздо компактнее большинст-
ва других традиционных механических носителей!
Благодаря перечисленным достоинствам и особенностям flash-
память является идеальным универсальным носителем информации
для множества портативных устройств: цифровых фото- и видео-
камер, сотовых телефонов с поддержкой мультимедиа, портативных
6
компьютеров, MP3-плееров и др. Можно смело сказать, что создание
многих из этих устройств без flash-памяти было бы просто невоз-
можно!
Существуют различные точки зрения на авторство технологии
flash. Кроме Intel и Toshiba, называют еще некоторые малоизвест-
ные компании. И все же первоначально производство flash-памяти
было начато именно на заводах корпорации Toshiba (еще
в 1985 г.), a Intel разработала собственную технологию лишь
в 1987 г., поэтому пионером в этой области и считается Toshiba.
Как было сказано выше, flash-память использует особый тип
ячейки, созданной на базе транзистора. Основная особенность за-
ключается в том, что стирание ее содержимого выполняется либо
для всей микросхемы, либо для определенного блока (кадра).
Обычно размер такого блока составляет от 256 байт до 256 Кбайт.
Простота организации flash-памяти выгодно сказывается на ее
себестоимости, но имеет и другую сторону. Так как работа произ-
водится только с блоками данных, то для того, чтобы изменить со-
держимое нескольких ячеек памяти, приходится считывать весь
блок, в котором они находятся, в специальный буфер, изменять в
нем значение требуемых ячеек, а затем переносить измененные
данные из буфера обратно. Таким образом, производительность
(скорость работы) flash-памяти будет максимальной лишь при ра-
боте с большими объемами данных, запись которых происходит
последовательными блоками, минуя изменения в буфере.
Отметим, что существуют микросхемы, которые (с целью оп-
тимизации быстродействия) имеют возможность работы с блоками
памяти разных размеров, адаптируясь к выполняемой задаче.
Структура flash-памяти
В самом простом варианте в каждой ячейке flash-памяти нахо-
дится 1 бит информации, т. е. лог. О или лог. 1. Состоит такая
ячейка из полевого транзистора (рис. 5) со специальной электриче-
ски изолированной областью (так называемым плавающим затво-
ром). Именно в этой области и возможно надолго сохранить заряд.
Соответственно присутствие или отсутствие заряда означает 1 бит
информации (наличие заряда на плавающем затворе определяется
7
отсутствием тока между стоком и истоком). Принято, что наличие
заряда означает лог. О, а его отсутствие - лог. 1.
Рис. 5. Ячейка flash-памяти на базе полевого транзистора
с плавающим затвором. Состояния соответствуют: лог. 1 (слева),
лог. О (справа - ток со стока на исток отсутствует)
В зависимости от типа ячейки заряд в область плавающего за-
твора может помещаться одним из следующих способов:
•	Методом туннеллирования (рис. 6) - путем добавления энер-
гии электрону для преодоления им потенциального барьера
из диэлектрика малой толщины (один из эффектов, исполь-
зующих волновые свойства электрона).
0U
Рис. 6. Метод туннеллирования
•	Методом инжекции «горячих» электронов (рис. 7), при ко-
тором на сток и управляющий затвор подается высокое на-
пряжение, причем на управляющий затвор подается более
высокое (двукратное) напряжение. Электроны инжектируют-
ся на плавающий затвор. Электроны называются «горячими»
8
потому, что им сообщается энергия, достаточная для преодо-
ления барьера из тонкой пленки диэлектрика.
Рис. 7. Метод инжекции «горячих» электронов
Стирание ячейки памяти, т. е. снятие заряда из области пла-
вающего затвора, производится подачей высокого напряжения на
исток, куда в результате и туннеллируют электроны.
Принципиальное различие метода туннеллирования от метода
инжекции «горячих» электронов заключается в том, что последний
обладает более высоким быстродействием, однако требует и более
высокого рабочего напряжения.
В процессе работы ячейки flash-памяти сильно «стареют», по-
этому в современных (и пока более дорогих) микросхемах приме-
няются алгоритмы, обеспечивающие равномерное использование
всех ячеек модуля памяти. Это позволяет распределить эксплуата-
ционную нагрузку на все ячейки и соответственно продлить срок
службы каждой из них.
В настоящее время разработаны микросхемы flash, в которых в
одной ячейке памяти могут храниться 2 бита информации, т. е. при
том же количестве ячеек объем памяти увеличивается вдвое. Тех-
нология хранения двух и более битов в одной ячейке получила на-
звание многоуровневой (MLC). Экспериментально доказано, что
2 бита в одной ячейке - это не предел. Ведутся масштабные иссле-
дования в поисках предельного числа битов, которое физически
способна устойчиво хранить многоуровневая ячейка flash-памяти.
9
Лог. О
Лог. 1
Пороговые напряжения
Напряжение, В
Напряжение, В
Рис. 8. Структура одноуровневой (а) и многоуровневой (б) ячеек
памяти. Вертикальной полосой отмечены пороговые напряжения,
при достижении которых изменяется состояние ячейки памяти
В отличие от обычной flash-памяти с двумя возможными со-
стояниями ячейки (рис. 8, а) многоуровневая (рис. 8, б) структура
способна измерять величину заряда, помещенного в области пла-
вающего затвора, и соответственно определять большее число со-
стояний ячейки.
Стоимость MLC-ячейки памяти близка к стоимости традици-
онной одноуровневой ячейки, технологический процесс производ-
ства серьезно не отличается. Таким образом, на MLC-технологии
возможно создавать модули памяти большого объема при мень-
ших затратах, добиваясь оптимального соотношения стои-
мостъ/объем.
Однако при всех видимых достоинствах MLC-технологии не
стоит забывать и о том, что более сложное техническое решение
требует более сложного механизма, следствием применения кото-
рого являются снижение надежности модуля памяти и необходи-
мость коррекции ошибок, а также некоторое снижение быстродей-
ствия.
Архитектура flash-памяти
Архитектура - это схема соединения ячеек памяти в единый
модуль. Существует несколько вариантов архитектуры flash-
памяти, и эти варианты обладают рядом особенностей, опреде-
ляющих сферу их применения.
10
В настоящее время наиболее распространенными являются
микросхемы flash-памяти с организацией NOR (логическая схема
ИЛИ-HE) и NAND (логическая схема И-НЕ).
Каждая ячейка в микросхеме NOR (NOT OR, ИЛИ-HE) под-
ключена к двум линиям - битов и слов. Суть логической операции
заключается в переходе линии битов в состояние лог. О, если хотя
бы один из транзисторов, подсоединенных к ней, включен (прово-
дит ток). Выбор ячейки осуществляется с помощью линии слов.
Все ячейки памяти NOR подключены к своим битовым линиям па-
раллельно.
Архитектура допускает произведение произвольного чтения и
записи. Структура функционирует на двух разных напряжениях.
К преимуществам можно отнести быстрый произвольный доступ,
т. е. возможность записи побайтово. Однако процесс записи и сти-
рания происходит относительно медленно.
Оптимальная область применения - хранение кода программ
(например, операционная система сотового телефона). Програм-
мирование микросхемы осуществляется методом инжекции «горя-
чих» электронов, а стирание - туннеллированием. Данный тип па-
мяти производится практически всеми известными производите-
лями микросхем.
В случае NAND (NOT AND, И-НЕ) битовая линия переходит в
состояние лог. О, если все подключенные к ней транзисторы про-
водят ток.
Данный тип организации архитектуры памяти обладает воз-
можностью произвольного доступа, производимого небольшими
блоками. Процесс в определенной степени аналогичен кластерно-
му принципу работы традиционных жестких дисков. Архитектура
построена на последовательном интерфейсе - ячейки подсоединя-
ются к битовой линии сериями («гирляндами»). Программирова-
ние и стирание микросхемы осуществляются туннеллированием.
Эти особенности позволяют быстро проводить запись и стира-
ние, однако делают невозможной побайтовую запись и ограничи-
вают скорость произвольного доступа (так как уменьшается ток
каждой ячейки).
11
Применение таких модулей памяти целесообразно в задачах,
ориентированных на блочный обмен данными, как, например,
в цифровых камерах.
Резюме
Итак, мы кратко рассмотрели сущность flash-тех-нологии,
структуру элементарных ячеек flash-памяти и архитектуру объе-
динения их в единый модуль.
Кому-то данный материал может показаться интересным, ко-
му-то недостаточно подробным, а кто-то просто пролистает его.
Но как бы то ни было, более детальное рассмотрение теоретиче-
ских и физических вопросов функционирования flash-памяти вы-
ходит за рамки настоящей книги. Читатель, более глубоко заинте-
ресовавшийся этой проблемой, может обратиться к специализиро-
ванным материалам по основам записи и воспроизведения
цифровой информации, методам адресации ячеек памяти, алго-
ритмам оптимизации скорости доступа и распределения памяти,
производственно- технологическим вопросам.
Пожалуй, самым главным в технологии flash является то, что
ее удалось практически реализовать в виде доступных, удобных и
компактных носителей различных типов. Основная масса - это так
называемые flash-карты - сменные универсальные модули памя-
ти. Второе широко развивающееся направление - flash-память
с интерфейсом USB для непосредственного подключения к ком-
пьютеру без дополнительных устройств.
В следующей главе, открывающей практическую часть на-
стоящей книги, мы рассмотрим историю создания, основные тех-
нические характеристики, а также вопросы совместимости и экс-
плуатации существующих на рынке типов flash-памяти.
12
Глава 2. FLASH-КАРТЫ ПАМЯТИ
И УСТРОЙСТВА ЧТЕНИЯ
Flash-карты
Как уже было сказано выше, сменные flash-карты памяти яв-
ляются основными носителями информации для современной пор-
тативной техники. Однако универсального носителя пока нет.
У каждого производителя цифровой техники есть свои предпочте-
ния, и в итоге на рынке присутствуют шесть основных типов flash-
памяти: CompactFlash Card, SmartMedia Card, MultiMedia Card,
SecureDigital Card, MemoryStick Card, xD-Picture Card, а также но-
ситель IBM Microdrive, flash-памятью не являющийся.
Кроме внешнего вида, у этих сменных карт памяти, безуслов-
но, есть ряд принципиальных отличий по скорости записи/чтения,
максимальной емкости и энергопотреблению (что немаловажно
для портативной техники, работающей от автономных источников
питания).
Конструктивно карты памяти можно классифицировать по на-
личию контроллера и типу интерфейса обмена данными. Так как
эти параметры являются определяющими, уделим им некоторое
внимание.
Встроенный контроллер
Контроллер (микроконтроллер) - это устройство, координи-
рующее совместную работу устройств. Контроллер (рис. 9) позво-
ляет преобразовывать последовательно полученные данные в па-
раллельные и наоборот, а также согласовывает протоколы (языки)
передачи данных.
13
Рис. 9. Упрощенная схема взаимодействия цифрового устройства
и карты flash-памяти
Микроконтроллер обладает следующими основными эле-
ментами: встроенным буфером записи/чтения, ускоряющим об-
мен данными; блоком коррекции ошибок и блоком управления
поврежденными секторами flash-памяти. Наличие контроллера
упрощает и стандартизует взаимодействие между flash-картой
и цифровым устройством, т. е. упрощает и удешевляет произво-
дителям проектирование последнего.
Если микроконтроллер отсутствует, то габариты, вес и конеч-
ная стоимость flash-карты уменьшаются. Однако полное отсутст-
вие контроллера невозможно, так как необходимо наличие элемен-
тов, отвечающих за служебные функции, в том числе сохранность
данных на карте памяти. К тому же передача и формат данных
должны быть стандартизованы, иначе информацию, записанную
на одном устройстве, не получится прочитать на другом.
