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April 24, 2010

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デジカメや携帯電話で使っている、SDカード。パソコンユーザーなら、1枚ぐらいは家に転がっているんじゃないかと思います。

でも、SDカードってサイズが何種類かあるし、容量も違う。

更に、最近、大容量のSDカードが安くなってきたんだけど、なんかパッケージに書いてあることがよくわからないし、という人は僕だけではあるまい。

先日、ブロガーイベントで東芝本社にお伺いして、SDカードのお話をお伺いして参りました。

まず形。wikipediaでSDメモリカードで調べると以下のような写真が見つかります。


wikipedia「SDメモリーカード」より

上から普通のサイズのSDカード、真ん中が一時期のモバイルデバイスなどで利用されていたmini SDカード、一番下がmicro SDカード。最近の携帯電話などで使われています。

例えばmicroSDのカードを買うと、SDカードのソケットがついていてゲタをはかせることでPCのSDカードスロットに差せることからわかる通り、中身はどれも同じものだそうです。

大きさだけが違う。もちろんこのサイズに収めるためにチップそのものは違う可能性はありますが、基本的に違うのは大きさだけ、というのがSDカードの仕様だそうです。

ただ、サイズとは別に、容量に応じた仕様がありまして、ここがいつもわかりにくいんですが、

「SDカード」
容量 2GBまで。

「SDHC」規格
容量 4GB以上~32GBまで。
ただし1ファイルあたり4GBの制約

などとなっています。

4GB以上のメモリカードも1000円ぐらいで買えるようになったので、割と気軽に買ってる人も増えたと思いますが、2GBと4GBの間には規格の違いという壁があるわけですね。

ここで規格が違うので、昔の機器だと、4GBのカードが使えなかったりします。


で、このSDHC規格のSDカードであれば、32GBまで使えるので、かなりヨサゲですが、動画のことを考えると次なる制約として、1ファイルあたり4GBの壁があって、長尺の動画録画ができなかったりします。

そこで、次なる規格として、「SDXC」という規格のSDカードが、もう製品化されて出て来ます。

新しいSDXC規格は、規格上は最大容量、2TBまで行けるそうです。
今は64GBの製品が出ていますが、もっと低い容量の製品もこれから出てくるそうです。


また、容量が大きくなると同時に読み書きの速度も速くならないとやってられないのですが、HDDに負けないスピードが出るため、取り外し可能なメディアとして、非常に可能性がある規格です。
当面は64GBのSDXCカードで、60MB/secの読み出し、35MB/secの書き込み性能だそうです。

この60MB/secという速度は、USB2.0のポートでは実質的に出せない速度だそうで、当面は、PCI-Expressのカードなどを介して実現されるそうです。今年後半以降に出てくるノートPCでは、SDXC対応のものがでてくるでしょう。


結構、この辺の速度的な話は、ユーザーにはなかなか理解できない部分で、動けば良いやぐらいで止まってしまうのも事実。せいぜい容量の問題と、店頭で、「n倍速」とか書いてあって、なんか速そう!な奴を価格との兼ね合いで購入してみたり。

スピードが速くないと、身近なところだとデジタル一眼レフの連射機能の連射枚数に制限が出たり、デジカメの写真の転送が遅かったり、動画のリアルタイム録画が間に合ないとか、単純に、システムバックアップなどをするときに、途方もなく時間がかかってしまって、SDカードのイメージだけが悪くなる、とかが発生しがちです。

別に遅くても待ってりゃ良いんですが、もし速度面にも興味を持ちたい場合は、もう少しお付き合いいただけると、賢い商品選択ができると思います。


-・-

SDカードの選び方ですが、

4GB~32GBのSDカード・・・つまりSDHC規格のSDカードは、最低このスピードが出ますよ!という「SDクラス」というものが割り当てられています。

そのクラスは以下の通り。

Class 2 2MB/sec (16Mbps)
Class 4 4MB/sec (32Mbps)
Class 6 6MB/sec (48Mbps)
Class 10 10MB/sec (80Mbps)

