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2010年9期让闪存驶入高速公路
发表于 2010-3-15 14:13:50
3月3日，CeBIT如期在德国汉诺威开展，各大厂商都为我们展示了最先进的前沿产品。其中不少厂商，如Patriot博帝、广颖电通以及Sandisk，都展出了自己新一代存储产品——64GB SDXC卡。此外，还有其他众多厂商在展会上展出了自己相关SDXC的产品，如读卡器，可以说，SDXC是本届CeBIT最受关注的存储类产品。实际上，自2009年CeBIT，SD联盟发布SDXC规范以来，这款产品就不停向前发展，在厂商眼里，SDXC就是未来存储的新王者，而很多人也将USB 3.0和SDXC共同看做是未来3年必然普及的新一代技术。那么SDXC到底是什么？它又有什么样的能力让众多厂商为之倾情？
博帝在本次CeBIT展出的64GB SDXC卡
SDXC——容量狂增的NAND技术
SDXC（SD eXtended Capacity）,是SD联盟推出的新一代SD存储卡标准，旨在大幅提高内存卡界面速度及存储容量。SDXC规范仍然基于NAND闪存技术，这主要是由于NAND闪存拥有增大页容量的功能（NAND闪存的读取写入的容量单位都是“页”）， 因为NAND闪存的工作原理是闪存页的容量越大，性能就越高，这样也可以让SDXC更容易提升性能。从NAND闪存的发展趋势出发，采用更大的页面容量设计是必然的。另外，由于寻址效率的原因，对于大容量闪存来讲，大的页面容量在总容量一定的情况下，有助于降低页的数量，节省寻址周期。举个例子，页面容量为512字节时，128Mb芯片的寻址周期是3个，而到了2KB页容量时，64Gb芯片的寻址周期为10个。芯片容量提升了500倍，但是寻址周期却仅仅提升了3倍，这无疑大大提升了闪存的读写速度。
虽然SDXC存储卡与目前主流的SD卡一样基于NAND闪存技术，但容量却较此前的SDHC提升不少。SDXC标准目前常见的容量可达64GB，理论容量是2TB，是现有SDHC存储卡最大容量的64倍之多。形象地说，2TB空间可以保存大约100部高清电影，或者60小时高清录像，或者4000多张RAW原始照片，或者17000张高质量照片。SDXC标准的容量达到如此惊人的水准，主要得益于它采用文微软exFAT文件格式。
exFAT格式助阵SDXC
exFAT格式专为闪存而生
exFAT是对FAT文件系统的一种延续，全称Extended File Allocation Table File System，是微软专门针对闪存存储推出的文件系统。exFAT既没有FAT16/32的局限性和缺点，又没有NTFS那么多闪存永远都不会用到的功能。相对FAT16/32文件系统，解决了FAT32格式不能支持4G及其更大文件的问题，exFAT的分区大小和单文件大小最大可达16EB（16×1024×1024TB），簇大小非常灵活，最小0.5KB，最高达32MB。而同时相比NTFS来讲，exFAT可以采用了剩余空间分配表，空间利用率更高。
由于exFAT作为闪存专用的文件系统，因此只有U盘和存储卡才能支持，传统硬盘是无法格式化成exFAT格式的。这主要是因为exFAT的性能并不比NTFS强，只不过是比NTFS及FAT32更适合闪存使用。exFAT虽然作为一种全新的文件系统，但在电脑上的兼容性方面目前已经得到很好的解决，比如Windows XP SP3、Vista SP1及Windows 7都对SDXC规范提供了良好的支持。
三大技术让SDXC狂奔
容量突飞猛进的同时，SDXC标准的传输速度也较当前的SD标准有着显著的提升。根据版本的不同，SDXC的传输速度定义了50MB/s、104MB/s和300MB/s三种。其中最新的SDXC 4.0版应用LVDS低压差分信号传输技术，变并行传输为串行传输，并采用UHS 104超高速SD接口，将读写速度上限提升到300MB/s，真正达到SDXC当时宣布的理论极限，相比SD标准，这一速度可谓是突飞猛进。
最新一代的SDXC速度已经可以达到300MB/s
除此之外，为实现高传输率这一目的，SDXC 4.0还对卡片结构进行较大规模的改动，增加接口金手指数量，变并行传输为串行传输。这是因为SD协会对SDXC还有更高的目标，毕竟SD标准有望直接成为手机等掌上设备的内部数据传输总线。串行传输一次只传输一位数据，而并行则是多位数据一起传送。串行传输的单次传输数据虽然少，但其频率可以很高，且电路简单，是现在的主流外设传输方式。如现在不断提升的USB传输即为串行传输方式。并行传输虽然一次传输的数据多，但由于电路复杂，数据之间的干扰问题很难解决，其传输频率不可能达到快速的要求，造成在现阶段实际数据传输率比串行低，且传输距离比串行短得多。目前已经有一些手机和数码厂商开始支持SDXC卡了，当然像数码DC/DV以及手机应该是最早应用上SDXC卡的设备.