Таким образом, имеются ключевые аргументы за присутствие
на карте flash-памяти контроллера, обеспечивающего функции
управления и совместимости с различными устройствами.
14
Интерфейс обмена информацией
Существует два основных типа интерфейсов (портов ввода-
вывода) обмена информацией: параллельный и последовательный
(рис. 10). Устройства с параллельным интерфейсом способны ра-
ботать быстрее за счет большего количества контактов, так как
они могут передавать больший объем информации в единицу вре-
мени. Кроме этого, устройства с параллельным интерфейсом стоят
дешевле за счет более простой структуры.
Рис. 10. Последовательный (слева) и параллельный (справа)
интерфейсы передачи данных
Отметим, что с появлением новых протоколов обмена данными
передача информации по последовательному интерфейсу сравни-
ма по скорости с обменом через параллельный. Поэтому можно
утверждать, что принципиального ограничения по скорости пере-
дачи данных, обусловленных типом интерфейса, нет. Однако при
передаче данных на невысоких частотах и по простым протоколам
целесообразно использовать параллельный интерфейс.
Имея общие теоретические предпосылки, различные разработ-
чики flash-памяти все же пошли разными путями. Рассмотрим
наиболее существенные особенности известных форматов смен-
ных flash-носителей, придерживаясь хронологического порядка их
появления на рынке.
PCMCIA АТА Flash (PC Card)
Первым и самым большим по размеру носителем рассматри-
ваемого типа является АТА Flash (рис. И). В настоящее время
flash-память этого типа используется чрезвычайно редко. Однако
15
этот формат явился родоначальником более современных, поэтому
рассмотрим его основные особенности.
Рис. 11. Носитель АТА Flash (PC Card)
Технические характеристики носителя АТА Flash приведены
ниже.
Интерфейс:
тип, физический
Габаритные размеры, мм:
длина
ширина
высота
Масса, г
Напряжение питания, В
Передача данных (2004), Мбайт/с
Диапазон рабочих температур, °C
Физическая защита от записи
Шифрование данных
Наличие контроллера
Максимальная емкость (2004), Гбайт
Параллельный, режимы АТА
и IDE, 68 контактов
85,6
54,0
5,0
43,0
3,3/5,0
10,0
0... 60
Нет
Нет
Есть
2
PCMCIA АТА Flash является универсальным интерфейсом для
подключения устройств ввода-вывода (в основном к ноутбукам),
в том числе и flash-карт, выполненных в этом форм-факторе (стан-
дарте).
Карта PCMCIA имеет параллельный интерфейс и снабжена
АТА-контроллером, благодаря которому интерпретируется ком-
пьютером как традиционный жесткий диск. Существует три типа
16
PC Card ATA (Type I, Type II и Type III), которые отличаются раз-
мерами и назначением.
Размеры и назначение типов карт приведены ниже.
Тип
Type I
Type II
Type III
Г абаритные
размеры, мм
85,6 х 54 х 3,3
85,6 х 54 х 5
85,6 х 54 х 10,5
Назначение
Модули памяти
В основном интерфейсы для устройств
ввода-вывода (сетевых карт, модемов,
контроллеров USB-портов и др.)
Жесткие диски и другие устройства
хранения данных
Все три рассматриваемых типа PCMCIA-карт обратно-
совместимы между собой, т. е. через старший тип возможно под-
ключение младших (но не наоборот). Возможно использование
двух вариантов питания - 3,3 и 5 В.
ATA-flash относится к типу PCMCIA Type I, объем памяти ог-
раничивается 2 Гбайт. Карта имеет все необходимые функции,
в том числе возможность автоматической разметки поврежденных
блоков.
Карты памяти CompactFlash
Карта памяти CompactFlash (рис. 12, 13) - это съемный носи-
тель с параллельным интерфейсом. Стандарт был разработан ком-
панией SanDisk и появился в 1994 г., а уже в 1995 г. была создана
ассоциация производителей CFA (CompactFlash Association), в ко-
торую к настоящему моменту входят около двухсот компаний.
Рис. 12. Карта памяти CompactFlash PQI Fl, 40х, емкость 1 Гбайт
17
Технические характеристики CompactFlash приведены ниже.
Разработчик стандарта
Год создания
Тип
Интерфейс:
тип, физический
Габаритные размеры, мм:
длина
ширина
высота
Масса, г
Напряжение питания, В
Передача данных (2004), Мбайт/с
Диапазон рабочих температур, °C
Физическая защита от записи
Шифрование данных
Наличие контроллера
Максимальная емкость (2004), Гбайт
SanDisk
1994
NOR
Параллельный,
режимы АТА и IDE,
50 контактов
42,8
36,4
3,3/5/10
11,0/13,0
3,3/5,0
10,0
0... 60
Нет
Нет
Есть
4
Рис. 13. Карта памяти CompactFlash в типовой упаковке
Целью разработчиков формата CompactFlash было сохранение
всех преимуществ карт АТА Flash без их основного недостатка -
больших размеров.
Конструкция карт CompactFlash, так же как и АТА Flash, эму-
лирует жесткий диск с АТА-интерфейсом. Разъем CompactFlash
расположен на торце карты и практически полностью соответству-
18
ет контактам PCMCIA. Единственным отличием является их чис-
ло: 68 контактов у PCMCIA и 50 - у CompactFlash.
Физический интерфейс, пожалуй, можно отнести к недостаткам
CompactFlash: контактная группа выполнена в виде двух рядов уг-
лублений по 25 контактов в каждом, что требует дополнительного
внимания при установке карты памяти в цифровое устройство.
Карты CompactFlash также поддерживают два рабочих напря-
жения: 3,3 и 5 В. Таким образом, для установки CompactFlash в
разъем PCMCIA, достаточно использовать простой адаптер - CF-
PCMCIA (рис. 14), «увеличивающий» маленькую карту
CompactFlash до размеров PCMCIA.
Рис. 14. Адаптер CF-PCMCIA
Различают два типа карт CompactFlash: тип I и тип II, которые
отличаются толщиной - CompactFlash II толще карт типа I на 2 мм.
Другие существенные отличия между этими типами отсутствуют.
Типы I—II карт CompactFlash обратно совместимы, т. е. карты
типа II можно использовать в устройствах для типа I (но не наобо-
рот). Причиной появления CompactFlash II явилась необходимость
в разработке карт памяти большого объема. Однако технология не
стоит на месте и в настоящее время возможности CompactFlash I и
II практически сравнялись (при разных габаритах), что ведет к па-
дению спроса на тип II.
Карты CompactFlash поддерживают два режима работы:
•	PCMCIA (стандарта для карт ввода-вывода);
•	IDE (АТА) - интерфейса (по спецификации для жестких
дисков).
19
С учетом специфики flash-памяти специально для flash-накопи-
телей в систему команд АТА дополнительно введена группа ко-
манд. Особенность заключается в том, что быстрее всего запись
выполняется в пустой блок, в то время как перезапись требует еще
и предварительной очистки блока. Введенные команды позволяют
определять состояние блоков и выполнять операции по оптималь-
ному сценарию, учитывая равномерное использование всего объе-
ма памяти.
В 2003 г. была утверждена очередная спецификация
CompactFlash 2.0, регламентирующая скорость передачи данных
16 Мбайт/с. Спецификация также оговаривает обратную совмес-
тимость - новые карты будут работать в старых устройствах на
скорости младших спецификаций (2...7 Мбайт/с).
Кроме этого, ожидается, что карты CompactFlash будут рабо-
тать в режиме Ultra DMA 33, что в перспективе позволит повысить
скорость передачи данных до 33 Мбайт/с.
На сегодняшний день теоретический предел емкости для
CompactFlash составляет 130 Гбайт, а выпускаемые карты (рис. 15)
имеют «лишь» 4 Гбайт. Очевидно, что при таких прогнозируемых
емкостях и скоростях передачи данных направление CompactFlash
остается крайне перспективным.
Рис. 15. Карты памяти производства Kingston
и Transcend 45 х 128 Мбайт
20
Заметим, что все теоретические пределы и направления для
перспективных разработок в области CompactFlash вполне опреде-
лены, так как этот тип карт реализовывает многократно прорабо-
танные на примере жестких дисков и ATA-flash технологии.
Рис. 16. Разъем для установки сменной карты памяти CompactFlash
в фотоаппарат Canon Power Shot
На рис. 16 показан способ установки карты памяти
CompactFlash в фотоаппарат Canon Power Shot.
Карты памяти SmartMedia
Smart Media (SSFDC, Solid State Floppy Disk Card - «твердо-
тельная дискета») - стандарт, разработанный корпорацией Toshiba
(при участии Samsung) в 1995 г. Карта (рис. 17) имеет 22-коп-
тактный последовательный интерфейс.
21
Рис. 17. Карта памяти SmartMedia Transcend, 128 Мбайт, 3 В.
Обозначен элемент физической защиты от записи
Технические характеристики SmartMedia приведены ниже
Разработчики стандарта
Г од создания
Тип
Интерфейс:
тип, физический
Габаритные размеры, мм:
длина
ширина
высота
Масса, г
Напряжение питания, В
Передача данных (2004), Мбайт/с
Диапазон рабочих температур, °C
Физическая защита от записи
Шифрование данных
Наличие контроллера
Максимальная емкость (2004), Мбайт
Toshiba, Samsung
1995
NAND
Параллельный,
22 контакта
37,0
47,0
0,76
1,8
3,3/5,0
0,9
0 ...55
Есть
Нет
Нет
128
22
Для передачи данных используются лишь 8 из 22 контактов
карты, остальные служат для подачи питания на микросхему,
а также несут на себе вспомогательные и управляющие функции.
SmartMedia не имеет встроенного контроллера и является самым
тонким носителем изо всех flash-карт (его толщина составляет 0,76
мм). Flash-память SmartMedia организуется на микросхемах опи-
санной выше архитектуры NAND.
По сравнению с другими картами flash-памяти SmartMedia уст-
роена гораздо проще - она собирается без пайки на гибкой пласти-
ковой основе и содержит в себе только контакты и микросхему
памяти (рис. 18).
Внешние контакты интерфейса
Рис. 18. Упрощенная структурная схема карты SmartMedia
(вид сбоку)
В отличие от CompactFlash, способных работать на различном
питании адаптивно, у SmartMedia существует две версии'. 5 В- и
3 В питания. Кроме отличий в маркировке, во избежание недора-
зумений, у SmartMedia 5 В ключ-уголок находится слева, а у
SmartMedia 3 В - справа. Этот момент обязательно приходится
учитывать при покупке карты памяти, что является некоторым не-
удобством.
SmartMedia обладает возможностью физической защиты от запи-
си. Так как карта очень тонкая и переключатель на ней сделать за-
труднительно, на карте имеется специальное круглое углубление.
При помещении в него токопроводящей наклейки (обычно прилага-
ется в комплекте), карта становится защищенной от записи.
23
Главным недостатком карт SmartMedia является отсутствие
единого формата хранения данных (ввиду отсутствия встроенного
микроконтроллера). Поэтому карта, отформатированная и запи-
санная на одном устройстве, может не читаться на другом. К дру-
гим недостаткам SmartMedia можно отнести низкую скорость чте-
ния/записи, незащищенность от внешних воздействий и неболь-
шой ресурс работы.
Карта памяти SmartMedia применяется в основном в ком-
пактных flash-плеерах, а также (до недавнего времени) в фотоап-
паратах Olympus.