例えば、アマゾンで探すと以下のような製品です。

Class 4 読み書き時の速度が最低、毎秒4MB

Class 10 読み書き時の速度が最低でも毎秒10MB


と言うことでクラスが高いほど速いです。

東芝さんの白色のSDカードだと、読み出しは毎秒20MBのスピードで読み込めるようです。つまり200MBのファイルを10秒で読めるということですね。

ちなみに、「80倍速」などと「倍速表記」がパッケージに書かれているSDカードがありますが、この倍速は、CD-ROMの読み出し(150KB/sec)と比較した場合の表記だそうですので、正しいクラスによる記述ではないのでご注意を。

例えば、「80倍速」だと、12MB/secぐらいだそうですので、東芝さんの白色のSDカードよりは遅いようです。

東芝の白色SDの20MB/secだと、「133倍速相当」になりますね。

-・-

今度出るSDXC規格のカードの場合は、速度表記が変わります。

これまでのがSDクラス表記に加えて、「UHSクラス」という表記が加わって、「UHSクラス1」が、SDクラス10と同じ「最低10MB/sec」を満たしつつつ、適切なハードで構成すると「104MB/sec」を実現する規格になっているそうです。

どんどんレベルが上がって最低基準値が上がっていくのが、ドラゴンボールみたいですね!

ということで、こちらの製品は、読み込み 60MB/sec、書き込み35MB/secで動作可能です。

ただ、この容量を実現するためにexFATというMS製のファイルシステムでフォーマットされており、まだWindows Vista以降じゃないと扱えないとのこと。モバイル機器やMac、Linuxの対応が求められますね。しばらくは、そこが若干混乱しどころと言ったところでしょうか。

映像を扱う場合に高速大容量を持ち運ぶ必要がある時に検討してみると良いかもしれません。(プロユースですかね)


しかし倍速表記が「最大速度、しかも読み込み」を基準にした表記になっているのに対して、クラス表記が速度の遅い書き込みも含めた最低保証速度を基準にしてるので、マーケティング的に「倍速表記」にしてしまうのは、仕方ないところですかね。

しかし、実は書いてあるほど差がなかったり、実は遅かったりもするので、この辺の違いを知っておくと混乱せずに済むと思います。


-・-

もしSDに興味ある人のために、以下にイベントのメモをコピペしておきますね。

AMN-SDHC

東芝 セミコンダクター社

藤本さん、坂本さん
メモリー事業部

四日市工場
NANDフラッシュの生産拠点

SDAで標準化
version 3.0

1984年 フラッシュメモリの開発に成功
(それまではEPROMなど)

1987年 NOR型メモリ ⇒ byte単位にR/Wができる。
              プログラムの実行ができる
    NAND型メモリ ⇒ ブロックデバイスに向いている。
              メモリ上ではプログラムの実行ができない。

1991年 NAND型フラッシュメモリの仕様を公開
    サムソンに公開

MCPソリューション⇒複数の種類のメモリを1チップに入れる
 ⇒microSD , SSD, SSD ,usbメモリなどに応用されている。


カムコーダ 96GBを内蔵してるものもある。


需要が増えて、価格が下がる。
今後 ・・・ 光ディスクの置き換え

SLC NAND シングルレベルセル
 1セル1bitの記録

MLC 3ビット/セル
  アナログ的に閾値を儲ける。

  メインは、2bit / セル

embeded SD -> eSD

MMC

四日市工場
Fab1,Fab2 200mmウエハ
Fab3 300mmウエハ

1チップで、4GB(32GBit)

Fab5

需要を創造していく。

SDカードのシェア
 サムソン、東芝で7割
 シェア均衡


セキュリティ技術
CPRM
 ワンセグ携帯に使われている技術
 DVD audioでも使われているが、普及していないので、
 ほとんどがSDで使われている。


容量別でSDのロゴを変えている。
SD , SDHC , SDXC
(ファイルフォーマットが違う)

miniSDは、役目を終えた⇒microSD

アプリケーション体系
SD-Video


フォーマットがSDカードに最適化されてる。
・Wndowsのフォーマットだとクラスタサイズが小さくなりすぎる。
・デジカメのフォーマットはOK
・フォーマッターがダウンロードできる。