佳能A495已经可以支持SDXC卡
为了实现高速传输，SDXC还采用了UHS 104接口标准。这是一种超高速SD接口规格，也是新SD存储卡接口的最高标准，这种标准可以让SD接口至少达到104MB/s的总线传输速度，从而可实现每秒35MB的最大写入速度和每秒60MB的最大读取速度。未来SDXC产品可用于数码相机快速连续拍摄图片和录像机录制高分辨率视频，以及将这些数据高速传输到其他媒介上或从其他媒介上读取。当然，新版SDXC保持向下兼容性仍是SD卡协会的主要关注点，新一代SDXC接口针脚并不会影响SD 4.0和旧版SD/SDHC/SDXC卡、读卡器的兼容性。
SDXC标准将带来什么？
SDXC是第一个可提供2TB存储容量而拥有高速性能的闪存规格，它的出现将会改变目前娱乐及数据存储模式。有了SDXC，消费者可将质量更高的内容快速下载到手机或数码设备里，例如游戏、视频、音乐等，消费者可拥有更丰富的媒体及内容体验，而且超大容量的SDXC可存储超过数千张的未经压缩模式RAW 图像，也可以让摄像机录制更久的专业级HD视频。目前SD存储产品已经在消费类电子产品中证明其价值，如今，SDXC 内存卡容量会进一步提高数码产品的精密度，并大幅提升消费者对内容的需求。
SDXC的应用范围将和SD一样广泛
尽管SDXC看起来一切都是如此美好，但要真正普及起来依然要跨越一些障碍。目前SDXC所面临的最大问题是厂商在生产设备方面能否快速转换到更先进的生产工艺。由于SDXC存储卡仍然基于NAND闪存技术，按照它的体积来看，理论上制程工艺至少需要10nm以后才能够实现1TB左右的存储，在生产工艺上SDXC要走的路还很长。此外，目前市场上虽然已经有不少SDXC产品，但一般规格只有64GB，而价格高得惊人——售价在2000元以上。如此小的容量，如此高的价格，很难让消费者所接受。同时SDXC规范还需要面对来来自索尼方面的竞争，索尼在去年也推出了针对SDXC新一代记忆棒规格---Memory Stick XC。
索尼也推出了新一代的存储卡——Memory Stick XC系列
延伸阅读
MemoryStick XC将会取代当前的Memory Stick PRO，它的最大容量同样能够达到惊人的2TB，文件格式也是采用exFAT.而且MS XC系列记忆棒和MS PRO系列拥有同样的尺寸、针脚，保持向下兼容，仍支持内容保护技术MagicGate和访问控制功能。这一点让Memory Stick XC保持了极佳的兼容性，但也让它的传输性能逊色于SDXC---Memory Stick XC的数据传输速度与现有标准相同。即，使用记忆棒PRO时最大为20MB/秒，使用记忆棒PRO-HG进行8bit并行传输时最大为60MB/秒。考虑到目前SD已经成为主流标准，因此Memory Stick XC能否撼动SDXC的地位还需要时间来证明。
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Memory Stick XC
Duo
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Memory Stick XC
Micro
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Memory Stick XC
HG Duo
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Memory Stick XC
HG Micro
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尺寸
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20×31×1.6毫米
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15×12.5×1.2毫米
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20×31×1.6毫米
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15×12.5×1.2毫米
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针脚
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10针
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11针
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14针
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20针
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文件系统
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exFAT
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容量
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64GB至2TB
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接口界面
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4bit并行和串行界面
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4/8bit并行和串行界面
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理论最大数据传输率
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160Mbps（20MB/s）
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480Mbps（60MB/s）8bit并行
160Mbps（20MB/s）4bit并行
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最大数据传输单元
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512字节
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2048字节
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最高核心频率
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40MHz 4bit并行
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60MHz 8bit并行
40MHz 4bit并行
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内容保护技术
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MagicGate
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索尼Memory Stick XC系列的规格，在技术上和SDXC是类似的
SDXC在推广路上需要面对的另有所一个问题是终端设备的支持度。当前市场上支持SDXC标准的消费类电子产品还不算太多，这也很大程度上制约着SDXC的发展。值得庆幸的是，目前包括联想、惠普和戴尔在内的一线笔记本厂商都在准备支持SDXC标准，苹果在今年发布的新款MacBook Pro笔记本计算机中增加SDXC插槽。或许SDXC普及的进度可能比多数人想象的都要快，预计在这些厂商今年年初发布的Intel 32nm Arrandale平台笔记本上，就将搭载SDXC读卡器。
虽然SDXC并不见得会是一帆风顺，但可以预见SDXC仍将是未来嵌入式移动存储的主流。随着容量越来越大，速度越来越快，SDXC对于PC、MP3播放器、智能手机、掌上电脑、便携式视频播放器以及数码相机/数码摄像机而言，其优势是相当明显的。根据摩尔定律，我们过不了多久就能用上SDXC存储，相信SDXC必将为移动设备和消费类电子产品带来更为精彩的应用。 | 