Карты памяти Multi Media
MultiMedia Card (ММС) - один из самых компактных сменных
flash-накопителей (отметим, что выпускаются и ультракомпактные
карты на базе ММС длиной всего 18 мм). Стандарт был разработан
в 1997 г. компаниями Hitachi, SanDisk и Siemens Semiconductors,
принят и поддержан более чем 35 компаниями в 1998 г. Эти ком-
пании вошли в ассоциацию MultiMedia Card Association (ММСА).
Технические характеристики MultiMedia приведены ниже
Разработчик стандарта
Г од создания
Тип
Интерфейс:
тип, физический
Габаритные размеры, мм:
длина
ширина
высота
Масса, г
Напряжение питания, В
Передача данных (2004 г.), Мбайт/с
Диапазон рабочих температур, °C
Физическая защита от записи
Шифрование данных
Наличие контроллера
Максимальная емкость (2004), Гбайт
Hitachi, SanDisk, Siemens
1997
NOR
Последовательный,
7 контактов
24,0
32,0
1,4
1,5
2,7 ... 3,6/1,6... 3,6
2,5
-25...+85
Есть
Нет
Есть
1
24
Карта работает на частотах до 20 МГц, имеет простой 7-кон-
тактный последовательный интерфейс, низкое энергопотребление
и невысокую стоимость. Это должным образом сказалось на ее
популярности для многих видов портативных цифровых уст-
ройств. Из семи контактов интерфейса используются лишь шесть,
а седьмой зарезервирован и может быть применен в последующих
модификациях.
Физически карта состоит из пластикового корпуса (рис. 19, 20),
в котором находятся микросхема памяти, микроконтроллер и кон-
такты интерфейса.
Рис. 19. Карта памяти Multi Media PQI SD Compatible
(«совместимая c SD») емкостью 256 Мбайт
25
Рис. 20. Карта памяти Transcend MultiMedia Card, 128 Мбайт
Назначение контактов карты памяти MultiMedia показано ниже
Номера
контактов
1
2
3
4,5,6
Назначение
Примечание
Передача
данных
Передача
команд
Таймер
Питание
Протокол ММС поддерживает одно-
временную передачу данных и команд
Требует напряжения питания
2,0 ... 3,6 В, также предусматривают-
ся карты с пониженным энергопо-
треблением - 1,6 ... 3,6 В
7
Зарезервирован
Flash-карты MultiMedia могут функционировать в двух основ-
ных режимах: SPI (Serial Peripheral Interface) и собственно ММС.
Стандарт SPI не является протоколом передачи данных,
а определяет только структуру, позволяющую применять в составе
устройства SPI-микроконтроллеры различных производителей.
Это дает возможность использования уже готовых модулей,
уменьшая затраты на разработку устройства.
Как было кратко упомянуто выше, существует еще несколько
подстандартов карт памяти, выполненных на базе ММС. Некото-
рые из них приведены ниже.
26
Обозначение
RS-ММС
Наименование
Redused Size ММС -
ММС уменьшенного
размера
Ш________MMS
rsmmcL
HS-MMC
Высокоскоростная
(High Speed) карта
памяти
Описание
Стандарт утвержден
ММСА в 2002 г., в от-
личие от ММС имеет
следующие:
размеры (соответствен-
но длина, ширина, вы-
сота): 24 х 18 х 1,4 мм,
массу: 0,8 г
Имеет 13 контактов,
поддерживается режим
52 МГц
В настоящее время наиболее широкое распространение кар-
ты памяти ММС нашли в мобильных телефонах производства
Siemens и Nokia, а также в карманных компьютерах.
Карты памяти SecureDigital
Стандарт SecureDigital (SD) разработан компаниями Matsushita
(Panasonic), SanDisk и Toshiba в 2000 г.
Технические характеристики SecureDigital приведены ниже
Разработчики стандарта
Г од создания
Тип
Интерфейс:
тип, физический
Габаритные размеры, мм:
длина
ширина
высота
Масса, г
Напряжение питания, В
Передача данных (2004), Мбайт/с
Диапазон рабочих температур, °C
Физическая защита от записи
Шифрование данных
Наличие контроллера
Максимальная емкость (2004), Гбайт
Matsushita, SanDisk, Toshiba
2000
NAND
Последовательно-параллель-
ный, 9 контактов
24
32
2,1/1,4
1,5/3,0
2,7 ... 3,6/1,6... 3,6
10,0
-25 .. +85
Есть
Да
Есть
1
27
Рис. 21. Карта памяти PQI SecureDigital Card, 256 Мбайт.
Слева виден переключатель защиты от записи
Карты SD (рис. 21) имеют девяти контактный последовательно-
параллельный интерфейс и представлены в следующих вариантах:
•	обычные SD-карты, работающие от напряжения
2,0... 3,6В;
•	SDLV-карты (SD Low Voltage) с пониженным энергопотреб-
лением 1,6 ... 3,6 В;
•	карты с уменьшенной до 1,4 мм (как у ММС) толщиной (без
переключателя защиты от записи), используемые в устройст-
вах, ориентированных на ММС.
Форматы SD и ММС во многом похожи, что неудивительно,
так как SD является техническим развитием ММС. Рассмотрим их
отличия.
Во-первых, SD имеет больше контактов для передачи данных,
чем ММС. Для этой цели используются два дополнительных кон-
такта, а также контакты, применяемые в ММС, включая резерв-
ный. Таким образом, в SD данные могут передаваться по одному,
двум или четырем контактам одновременно (число линий переда-
чи данных устанавливается контроллером). Именно эта особен-
ность и классифицирует карту как носитель с последовательно-
параллельным интерфейсом.
Во-вторых, в отличие от ММС, SD изначально содержит меха-
низм криптографической защиты информации, а также переклю-
28
чатель защиты от записи, защищающий от случайного удаления и
редактирования информации. По этим причинам карты и получили
название SecureDigital (Защищенные цифровые).
В-пгретьих, в SD по сравнению с ММС внесены внутренние
технические изменения, среди которых:
•	рабочая частота (по спецификации) выше, чем у ММС,
и составляет 25 МГц;
•	имеются отличия от ММС в количестве и структуре регист-
ров памяти;
•	SD имеет более надежный корпус, чем ММС.
Как заявляется некоторыми производителями (например, PQI),
карты ММС «SD Compatible» полностью совместимы со стандар-
том SecureDigital, однако это не совсем так. Как показывает прак-
тика, они «практически» совместимы: два из десяти разных уст-
ройств, предназначенных для работы с картами SD, работают с
ММС «SD Compatible» некорректно.
Карты SecureDigital очень широко применяются в аудио- и ви-
деотехнике, мобильных телефонах, карманных компьютерах, фо-
тоаппаратах (рис. 22).
Рис. 22. Разъем для карты SecureDigital рядом с отсеком для
источников питания в фотоаппарате Samsung
29
Являясь одним из разработчиков стандарта, компания
Panasonic (Matsushita) использует SD во всех портативных устрой-
ствах собственного и лицензированного производства. Также SD-
карты широко применяются в технике HP (Hewlett Packard),
Samsung и многих других известных производителей.
Некоторые карты памяти SD показаны на рис. 23.
Рис. 23. Карты памяти SD (слева направо): Sandisk 256 Мбайт,
Panasonic 128 Мбайт и Kingston 256 Мбайт
Карты памяти MemoryStick
Стандарт MemoryStick был разработан корпорацией Sony в
1998 г. Эти карты flash-памяти имеют последовательный 10-кон-
тактный интерфейс, работают в полудуплексном (одностороннем)
режиме на максимальной частоте 20 МГц.
Рис. 24. Карта памяти Sony MemoryStick Card 64 Мбайт
30
Технические характеристики MemoryStick приведены ниже
Разработчики стандарта
Год создания
Тип
Интерфейс:
тип, физический
Габаритные размеры, мм:
Sony, SanDisk (Pro)
1998
NAND
Последовательный,
10 контактов
длина
ширина
высота
Масса, г
Напряжение питания, В
Передача данных (2004), Мбайт/с
Диапазон рабочих температур, °C
Физическая защита от записи
Шифрование данных
Наличие контроллера
Максимальная емкость (2004)
21,6/20,0
60,0/31,0
2,8/1,0
4,0/2,0
2,7...3,6
10,0/15,0
-25 .. +85
Есть
Да
Есть
128 х 2 Мбайт/2 Гбайт (Pro)
Как ни странно, в этом перспективном направлении корпора-
ция Sony отличилась достаточно мало и каких-то особенных ха-
рактеристик по скорости, объему и надежности карт MemoryStick
по сравнению с другими flash-картами не наблюдается.
В основном карты памяти Sony (рис. 24) используются непо-
средственно в цифровой продукции корпорации Sony. Однако в
настоящее время формат MemoryStick можно встретить и в уст-
ройствах других производителей. Это можно полностью отнести к
заслугам маркетинга и авторитету Sony на рынке цифровой техни-
ки, так как сама карта не обладает выдающимися преимуществами
(в первую очередь из-за относительно небольшого объема памяти).
Назначение контактов карты памяти MemoryStick показано
ниже.
Номера
контактов
Назначение
Примечание
1,2, 3,4
5, 6
Питание
Зарезервированы
Используются в устройствах
расширения, построенных на
базе интерфейса MemoryStick
31
7	Передача данных и ко-
манд
8	Синхронизация, таймер
9	Индикатор наличия
карты в устройстве
Одновременная передача
данных и команд невозможна
Как видно, по крайней мере, два из десяти контактов (1 и 9) яв-
ляются «лишними», но, видимо, разработчики Sony учитывали ка-
кие-то технические особенности устройств, предназначенных для
работы с картами MemoryStick.
Разновидности карт MemoryStick
Как никакой другой стандарт, MemoryStick имеет несколько
разновидностей, среди которых: MemoryStick MagicGate,
MemoryStick Select, MemoryStick Duo, MemoryStick Duo
MagicGate, MemoryStick PRO и MemoryStick PRO Duo (рис. 25).
Появление этих форматов объясняется непродуманностью изна-
чального стандарта MemoryStick.
Рис. 25. Основные типы карт Sony MemoryStick
MemoryStick Magic Gate (MS MG). Данные карты отличаются
от обычных MemoryStick только возможностью защиты авторских
прав (по аналогии с SD), а внешне - белым цветом (в отличие от
традиционного синего).
32
MemoryStick Duo. В 2000 г. корпорация Sony разработала еще
один подформат - MemoryStick Duo (рис. 26). От традиционного
MemoryStick он отличается меньшими размерами и, соответствен-
но массой. Разработка, очевидно, была вызвана конкуренцией со
стороны ММС и SD.
Рис. 26. Карта памяти Sony MemoryStick Duo 128 Мбайт. В комплект
входит адаптер для возможности использования карты в качестве
обычной MemoryStick
Для использования MS Duo в устройствах, предназначен-
ных для обычных MemoryStick, в комплекте предусматрива-
ется специальный адаптер. С 2001 г. у этого формата также
существует «защищенная» модификация - MemoryStick Duo
MagicGate.
MemoryStick Pro была разработана в 2003 г. корпорацией Sony
совместно с компанией SanDisk. Очевидно, что привлечение к раз-
работке SanDisk объясняется тем, что Sony зашла в определенный
технологический тупик - не появлялись ни более объемные, ни
более быстрые карты flash-памяти MemoryStick.
Внешне MemoryStick Pro ничем не отличается от обычной
MemoryStick, в том числе у карт MemoryStick Pro также есть
модификация Duo. Однако поддерживается лишь обратная со-
33
вместимость: в устройствах для традиционных MemoryStick
стандарт Pro работать не будет (только наоборот).