SDカード
 バス性能
 25MHz 4bit I/F

 CPRMを内蔵している(セキュリティ対応アリがデフォ)

SDHC
 2GB~32GB fat 32

SHXC
 50MB/sec UHS50
 104MB/sec UHS104

 32GB~2TB
exFAT (MSが作っているフォーマット)


何故、FAT32を使わなかったのか?
 ファイルサイズ 4GBの壁を外したい
 マウントの時間を速くしたい。

クラスタ単位のビットマップで、利用しているか否かがわかる
FAT32は、クラスタのチェーンを辿らないと残り容量がわからない。

MSの仕様で、リムーバブルメディアについては、32GBを超えた
容量をフォーマットさせないという都合。


9年で、
容量は8000倍になった。

ムーアの法則を超えている。

デジカメ⇒携帯⇒ムービーへと増えている。


SD3.0
バス性能とカードのリード・ライトの性能は異なる。


SD4.0(予定)
SDバスのさらなる高速化
 高速シリアルバスを利用して、300MB/sを狙う

セキュリティの向上
 56ビットの現状を128ビット
 DESから、AES128に強化したい。

 BDもAES128

 HDvideoは128ビットにしなさい、ということになっている。
 ハリウッド基準。

 個人情報保護、情報セキュリティのためのデータ暗号仕様追加

最大転送速度
 リード 60MB/sec
  (実際はもっとはやい
 ライト 35MB/sec

スピードクラス(最低保証の規格)
クラス2、4,6、10

SDHC クラス4
SDXC クラス10(10MB/sec)

UHSスピードクラス
 クラス1 (10MB/sec)

----------------
カード上のロゴ
・UHS Iバスマーク

----------------

デジカメの高速連射、フレームレートを挙げたい
ムービーの大容量ファイルの読み出し
動画のKIOSKでのダウンロード
HDDレコーダからのSDカードの読み出し
 (ダビング10では、標準画質なら可能)
地デジHD放送のマルチチャンネル録画
VGAの携帯
PCの高速データ交換媒体
PCのバックアップ、ストレージ拡張

NAND型フラッシュメモリ

大容量のデータを保存するためのメモリ

高速書き込み/高速消去

大容量化に適しており、ビット当たりのコストが低い
⇒多値化技術

DRAMは、ダイレクトアドレッシングなのに対して、
アドレスを書いてアクセスする仕組みなので、容量が大きくなっても
アクセスできる。


NAND型メモリ
フローティングゲートがある。

DRAMは、リフレッシュが必要。

NAND型フラッシュメモリの寿命要因は、「フローティングゲート酸化膜が劣化していく」


MLCは、アナログで電圧。


-------------------------------
DRAM - システムコントローラ SDホストコントローラーSDメモリ

USB2.0で繋ぐとSDXC(UHS1)の性能がでない。

USB3や、PCI-Expressで繋ぐ。

USB2.0は、データピンで制御するので規格上、7割ぐらいで頭打ちになる。

-----------------------------

SSDの性能

電気を食わせて速くするl 300Mbpsリード

SDカードは、そこまでできないだろう。


35Mbps 現状、5400rpmのHDDなみ。

UHS1 100Mbpsなら3倍速く。

既存は10Mbps(速い方)だが・・・。

速いので、20Mbps

(白芝)

通常のホスト は25MB/sec


たまにある、N倍速は、CDの150KB/s基準で書かれている


⇒ノーブランド
ファームウエアのバグなどがありうる。
耐久性、暴走などで。


ライト中に引きぬいても壊れにくいことを確認したりしている。
(保証をしてないけど)

堅牢な設計方式。

静電気

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http://support.microsoft.com/?kbid=955704

>まだWindows Vista以降じゃないと扱えないとのこと。

と書かれておられますが、XPでも対応できているようです。

2010/05/05 17:26 名無しさん

はじめまして。
文章の背景が赤で、文字が白いと、読みにくいです。

2010/05/09 16:08 名無しさん
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