Технические отличия MS Pro от традиционной MS заключают-
ся в более высокой частоте работы (40 МГц) и увеличенному с од-
ной до четырех числа линий передачи данных. Кроме этого,
MS Pro изначально поддерживает технологию MagicGate (очевид-
на аналогия с переработкой ММС в SD). Пропускная способность
интерфейса MS Pro составляет 20 Мбайт/с, однако при передаче
потока данных ограничивается 15 Мбайт/с.
Летом 2004 г. корпорация Sony анонсировала карту Memo-
ryStick Pro емкостью 2 Гбайт. Карта поддерживает скорость пере-
дачи данных, равную 80 Мбит/с (т. е. до 10 Мбайт/с), что ниже
скорости работы flash-памяти меньшего объема.
Стоит заметить, что корпорация Sony самостоятельно flash-
память не производит, а имя производителя микросхем памяти,
используемых в MemoryStick, не разглашается. Возможно, этим
производителем является компания SanDisk и именно ей Sony обя-
зана созданием более-менее конкурентоспособного flash-носителя
информации. Разработка собственного носителя обусловливается
маркетингом корпорации Sony, а также необходимостью поддер-
жания высокого положения на 1Т-рынке.
Карта MemoryStick относительно слабо защищена от механи-
ческих и температурных воздействий. В открытых источниках и
технических описаниях карт памяти Sony информация о допусти-
мых перегрузках вообще не приводится, а диапазон рабочих тем-
ператур указывается различный. Для MemoryStick он составляет
от -5 до + 85 °C, а для MemoryStick Pro - от -25 до + 85 °C (как
у большинства конкурентов). Возможно, что ранее испытания для
MemoryStick просто не проводились, а ориентировочные данные
были предоставлены производителем flash-памяти.
Карта использует файловую систему FAT 16. Записываемые
данные систематизируются по типам: фото, музыка, голосовые
данные и т. д. - и располагаются в соответствующих папках в кор-
невом каталоге: DCIM, HIFI, VOICE и т. д.
Мультимедиа - данные, передаваемые от устройства (фотоап-
парата, плеера) на карту памяти, аппаратно кодируются в форматы
JPEG, ATRAC3, MP3 и др. и могут быть без затруднений просмот-
34
рены на компьютере при подключении к нему используемого
цифрового устройства.
В настоящее время в свободной продаже доступны карты
MemoryStick весьма скромного объема - 128 Мбайт, что оказалось
технологическим пределом для Sony.
Вполне понятно, что 128 Мбайт, например, для качественной
съемки цифровым фотоаппаратом выпуска 2002 г. совсем немного,
а карты MemoryStick Pro он не поддерживает, так как выпущен до
их появления!
Чтобы избежать критики пользователей выпущенных ранее
устройств, специалисты Sony нашли странное (но по каким-то
причинам единственное) решение - была разработана карта памя-
ти MemoryStick Select. Суммарная емкость MemoryStick Select со-
ставляет 256 Мбайт, но организована она из двух блоков по
128 Мбайт! Для использования всей памяти приходится после за-
полнения первых 128 Мбайт (блок А) вынимать карту и переклю-
чать ее на блок В, что, естественно, совершенно неудобно! Однако
безвыходное положение пользователей, удачный маркетинг и ог-
ромный рекламный бюджет flash-карты приводят к огромному
спросу на MemoryStick Select.
Карты памяти MemoryStick Pro и Pro Duo заметно вытесняют
традиционные MemoryStick с рекламных материалов Sony, призы-
вая забыть неудачный носитель и обратиться к новому. Однако
объяснения, что делать с приобретенными ранее (безусловно, ка-
чественными и удачными) цифровыми устройствами, Sony не
предлагает.
Более того, вызывает опасение, не придет ли в тупик развитие
MemoryStick Pro. Да, сегодня 2 Гбайт - это относительно много,
но и 128 Мбайт когда-то было более чем достаточно! Надежда ос-
тается только на партнера Sony - компанию SanDisk, признанного
лидера в разработке и производстве flash-памяти. Заявлено, что
теоретический предел емкости MemoryStick Pro составляет
32 Гбайт.
Карты памяти xD-Picture
Карта flash-памяти xD-Picture (eXtreme Digital) разработана со-
вместно компаниями Fujifilm и Olympus в 2003 г. (рис. 27). Стан-
35
дарт создан в качестве замены SmartMedia и используется в совре-
менных фотоаппаратах Olympus/ Fujifilm. Карта xD-Picture имеет
параллельный 22 контактный интерфейс.
OLYMPUS
xD-Picture Card
128мв M
Рис. 27. Карта xD-Picture Olympus 128 Мбайт
Технические характеристики xD-Picture приведены ниже.
Разработчики стандарта
Год создания
Интерфейс:
тип, физический
Габаритные размеры, мм:
длина
ширина
высота
Масса, г
Передача данных (2004), Мбайт/с
Шифрование данных
Наличие контроллера
Максимальная емкость (2004), Мбайт
Olympus, Fujitsu
2003
Параллельный,
22 контакта
20,0
25,0
1,7
2,0
5,0
Нет
Нет
512
Сегодня xD-Picture является самым миниатюрным flash-
носителем с широкими перспективами развития. Но популярен он,
естественно, только среди пользователей фотоаппаратов Olympus.
Заметим, что вопрос целесообразности разработки «своего» стан-
дарта для фотоаппаратов Olympus для многих специалистов оста-
ется открытым.
Производителем заявлено, что емкость карт xD может дости-
гать 8 Гбайт, в настоящее время в свободной продаже представле-
ны карты объемом до 512 Мбайт.
36
Скорость записи данных на носители xD составляет 3 Мбайт/с,
а чтение производится со скоростью 5 Мбайт/с, что вполне доста-
точно для качественной фотосъемки.
Также существует разновидность карт xD-Picture Panorama,
поддерживающих соответствующую функцию фотоаппаратов
Olympus.
Ранее компания Olympus использовала в фотоаппаратах стан-
дарт SmartMedia, и, возможно, поэтому между xD и SmartMedia
есть заметные сходства:
•	отсутствие контроллера;
•	одинаковые количество и принцип расположения контактов
(на лицевой части карты);
•	сходство во внутреннем устройстве.
К особенностям эксплуатации можно отнести необходимость бе-
режного отношения к контактной группе разъема карты и возмож-
ность использования только с фотоаппаратами Olympus/Fujifilm.
В настоящее время практически все микросхемы для производст-
ва карт памяти xD-Picture производятся корпорацией Toshiba, а карты
выходят под торговыми марками Olympus, Fujifilm, Lexar и др.
Так как карты xD появились на рынке совсем недавно, цены на
них несколько завышены, но в настоящее время наметилась дина-
мичная тенденция к их снижению. Однако надеяться на полную
адекватность цены технологическим затратам не стоит, ввиду того,
что формат xD-picture является «клубным» символом пользовате-
лей фототехники Olympus.
Другие виды flash-памяти
Кроме описанных ранее, flash-память выпускается также в ви-
де традиционных модулей - плат оперативной памяти. Такие мо-
дули используются в автоответчиках, факсимильных аппаратах
и других устройствах, требующих хранения, мгновенного воспро-
изведения и буферизации полученной информации.
Одним из носителей является жесткий диск IBM Microdrive
(рис. 28). Собственно говоря, к flash-памяти он не относится. Од-
37
нако IBM Microdrive имеет интерфейс CompactFlash II и совсем
обойти этот сменный носитель вниманием было бы неразумно.
Рис. 28. Жесткий диск IBM Microdrive емкостью 1 Гбайт
Технические характеристики IBM Microdrive приведены ниже.
Разработчик стандарта
Тип
Интерфейс:
тип, физический
Габаритные размеры, мм:
длина
ширина
высота
Масса, г
Напряжение питания, В
Передача данных (2004), Мбайт/с
Диапазон рабочих температур, °C
Физическая защита от записи
Шифрование данных
Наличие контроллера
Максимальная емкость (2004), Гбайт
IBM
Жесткий диск
Режимы АТА, PCMCIA
36,4
42,8
6
16,0
3,3/5,0
5,2
0... 55
Нет
Нет
Есть
4
До некоторого времени IBM Microdrive выигрывал
у CompactFlash за счет цены (себестоимость 1 Мбайт была
в среднем в два раза ниже, чем у CompactFlash). Однако в связи с
падением цен на flash-память это преимущество постепенно утра-
тило силу.
38
Недостатками Microdrive являются высокое энергопотребление
и меньшая по сравнению с CompactFlash надежность. Это вполне
понятно, так как устройство имеет подвижные механические эле-
менты. Со временем у Microdrive начинают появляться повреж-
денные секторы и емкость, естественно, начинает сокращаться.
Кроме этого, многие устройства, предназначенные для
CompactFlash II, не поддерживают IBM Microdrive в связи с высо-
ким энергопотреблением последнего.
Таким образом, IBM Microdrive, безусловно, теряет свои пози-
ции и не может рассматриваться в качестве серьезного конкурента
для CompactFlash.
Особенности маркировки карт памяти
К сожалению, в маркировке скорости чтения и записи карт
flash-памяти нет желаемого единообразия. Более того, на боль-
шинстве упаковок присутствует только обозначение емкости кар-
ты или надписи вида «высокоскоростная карта памяти» (рис. 29).
Рис. 29. Информация о скоростных характеристиках карты памяти
производства Transcend
Более-менее удобным можно считать обозначение скорости
работы flash-карт в скоростной системе приводов CD-ROM. На-
пример, карта с заявленной скоростью х45 будет работать как дис-
ковод CD-ROM х45, т. е. 150 Кбайт/с х 45 = 6750 Кбайт/с, что со-
ставляет примерно 7 Мбайт/с. Для сравнения: фотография высоко-
го качества в формате JPEG занимает около 1 Мбайт. В настоящее
39
время выпускаются карты с характеристиками до х60
(10 Мбайт/с).
Существует еще один момент, заслуживающий внимания. Де-
ло в том, что объем памяти, доступной пользователю, всегда
меньше указанного производителем номинального объема. Это ни
в коем случае не является заводским браком или проблемой тех-
нологии, а объясняется наличием так называемой служебной об-
ласти памяти (в которой находится информация о файловой струк-
туре носителя и т. п.).
Отметим, что многие производители фотоаппаратов ушли от
понятия «мегабайт» и пользуются характеристикой «количество
доступных кадров». Такой подход позволяет рядовому пользова-
телю быстро оценить емкостные ресурсы карты памяти без расче-
тов. Однако забывать о том, что информация измеряется в байтах,
а не в кадрах все же не стоит!
И в заключение разговора об обозначениях уделим внимание
стилю написания названий карт памяти. Принято, что названия
указываются без пробела, например: CompactFlash, SmartMedia,
MultiMedia. Так же карты обозначаются и в большинстве прайс-
листов торговых компаний. Однако при поиске в сети Интернет
большинство пользователей набирают в поисковой строке
Compact Flash, чем существенно ограничивают результаты поиска.
В табл. 1 приведены характеристики карт памяти.
Дополнительные возможности flash-карт
Как мы кратко заметили выше, стандарт PCMCIA используется
в качестве интерфейса для подключения различных устройств к
ноутбукам, одним из которых является ATA-flash. Подобным об-
разом обстоит дело и с некоторыми другими стандартами, напри-
мер CompactFlash.
40
Таблица 1. Характеристики карт памяти
IBM Microdrive	IBM	i	жесткий диск	АТА, PCMCIA	xf оо 40 d СП xt 40
xD- Picture	Olympus, Fujitsu	2003	।	Парал- лельный, 22 кон- такта	о со со сп d d —
Memory Stick (Duo, Pro)	Sony, SanDisk (Pro)	1998	NAND	Последо- ватель- ный, 10 контак- тов	21,6/20,0 60,0/31,0 2,8/1,0
Secure Digital	Matsushita, SanDisk, Toshiba	2000	NAND	Последо- вательно- параллель ный, 9 контак- тов	<• У* xt d d cn d
Multi Media	Hitachi, SanDisk, Siemens	1997	NOR	Последо- ватель- ный, 7 контак- тов	со о xt d d cn —
Smart Media	Toshiba, Samsung	1995	NAND	Парал- лельный, 22 кон- такта	CO CO 40 СП Xt co
Compact Flash	SanDisk	1994	NOR	« 3	, Д	3	s	m	i	и Й.	1	g<	Q	°	н 24	о	о^О	оз £2	е;	q. <	S	Щ	Н	42,8 36,4 3,3/5/10
ATA Flash	i	i	i	Параллель ный, режимы АТА и IDE, 68 контак- тов	40 CO IT? xf °, OO IT) un
Показатель	Разработчик стандарта	Год создания	Тип памяти	Интерфейс: тип, физический	Г абаритные размеры, мм: длина ширина высота
41
Окончание табл.
IBM Microdrive	16,0	3,3/5,0	5,2	0 ... 55	Нет	Нет	Есть	4 Гбайт
xD- Picture	о	i	5,0	1	।	Нет	Нет	512 Мбайт
Memory Stick (Duo, Pro)	4,0/2,0	2,7...3,6	10,0...15,00	ш оо + 1	Есть	Да	Есть	128x2 Мбайт /2Гбайт (Pro)
Secure Digital	о Г-- СП in	2,7 ... 3,6/ 1,6...3,6	10,0	-25 ...+85	Есть	Да	Есть	1 Гбайт
Multi Media	1,5	2,7... 3,6/ 1,6 ... 3,6	2,5	ш оо + Ш со ।	Есть	Нет	Есть	1 Гбайт
Smail Media	oo	3,3/5,0	0,9	$9'0	Есть	Нет	Нет	128 Мбайт
Compact Flash	11,0/13, 0	о m cn cn	10,0	09 ” 0	Нет 		_	Нет	Есть	4 Гбайт
ATA Flash	43,0	3,3/5,0	10,0	0 ... 60	Нет	Нет	Есть	2 Гбайт
Показатель	Масса, г	Напряжение питания, В	Передача данных (2004). Мб/с	Диапазон рабочих температур, °C	Переключатель защиты от записи	Шифрование данных	Наличие контроллера	Максимальная емкость (2004)
42
Сегодня в форм-факторе CompactFlash (CF+) выпускается це-
лый ряд устройств, предназначенных в основном для карманных
компьютеров: адаптеры CF-SD/MMC, приемники навигационной
системы GPS, модули беспроводной связи Bluetooth, Wi-Fi и др
(рис. 30). Данное техническое решение позволяет избежать допол-
нительных разъемов и повысить универсальность портативных
устройств.
Рис. 30. GPS- приемник для карманного компьютера, выполненный
в форм-факторе CF+
Имеет место любопытная ситуация: изначально flash-память
(ATA-flash) была «запакована» в существующий тогда стандарт
устройств расширения (PCMCIA), а сегодня, наоборот, устройства
расширения стали выполняться в форм-факторе flash-памяти! Од-
нако в относительно крупной технике (ноутбуках) от стандарта
PCMCIA отказываться пока рано, так как он имеет более широкие
возможности, чем CF+.
Кроме отдельных устройств, выполненных в форм-факторе
flash-карт, существуют и комбинированные устройства, представ-
ляющие собой накопители с расширенными функциями (рис. 31).
Безусловно, самыми интересными из предложенных вариантов яв-
ляются решения корпорации Sony, среди которых:
•	Digital Zoom Mic Stick - микрофон для карманного компьюте-
ра, выполненный с интерфейсом карты памяти;
•	Picture Index Stick - карта памяти с дисплеем, на котором
можно автономно просматривать записанные изображения;
•	Memory Check Stick - карта с индикацией свободной/ заня-
той памяти;
43
• GPS MemoryStick - навигационное устройство GPS
с маленьким дисплеем.
Рис. 31. Карты MemoryStick с расширенными функциями
44
Отметим, что в этих устройствах используются контакты 5 и 6,
зарезервированные в модулях flash-памяти MemoryStick. Возмож-
но, этот стандарт изначально предполагал серию расширенных
модификаций.
Защита информации
С целью защиты информации от несанкционированного копи-
рования были разработаны карты памяти, совместимые с между-
народными спецификациями безопасности SDML
Кроме карт SecureDigital и Sony MagicGate, которых мы косну-
лись выше, имеются также «защищенные» версии и других flash-
карт, а именно Secured SmartMedia, Secure CF и PIN-S ММС.
Защита информации осуществляется с помощью уникальных
идентификаторов и так называемых водяных знаков. В основном,
криптографическая защита применяется для шифрования носите-
лей с коммерческими музыкальными композициями (для чего
и была создана ассоциация SDMI). Отметим, что запись информа-
ции на карты перечисленных типов может проводиться и в «неза-
щищенную область», т. е. в обычном режиме.
Устройства чтения карт памяти
Специализированные устройства чтения/записи служат для ра-
боты с flash-носителями и существенно расширяют возможности
использования этих карт памяти, в том числе по скорости обмена
данными с компьютером. Обычно устройство имеет несколько
слотов (разъемов), каждый из которых предназначен для опреде-
ленного типа карт памяти (CompactFlash, SmartMedia, и т. д.)
и может быть внешним или встраиваемым в корпус компьютера
(в том числе и ноутбука).
На сегодняшний день разработаны несколько разновидностей
устройств чтения с интерфейсами USB 1.x - 2.0, FireWire, LPT и
SCSI. Существуют PCMCIA-адаптеры для всех типов flash-карт,
45
а также CompactFlash-адаптеры для SD/ММС и xD. Выпускаются
устройства чтения карт, встроенные в компьютерную мышь.
Встречаются устройства чтения с собственной встроенной flash-
памятью (обычно небольшого объема, чтобы серьезно не влиять на
цену).
Устройства чтения бывают как для одного вида карт памяти,
так и для нескольких (два и более), нередко для всех двенадцати
популярных видов и подвидов (рис. 32). Часто для чтения карт xD-
picture используется переходник SmartMedia-xD, выполненный в
виде карты SmartMedia со специальным разъемом для xD-picture
(что лишний раз говорит об их принципиальном сходстве).
Рис. 32. Устройство чтения для нескольких типов flash-карт
Однозначно самыми распространенными являются устройства
чтения с интерфейсом USB (Universal Serial Bus - универсальный
последовательный интерфейс). Этим интерфейсом оборудованы
как внешние, так и встраиваемые в 3,5” разъем корпуса компьюте-
ра устройства (рис. 33). Отличие заключается лишь в том, что
встраиваемые устройства обычно подключаются к USB-порту не-
посредственно на материнской плате.
46
Рис. 33. Устройство чтения Seitec, встраиваемое в корпус
компьютера: А - дополнительный USB-разьем; В - отверстия
для крепежных винтов; С - индикаторы состояния устройства
Так как возможности интерфейса наравне с возможностями
самой карты памяти принципиально определяют скорость переда-
чи данных, рассмотрим существующие спецификации USB.
Интерфейс подключения.
Спецификации USB 1.x и USB 2.0
Интерфейс USB предназначен для подключения периферий-
ных устройств к персональному компьютеру и позволяет произво-
дить обмен информацией на трех скоростях:
•	низкой (Low Speed - LS, USB 1.0) - 1,5 Мбит/с;
•	полной (Full Speed -FS, USB 1.1) - 12 Мбит/с;
•	высокой (High Speed - HS, USB 2.0) - 480 Мбит/с.
47
Рис. 34. Разъем типа «А» интерфейса USB.
Хорошо видна контактная группа
Для подключения периферийных устройств (например, для
чтения flash-карт) используется 4-жильный кабель типа USB-mini
USB или USB-AB (рис. 34). Интерфейс USB соединяет между со-
бой хост и устройства. Хост (иначе - «концентратор») находится
внутри персонального компьютера и управляет работой внешнего
устройства.
Так как у неопытных пользователей часто возникает вопрос о
различных спецификациях USB, подчеркнем, что спецификации
USB 2.0 и USB 1.x полностью совместимы. Отличие состоит лишь
в максимальной скорости передачи данных. При подключении
устройства USB 2.0 к хосту USB 1.x оно будет работать на скоро-
сти младшей спецификации, т. е. скорости хоста (рис. 35, 36).
Рис. 35. Обозначение спецификации USB 2.0. В логотипе USB 1.x
надпись Hi-Speed отсутствует

Скоростное USB-устройсгво подключено к медленному концентратору ..
Скоростное U53-устройство подключено к медленному USB-концентратору.
Чтобы получить помощь в устранении этой проблемы., щелкните зто сообщение.
Рис. 36. Уведомление о подключении скоростного
устройства (USB 2.0) к медленному хосту (USB 1.x) в Windows ХР
Отметим, что маломощные устройства, подключаемые к шине
USB (USB-flash, устройства чтения, некоторые сканеры, мыши,
джойстики и др.), не требуют внешнего источника питания. Необ-
ходимое для функционирования этих устройств напряжение пита-
ния (+5 В) передается непосредственно но кабелю USB.
Конкурентом USB 2.0 является стандарт FireWire (IEEE 1394),
который обеспечивает скорость обмена данными, сравнимую
с USB 2.0. Этот стандарт очень широко распространен (особенно
в цифровых видеокамерах), однако в настоящее время у большин-
ства настольных компьютеров базовой комплектации такой порт
отсутствует.
Не стоит отчаиваться, если компьютер оборудован лишь мед-
ленным хостом USB 1.x или порты USB вообще отсутствуют!
В этом случае возможна установка дополнительного контроллера
для шины PCI, обычно имеющего от двух до пяти портов USB
(рис. 37).
Рис. 37. USB-контроллер (плата) для шины PCI на микросхеме VIA,
реализующий два USB-порта, поддерживающих
спецификации USB 1.x - 2.0
49
В настоящее время в свободной продаже представлены USB- и
FireWire-контроллеры на микросхемах OPTI и VIA. К недостатку
последних можно отнести несовместимость с некоторыми моде-
лями старых материнских плат, выявить которую можно только
экспериментально.
Технология USB позволяет древовидно подключать до 255 (!)
устройств к одному хосту, т. е. имеется возможность использова-
ния различных концентраторов, разветвителей (рис. 38), удлини-
телей и т. п. Отметим связанные с этим основные моменты, кото-
рым следует уделять внимание:
•	при наличии в компьютере хоста спецификации USB 2.0 все
соединительные кабели должны также соответствовать этой
спецификации;
•	при подключении устройств посредством кабелей значи-
тельной длины (более 5 м) следует использовать специаль-
ные усилители;
•	при подключении нескольких устройств, питание которых
осуществляется от USB-интерфейса, также рекомендуется
использовать дополнительный усилитель - активный кон-
центратор с блоком питания.
Рис. 38. Пассивный USB-разветвитель (концентратор, хаб) 1x4
50
Эксплуатация устройств чтения
После подключения устройства чтения к USB-порту
и установке необходимого программного обеспечения к уже суще-
ствующим дисковым накопителям компьютера добавится целый
ряд устройств, соответствующих количеству типов поддерживае-
мых flash-карт.
Стоит обратить внимание на то, что разъемы большинства уст-
ройств чтения (особенно у малоизвестных производителей) вы-
полнены недостаточно качественно и установку или изъятие карты
памяти из слота устройства следует производить очень бережно
(рис. 39). В противном случае существует риск повредить (согнуть
или даже обломить) тонкие контакты в разъеме устройства чтения,
что сделает работу с ним невозможной. Особое внимание при ус-
тановке стоит уделить карте памяти CompactFlash, ввиду большого
размера слота и разъема, представляющего собой 50 тонких кон-
тактов-иголок. Остальные карты памяти в этом отношении более
безопасны.
Рис. 39. Устройство чтения с установленной картой памяти
CompactFlash
При установке flash-карты в соответствующий ей слот устрой-
ства чтения (рис. 40) пользователь получает полный доступ
к этому носителю с возможностью чтения и записи на него любой
информации в виде файловой структуры.
51
Рис. 40. Контактные группы для подключения карт: А - Compact
Flash; В - MemoryStick. Стрелкой показано направление установки
и изъятия карты CompactFlash
52
Устройство чтения может быть использовано для быстрого ко-
пирования фотографий с карты памяти фотоаппарата, записи му-
зыкальных композиций, собранных в альбом на компьютере, запи-
си видеоклипов и документов для смартфона или карманного ком-
пьютера (рис. 41).
Рис. 41. Съемные диски, физически являющиеся слотами для
подключения различных карт памяти
Существующие возможности по синхронизации (взаимодейст-
вию) карманных компьютеров с рабочими станциями (с помощью
протоколов беспроводной связи или посредством кабеля) не пре-
доставят такой скорости передачи данных, как обмен через карту
памяти. При регулярной передаче больших (десятки и сотни мега-
байт) объемов информации с карманного компьютера на настоль-
ный, использование устройства чтения крайне целесообразно.
К особенностям эксплуатации можно отнести чрезвычайно
редкие случаи несовместимости устройств чтения с картами памя-
ти определенных производителей и объема. Например, имели ме-
53
сто случаи, когда устройство чтения некорректно взаимодейст-
вовало с картами Kingston CompactFlash 512 Мбайт, в то время
как с картами Transcend CompactFlash 512 Мбайт и CompactFlash
Kingston меныаей емкости проблема отсутствовала. Это говорит о
том, что, несмотря на единый стандарт flash-карт, технологии,
применяемые производителями, несколько отличаются.
Особенности маркировки устройств чтения
Обычно вся необходимая информация об устройстве чтения
содержится на упаковке (рис. 42), а если она отсутствует, то это
является первым поводом усомниться в происхождении и качестве
оборудования.
Рис. 42. Типовая маркировка на упаковке и корпусе устройства
чтения flash-карт


Скорость передачи данных определяется спецификацией USB,
поддерживаемой устройством. Она обозначается либо логотипом
USB, либо надписью USB 1.x (2.0).
54
Так как различные устройства чтения могут работать
с разными типами карт памяти (от 1 до 12), следует убедиться, что
нужный стандарт поддерживается. Это также указывается на упа-
ковке.
Краткие рекомендации по выбору flash-карт
памяти и устройств чтения
Несмотря на то что все карты памяти обладают различными
преимуществами и недостатками, выбирать устройство из-за носи-
теля все же нецелесообразно. Следует уделить внимание эргоно-
мике и дизайну самого цифрового устройства. Однако не рекомен-
дуется приобретать технику, использующую устаревающие носи-
тели (ATA-flash, SmartMedia, MemoryStick)! Как показывает
практика, между анонсом разработок и попаданием новинок в об-
ласти flash-памяти в свободную продажу проходит от 6 до 18 ме-
сяцев, т. е. перспективы носителей просматриваются минимум на
полгода вперед.
В случае если планируется приобретение нескольких цифро-
вых устройств (карманный компьютер, фотоаппарат), но пользо-
ваться ими одновременно нет необходимости, то было бы логич-
нее применять устройства одного формата. Достаточно будет при-
обрести всего одну карту flash-памяти большого объема, а кроме
этого, не возникнет проблем при переносе фотографий с камеры
на карманный компьютер (рис. 43).
Рис. 43. Устройства, использующие один формат расширяемой
памяти. Данные могут быть мгновенно перенесены из фотоаппарата
в карманный компьютер
Стоит отметить, что в вопросе совместимости и эргономики
различных цифровых устройств лидерство принадлежит, безус-
ловно, корпорации Sony. До недавнего времени «узким местом»
был объем карт памяти MemoryStick, но с появлением
MemoryStick Pro эта ситуация динамично исправляется.
Приобретение устройства чтения для карт памяти не является
обязательным условием, однако в большинстве случаев позволит
ускорить процесс обмена данными между компьютером и порта-
тивным устройством, позволит автономно работать с разными ти-
пами flash-карт (например, в фотостудии), а также предотвратит
преждевременный износ миниатюрного USB-порта цифрового
устройства.
Основополагающими условиями при выборе устройства чте-
ния являются наличие слотов для необходимых типов карт памяти,
а также поддерживаемая спецификация USB.
При наличии хоста USB 2.x покупка устройства чтения USB
1.x неоправданна, так как передача данных будет производиться
по младшей спецификации, т. е. на скорости не более 12 Мбит/с. При
наличии медленного хоста - USB 1.x рекомендуется приобрести до-
полнительный контроллер USB 2.0, выпускаемый в виде платы
PCI.
Совместимость с цифровыми устройствами
и эксплуатация
Существует распространенное заблуждение, что для какого-
либо цифрового устройства какого-нибудь производителя, напри-
мер Panasonic, подойдет карта flash-памяти только этого же произ-
водителя. Логично предположить, что в этом случае ряд компа-
ний-производителей flash-памяти (Transcend, PQI, NCP) просто бы
разорились, так как сами не производят ни, фотоаппаратов, ни
других подобных устройств!
В данном случае покупку товаров одной торговой марки мож-
но отнести либо к «чувству стиля», либо к глубокому заблужде-
нию: есть люди, которые для пульта дистанционного управления
телевизором Sony покупают только батарейки Sony!
56
Любой формат flash-карт является стандартом, соответствие
которому является обязательным условием для любого производи-
теля.
Другое дело - вопрос совместимости аппаратной и програм-
мной частей цифрового устройства с параметрами карты памяти,
определяющими из которых являются тип карты, напряжение пи-
тания и емкость.
С первыми двумя параметрами все достаточно понятно: ввиду
уникальности всех разъемов в слот устройства успешно устано-
вится только соответствующая ему flash-карта. Поэтому рассмот-
рим проблему несовместимости устройства с картой памяти, вы-
званную недопустимым объемом памяти карты, на примере ММС
для мобильного телефона. Отметим, что рекомендации, приведен-
ные ниже, будут справедливы и для других стандартов карт и
цифровых устройств (плееров, фотоаппаратов, карманных компь-
ютеров и т. д.).
Предпочтения различных карт flash-памяти некоторыми наи-
более известными производителями цифровой техники приведены
в табл. 2.
Таблица 2. Предпочтения различных карт flash-памяти
некоторыми известными производителями цифровой техники
Фирма	Smart Media	Compact Flash	SD/MMC	Memory Stick	xD-Picture
Canon		®			
Minolta			©		
Olympus	©				©
Panasonic			©		
Kodak		©			
Casio		®			
Samsung			©		
Sony (SonyEricsson)				©	
Siemens			©		
Nokia			©		
57
Тестирование карты на совместимость
с устройством
Сегодня карты памяти нашли широкое применение в мобиль-
ных телефонах с поддержкой мультимедиа: наличие встроенного
фотоаппарата, МРЗ/МР4-плеера, органайзера и возможность уста-
новки программного обеспечения требуют расширяемых ресурсов
памяти. И естественно, лучшим вариантом является flash.
В телефонах различных производителей применяются различ-
ные карты памяти, однако самым популярным является ММС, так
как ведущие производители сотовых телефонов являются членами
ММСА.
Карта flash-памяти устанавливается в специально предусмот-
ренный разъем. На некоторых моделях аппаратов он скрывается в
корпусе под аккумулятором (рис. 44), на других доступен с внеш-
ней стороны (для быстрой смены flash-носителя).
Рис. 44. Мобильный телефон Nokia 3660 с разъемами для установки
SIM- и ММС-карты расширения памяти
Безусловно, было бы крайне заманчиво установить карту мак-
симального объема (сегодня 1 Гбайт для ММС) и не заботиться
о недостатке памяти! Однако, кроме достаточно высокой стоимо-
сти «больших» ММС, существует еще один принципиальный мо-
58
мент: они могут не поддерживаться операционной системой теле-
фона!
Многие телефонные аппараты (как и другие цифровые устрой-
ства) попадают в Россию неизвестным путем и имеют различные
версии программного обеспечения. Поэтому получение достовер-
ной информации о максимально поддерживаемой емкости карты в
конкретном аппарате крайне затруднено. Определить, какая карта
будет корректно работать именно у вас, к сожалению, можно
только экспериментально. Для этого при покупке рекомендуется
протестировать карты памяти различных объемов, не нарушая то-
варного вида упаковки. В противном случае возврат может быть
затруднен, так как «несовместимость» поводом для него
не является!
В случае, если максимальный объем памяти, поддерживаемый
устройством, недостаточен, проблема может решиться путем уста-
новки обновленного программного обеспечения («прошивки»).
Что касается компаний-производителей flash-карт, то доста-
точно их просто перечислить: Transcend, Kingston, SanDisk, Sony,
NCP, PQI и Lexar. Эти имена обоснованно вызывают доверие,
и в качестве их продукции сомневаться не приходится.
Резюме
Пожалуй, самым ярким примером превосходства flash над тра-
диционными технологиями является фотография. Достаточно
сравнить стоимость фотопленки (допустим, за год профессиональ-
ной работы) со стоимостью одной flash-карты. Излишне объяс-
нять, что доступность и возможности цифровых технологий явля-
ются сильнейшим аргументом за их использование и развитие.
Итак, flash-карта - это доступный цифровой носитель, обладаю-
щий высокой надежностью, потребляющий мало энергии (в отличие
от жестких дисков или CD-приводов), обладающий высоким быстро-
действием, компактными размерами и возможностью многократной
перезаписи данных в виде файловой структуры.
И все же, какая flash-карта лучше? Выберем определяющими
следующие параметры: скорость, емкость, надежность, универ-
сальность и стоимость. Взвесив все достоинства и недостатки,
можно сказать, что на сегодняшний день лучшими по «сумме бал-
лов» являются карты CompactFlash и SD.
Глава 3. FLASH-ПАМЯТЬ
С USB-ИНТЕРФЕЙСОМ
Согласитесь - удобно иметь в кармане компактный и непри-
хотливый носитель с несколькими сотнями мегабайт фотографий,
музыки и рабочей информации! Однако карты flash-памяти для
этой цели не очень подходят: для подключения их к компьютеру
необходимо устройство чтения. Но выход был найден - разработа-
ны модули-брелоки flash-памяти со встроенным интерфейсом USB
(рис. 45).
Рис. 45. USB-flash Agenie Pro производства компании A-data
Построенные на той же технологии, что и сменные карты flash-
памяти, устройства USB-flash определенным образом от них отде-
лились. А для невдумчивого пользователя и вовсе превратились в
две разные категории: «свистки» и «карточки для фотоаппаратов»!
И в этом есть доля правды, поэтому выделим их в самостоятель-
ную группу, и соответственно главу книги.
Достаточно часто встречается мнение, что в USB-flash нет ни-
какой надобности: данные можно записать на мини-CD-RW - по-
лучится быстро, компактно и дешево. Согласиться с этим невоз-
можно, так как USB-flash существенно расширяет возможности по
копированию, хранению и переносу информации.
Во-первых, в компьютере, с которого копируются данные, мо-
жет не оказаться пишущего CD-устройства. Во-вторых. CD-RW,
60
в отличие от USB-flash, крайне неустойчивы к механическим
воздействиям (царапинам). В-третьих, технология USB-flash по-
зволяет редактировать документы непосредственно на носителе,
что невозможно на CD. Не стоит забывать и о компактном ис-
полнении USB-flash!
Пользоваться USB-flash как постоянно доступным носителем
информации чрезвычайно удобно дома, в офисе, на деловых пере-
говорах и в поездках. Кроме этого, легко решается проблема хра-
нения секретных документов.
Многообразие дизайнерских решений делает USB-flash замет-
ной деталью имиджа, что, в свою очередь, стимулирует популяр-
ность этих устройств. В среде современного поколения USB-flash
приближаются по популярности к сотовым телефонам (кстати,
также использующим flash-карты!). Среди наиболее интересных
решений можно отметить наручные часы со встроенной flash-
памятью и USB-интерфейсом. Однако этот вариант сбалансирован
по цене, и покупатель не получит ни качественных часов, ни
большого объема памяти.
Функции и особенности накопителей
на flash-памяти с интерфейсом USB
К основным функциям USB-flash относятся следующие опера-
ции: запись, копирование, долгосрочное хранение и удаление ин-
формации. Все эти операции производятся через операционную
систему компьютера путем обращения к устройству как к подклю-
ченному ресурсу-накопителю. Для операционной системы (напри-
мер, Ms Windows) USB-flash ничем не отличается от жесткого
диска.
К дополнительным функциям USB-flash можно отнести под-
держку защиты данных паролем, наличие переключателя защиты
от записи на корпусе устройства, возможность выступать в роли
загрузочного системного диска. Кроме этого, на USB-flash могут
быть установлены полезные программные продукты, например на-
строенный почтовый клиент, который позволит быстро и безопас-
но просмотреть электронную почту с любого подключенного
к Интернету компьютера без ввода паролей и подобных операций.
61
Полученная корреспонденция также может быть сохранена на
USB-flash.
Что внутри?
Для ответа на этот вопрос пожертвуем корпусом USB-flash
128 Мбайт производства компании EasyDisk. Как видно из приве-
денных иллюстраций (рис. 46, 47), устройство имеет всего три ос-
новных элемента: разъем интерфейса USB для подключения
к компьютеру, модуль flash-памяти, микроконтроллер для коорди-
нации работы устройства с интерфейсом USB и взаимодействия
с модулем памяти.
Рис. 46. Плата USB-flash с элементами корпуса: А - разъем
интерфейса USB типа «А»; В - микроконтроллер OTi ;С - индикатор
(диод) состояния устройства (подключение/передача данных)
62
Рис. 47. Обратная сторона платы. Хорошо видна микросхема памяти
Samsung емкостью 128 Мбайт
К дополнительным элементам можно отнести индикатор со-
стояния устройства, представляющий собой светодиод, а также
конденсаторы и сопротивления, объединяющие микросхемы на
плате.
Питание микросхем (+5 В) осуществляется через USB-интер-
фейс. На рис. 46 (элемент А) хорошо видны четыре контакта ин-
терфейса, разделенные по назначению - для передачи данных и
питания.
Разобрав устройство USB-flash, становится понятной роль
производителя: он лишь разрабатывает дизайн корпуса и собирает
на одной плате микросхемы производства других компаний.
Ввиду того, что эта операция не предъявляет сверхвысоких
требований к технологическому процессу, на рынке представлено
многообразие торговых марок и технических решений USB-flash.
И что примечательно, все они достаточно надежны!
63
Технические характеристики
Что можно отнести к важным техническим характеристикам
USB-flash? Конечно, емкость, скорость работы и надежность.
В настоящее время в свободной продаже имеются носители объе-
мом до 4 Гбайт и поддержкой спецификаций USB 1.x и USB 2.0
(см. описание спецификаций выше).
Многие производители ограничивают продолжительность хра-
нения информации на USB-flash сроком в 10 лет. Это не должно
смущать покупателя. Во-первых, это гарантированный, т. е. мини-
мальный срок, при бережном отношении он может значительно
увеличиться. Во-вторых, за это время сегодняшнее поколение
flash-устройств безвозвратно уйдет и появятся еще более совер-
шенные устройства.
Особенности эксплуатации
Пожалуй, единственным неудобным моментом в работе с USB-
flash является проблема с необходимым для различных операци-
онных систем программным обеспечением (драйверами), из-за че-
го рекомендуется иметь при себе поставляемый в комплекте CD
(рис. 48). Однако в связи со всеобщим переходом частных пользо-
вателей и организаций на современные операционные системы по-
степенно данная проблема решается сама собой.
Рис. 48. Стандартный комплект поставки USB-flash: компакт-диск
с программным обеспечением и драйверами для различных
операционных систем, USB-удлинитель и шнурок для ношения
устройства
64
Подключение устройства
Как и любое другое устройство с интерфейсом USB USB flash
подключается к свободному порту USB (они легко дос г  * ла
современных корпусах персональных компьютеров и ноутбуков а
для моделей корпусов, в которых USB-порт находится на задней
панели, для удобства пользования существуют USB-удлинители).
Подключение возможно как при выключенном так и ппи	• и
ном компьютере!
В случае использования USB-flash с корректно установленной
современной операционной системой (например Windows ХР)
проблем с установкой нового оборудования обычно не возникает.
USB-flash определяется как «съемный диск», автоматически уста-
навливается требуемое программное обеспечение, новому диск}
присваивается идентификатор (например, F:/), и устройство по-
ступает в распоряжение пользователя (рис. 49).
Рис. 49. Свойства USB-flash 128 Мбайт с материалами книги.
USB-flash поддерживает все функции, свойственные традиционным
жестким дискам
65
Следует обратить внимание на один неочевидный момент:
в случае, если все порты USB заняты и для подключения исполь-
зуется пассивный разветвитель (см. рис. 38), USB-flash может
работать некорректно: не определяться системой или работать не-
стабильно при чтении/записи. В этом случае следует использовать
непосредственно порт компьютера (до разветвителя) или приобре-
сти активный разветвитель (с блоком питания).
Отключение USB-flash
Момент отключения накопителя от USB-порта также заслужи-
вает внимания, так как просто отсоединять устройство не реко-
мендуется. Как уже было отмечено, интерфейс USB позволяет
подключать и отключать USB-устройства в «горячем» режиме
т. е. при включенном компьютере, и вред компьютеру отсоеди-
нением устройства вы не нанесете.
Однако, предположим, что производится копирование каких-то
данных. Копирование информации не может производиться мгно-
венно, данные через буфер блоками попадают во flash-память. Да-
же когда индикатор копирования отобразил состояние «100 %» и
пропал с экрана, физически копирование может еще продолжать-
ся. Это обусловливается особенностями многозадачной операци-
онной системы (Windows).
В случае если устройство было отсоединено от порта USB до
завершения копирования, данные, естественно, будут записаны
некорректно. Иногда (очень редко) неправильное отключение мо-
жет привести к последующим сбоям в работе USB-flash.
Порядок правильного отключения USB-flash
в Windows ХР
При подключении USB-устройства к порту компьютера на
нижней панели появляется пиктограмма «Безопасное извлечение
устройства» (рис. 50), открывающая диалоговое окно выбора от-
ключаемого (извлекаемого) устройства (рис. 51).
66
Рис. 50. Пиктограмма «Безопасное извлечение устройства»
Рис. 51. Выбор устройства для остановки
67
Выбрав устройство по названию из предлагаемого списка, сле-
дует нажать кнопку «Остановить» и подтвердить удаление устрой-
ства в новом окне (рис. 52) (как известно в операционной системе
Windows все принято спрашивать по два раза).
Рис. 52. Подтверждение выбора устройства для остановки
После появления соответствующего уведомления о корректном
завершении работы устройства (рис. 53) оно может быть безопасно
удалено. К этому моменту операционная система заканчивает обмен
данными с USB-flash и отключает питание устройства.
Рис. 53. Уведомление об успешной остановке устройства
68
Если по каким-то причинам отключение по рассмотренным
выше правилам произвести невозможно, следует воспользоваться
сигналами индикатора, расположенного на корпусе USB-flash:
часто мигающий диод говорит о процессе обращения к flash-
памяти, т. е. записи или чтении. Отключение устройства можно
безопасно выполнить при «спокойном» состоянии индикатора.
Рекомендации по выбору USB-flash
USB-flash можно классифицировать по объему, скорости рабо-
ты, дизайну и производителю. Падение цен на flash-память в ско-
ром времени сделает доступными для среднего покупателя носи-
тели больших объемов (1...2 Гбайт и более). Нецелесообразно
приобретать модули памяти меньше 128 Мбайт, так как они незна-
чительно отличаются по цене от устройств большей емкости.
Что касается скорости работы, то USB-flash рекомендуется
приобретать только с интерфейсом USB 2.0. Существенной разни-
цы в цене между USB-flash USB 2.0 и USB 1.x не наблюдается,
а отличие в скорости копирования (при наличии хоста USB 2.0)
более чем заметное. Даже не имея на собственном компьютере
портов USB 2.0, не стоит ограничивать потенциальные возможно-
сти других компьютеров, с которыми, вероятно, придется рабо-
тать!
Повторимся, что в случае использования USB-удлинителя
и/или разветвителя следует убедиться, какой спецификации USB
они соответствуют (1.x или 2.0). Использование удлинителя или
разветвителя несоответствующей спецификации может привести к
нежелательной потере скорости передачи данных.
Большое внимание при выборе USB-flash следует уделить ди-
зайну корпуса. Корпус должен быть компактным, иметь отверстие
для крепления шнурка/кольца (USB-flash идеально подходит в ка-
честве брелока). Отдельного внимания заслуживает аккуратность
выполнения и качество материала. Обычно для изготовления
69
корпусов применяется цветной или прозрачный пластик, однако
выпускаются устройства, выполненные в металлизированных или
обрезиненных корпусах.
Среди всего многообразия хочется выделить USB-flash произ-
водства известных компаний: Transcend (серия JetFlash),
Kingston, A-data (компактная серия Agenie), Canyon (яркий ди-
зайн). Устройства этих производителей по праву считаются лиде-
рами продаж.
Отметим неудачный дизайн USB-flash Sony, в первую очередь
из-за значительного размера. Создается впечатление, что уделяю-
щая огромное внимание дизайну корпорация в тематике USB-flash
повторила историю с технологическими неудачами MemoryStick.
Однако недостатки отчасти компенсируются наличием в новых
моделях Sony USB-flash встроенного устройства чтения для карт
MemoryStick. Но как бы там ни было, в области flash Sony лиди-
рующих позиций в настоящее время не занимает.
Что касается надежности, то остерегаться следует только про-
дукции по пате, т. е. поступающей на рынок из неизвестных ис-
точников. Брак у известных производителей встречается крайне
редко и обычно является следствием механических повреждений
при транспортировке. В связи с этим при покупке flash-памяти ре-
комендуется внимательно изучить упаковку и само устройство на
предмет отсутствия механических повреждений.
Особенности маркировки
устройств USB-flash
Устройства USB-flash маркируются достаточно просто
(рис. 54). На упаковке обычно обозначаются: производитель, но-
минальный объем памяти, спецификация USB (т. е. скорость рабо-
ты) и наличие дополнительных функций. Этой информации впол-
не достаточно для выбора устройства USB-flash, и дополнитель-
ные вопросы могут касаться только материала корпуса и
гарантийных условий.
70
Рис. 54. Маркировка USB-flash
Универсальные flash-устройства
с USB-интерфейсом
Следующим шагом в развитии USB-flash являются универ-
сальные устройства, широко использующие возможности flash-
памяти как портативного носителя цифровой информации.
Данные устройства не претендуют на сверхуниверсаль-
ность карманных компьютеров или смартфонов, но в отличие
от традиционных USB-flash способны автономно воспроизводить
и записывать некоторые типы мультимедиа-аудиофайлов.
В настоящее время существуют несколько форматов хранения
аудиоинформации, самым популярным из которых является MP3.
Основным достоинством этого формата является высокая степень
компрессии (сжатия) объема данных при сохранении высокого ка-
чества записи. В отличие от CD-audio, технология компрессии
MP3 позволяет записать на обычный CD-диск (700 Мбайт) около
150 файлов с 5-минутными высококачественными музыкальными
композициями. Соответственно карта flash-памяти 256 Мбайт спо-
собна хранить около 50 таких файлов.
Устройства, способные самостоятельно воспроизводить
аудиофайлы, получили название МРЗ-плееров. До недавнего
времени выпускались лишь CD-версии МРЗ-плееров со всеми выте-
кающими отсюда недостатками: относительно большими габарита-
71
ми, механическим принципом работы с носителем и соответственно
высоким энергопотреблением и неустойчивостью к вибрации.
Создание flash-плееров (рис. 55) позволило не только преодо-
леть многие минусы MP3 CD-плееров, но и создать класс универ-
сальных устройств, позволяющих использовать память МРЗ-
плеера еще и в качестве портативного носителя информации, вы-
полненного в виде модуля USB-flash (рис. 56).
Рис. 55. Традиционный MP3 flash-плеер с FM-радио, плеер-часы
с функцией диктофона
Рис. 56. Универсальное устройство, сочетающее в себе МРЗ-плеер
и USB-flash
72
Музыкальные файлы и другая информация находятся в общем
объеме flash-памяти. Плеер находит и обрабатывает лишь файлы
MP3, а редактирование всей информации производится на компь-
ютере.
Резюме
Оно будет кратким. USB-flash относится к той редкой катего-
рии вещей, о необходимости покупки которых не стоит задумы-
ваться - применение им найдется всегда!
73
Глава 4. ДРУГИЕ УСТРОЙСТВА
Жесткие диски с интерфейсом USB
Не секрет, что в профессиональной (или «полупрофессио-
нальной») среде ежедневно приходится сталкиваться
с проблемой хранения, резервирования и переноса не десятков
мегабайт, а многих сотен гигабайт рабочей информации.
Благодаря значительному снижению цен на устройства запи-
си и носители DVD появилась возможность хранения до 9 Гбайт
данных на одном диске. Однако ввиду низкой скорости записи
(до 8-16х) и все же небольшого (по современным меркам) объ-
ема применение DVD в ряде задач невозможно.
Так как flash-память на 100 и более гигабайт пока трудно себе
представить, более емкого и дешевого накопителя, чем жесткий
диск, в настоящее время не существует.
Естественно, в традиционном виде - с IDE- или SATA- шлей-
фами и подключением к блоку питания компьютера - жесткий
диск удобным и мобильным устройством не является. Сущест-
вующие варианты «мобилизации» жестких дисков с помощью уст-
ройств-контейнеров (mobile rack) также не являются панацеей, так
как требуют специального слота, установленного в корпусе ком-
пьютера.
Наиболее удачное техническое решение было найдено в виде
жесткого диска с USB- или FireWire (IEEE 1394)-интерфейсом.
Благодаря использованию дисков 2,5” и 1,8” (применяемых в
ноутбуках) накопители данного типа имеют достаточно компакт-
ный размер при емкости до 80 Гбайт и более (до 300 Гбайт при ис-
пользовании жестких дисков 3,5”).
Как и USB-flash, внешние жесткие диски выпускаются с под-
держкой спецификаций USB 1.x и 2.0. Отметим, что ввиду предна-
значения устройства для работы с большими объемами информа-
ции, использование устройств и хостов спецификации USB 1.x
крайне нецелесообразно.
В восьми случаях из десяти дополнительное питание этому на-
копителю не требуется, достаточно подключения USB-кабеля. Од-
74
нако в комплекте предусмотрен и специальный кабель для питания
через порт PS/2, обеспечивающего напряжение +5 В.
Подключение и эксплуатация мобильного жесткого диска
(рис. 57) аналогичны использованию USB-flash: подключенный
диск определяется операционной системой как сменный носитель.
Единственное, о чем не следует забывать, - жесткий диск имеет
механическую природу и требует гораздо более бережного отно-
шения, чем микросхема. Несмотря на то, что корпус устройства
защищен, ударов и влажности следует избегать.
Рис. 57. Жесткий диск с USB-интерфейсом
Среди модификаций устройств описываемого типа следует от-
метить переносной жесткий диск со встроенным устройством чте-
ния flash-карт. Данное устройство позволяет сохранять информа-
цию с заполненных карт памяти без компьютера, освобождая их
для дальнейшей работы (например, фотографирования). При под-
ключении к компьютеру устройство функционирует и как внеш-
ний накопитель, и как устройство чтения.
Резюме
Данный тип носителей ориентирован по крайней мере на полу-
профессиональное применение. Для среднего пользователя, посто-
янно работающего пусть даже с сотнями мегабайт информации,
более удобным вариантом является, безусловно, USB-flash.
75
Согласитесь, что 300 Гбайт и 2 Гбайт - это качественная раз-
ница. Поэтому мобильные носители можно разделить на «весовые
категории», в каждой из которых действует правило: чем больше
объем памяти, тем лучше. Для USB-flash практическая разница
существует между 128 Мбайт и 4 Гбайт памяти, а для жестких
дисков - между 20 Гбайт и 300 Гбайт.
При обычной работе с сотней мегабайт всегда может понадо-
биться возможность записи 300...500 Мбайт, а при хранении
20 Гбайт - 100 и более! Рекомендуется, чтобы емкость мобильного
носителя пятикратно превышала предполагаемый объем рабочей
информации.
Таким образом, выбор класса мобильного устройства для хра-
нения данных целиком и полностью определяется сферой деятель-
ности пользователя при условии, что устройство должно при-
меняться с максимальной эффективностью.
76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Итак, мы постарались ответить на наиболее часто задаваемые
вопросы о flash-памяти, определив, какая карта памяти лучше
всех; подойдет ли для фотоаппарата Panasonic карта памяти
Samsung; сколько фотографий или музыкальных композиций по-
местится на карту памяти; как перенести информацию с карты па-
мяти в компьютер; как правильно подключать и отключать USB-
flash; что делать, если в компьютере нет разъема USB; почему ско-
рость работы USB-flash ниже заявленной производителем, как
правильно искать информацию о flash в Интернете, и, главное, -
основные преимущества flash-памяти!
Остался вопрос, которого мы касались, но так и не проиллю-
стрировали на примере, - обзор цен на flash-память. Динамику
изменения цен рассмотрим на примере USB-flash и SD-карт произ-
водства Transcend. Данные flash-устройства выделены как типич-
ные представители основных классов - USB-flash и карт flash-
памяти.
Как видно из табл. 3, за период с января по сентябрь 2004 г.
цены упали практически в три раза! Однако снижение цен не будет
происходить бесконечно, рано или поздно будет достигнута мак-
симальная целесообразная емкость носителей и произойдет насы-
щение рынка носителями именно этого объема. Можно предполо-
жить, что стоимость 1 Гбайт flash-памяти остановится на отметке
около 60 долл. США. Отметим, что карты памяти всегда будут не-
сколько дороже USB-flash аналогичной емкости ввиду необходи-
мости их приобретения пользователями цифровой техники.
Проанализировав розничные цены на flash-память у различных
торговых организаций (компьютерных, фото- магазинов, салонов
портативной техники), можно прийти к выводу, что при аналогич-
ном качестве и ассортименте они существенно отличаются (до
40 %). Данное наблюдение в первую очередь говорит о недоста-
точности информации о flash-памяти у потребителей.
В заключение автор выражает надежду, что настоящая книга
прольет свет на основные практические вопросы, связанные с вы-
бором и эксплуатацией flash-памяти, а также различных цифровых
устройств.
77
Таблица 3. Динамика цен на носители информации:
средние розничные цены на Transcend USB-flash и Transcend SD 45х в Москве, 2004 г.
Носитель	Январь Февраль	Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь	Transcend USB 2.0 Flash		 - _	-		—		1	256 Мбайт	83	80	78	74	70	60	51	40	35		512 Мбайт	180	164	147	133	120	104	91	74	61		1 Гбайт	335	314	300	245	190	168	145	123	105		»		1	7b Transcend SecureDigital 45x		 			—	—	 	1	1		"1			256 Мбайт	-	75	72	69	65	56	49	40	35		512 Мбайт	-	-	137	132	129	122	118	90	69		1 Гбайт	-	-	-	214	210	170	147	130	115
78
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ.............................................3
Глава 1. FLASH-ПАМЯТЬ...................................6
Flash-память и технология.............................6
Структура flash-памяти................................7
Архитектура flash-памяти.............................10
Резюме...............................................12
Глава 2. FLASH-КАРТЫ ПАМЯТИ И УСТРОЙСТВА ЧТЕНИЯ. 13
Flash-карты..........................................13
Встроенный контроллер.............................13
Интерфейс обмена информацией......................15
PCMCIA АТА Flash (PC Card)......................  15
Карты памяти CompactFlash.........................17
Карты памяти SmartMedia...........................21
Карты памяти MultiMedia...........................24
Карты памяти SecureDigital........................27
Карты памяти MemoryStick..........................30
Разновидности карт MemoryStick....................32
Карты памяти xD-Picture...........................35
Другие виды flash-памяти.............................37
Особенности маркировки карт памяти...................39
Дополнительные возможности flash-карт................40
Защита информации....................................45
Устройства чтения карт памяти........................45
Интерфейс подключения. Спецификации USB 1.x
и USB 2.0.........................................47
Эксплуатация устройств чтения.....................51
Особенности маркировки устройств чтения...........54
Краткие рекомендации по выбору flash-карт памяти
и устройств чтения...................................55
Совместимость с цифровыми устройствами и эксплуатация... 56
Тестирование карты на совместимость с устройством.58
Резюме...............................................59
Глава 3. FLASH-ПАМЯТЬ С USB-ИНТЕРФЕЙСОМ................60
Функции и особенности накопителей на flash-памяти
с интерфейсом USB....................................61
79
Что внутри?.......................................62
Технические характеристики........................64
Особенности эксплуатации..........................64
Подключение устройства............................65
Отключение USB-flash..............................66
Порядок правильного отключения USB-flash
в Windows ХР...................................66
Рекомендации по выбору USB-flash..................69
Особенности маркировки устройств USB-flash........70
Универсальные flash-устройства с USB-интерфейсом..71
Резюме............................................73
Глава 4. ДРУГИЕ УСТРОЙСТВА..........................74
Жесткие диски с интерфейсом USB...................74
Резюме............................................75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ..........................................77
80

СПб Дом Книги" В-232
73.00
2 "оосигв^вбзо?11
Кузьмин А. Flash-память и другие
современные носители информ
ООО «РЕСПЕКТ»
*	Весь спектр компьютерной и цифровой техники
*	Компьютеры: любая конфигурация на заказ,
upgrade, замена старых комплектующих
*	Инсталяция сетей
*	Любые расходные материалы
*	Установка и тестирование программного обеспечения
•	Индивидуальный подход, выезд специалиста к клиенту