Внешние запоминающие устройства

SD-Card работает с напряжением 2,0В - 3,6В, однако спецификацией предусматриваются SDLV-карты (SD Low Voltage) с пониженным энергопотреблением (напряжение 1,6В - 3,6В), кроме того, спецификацией предусмотрены карты толщиной 1,4мм, без переключателя защиты от записи. 

Фактически карточки SD являются дальнейшим развитием стандарта MMC. Флэш-карты SD обратно совместимы с MMC (в устройство с разъемом SD можно вставить MMC, но не наоборот).  

Особенных технических  инноваций в MemoryStick не заметно, разве  что переключатель защиты от записи (Write Protection Switch) выполнен действительно грамотно, да контакты хорошо упрятали. 

На питание  у MemoryStick отведено 4 из 10 контактов, еще 2 контакта зарезервированы, один контакт  используется для передачи данных и  команд, один для синхронизации, один для сигнализации состояния шины (может находиться в 4-х состояниях), а один для определения того, вставлена карта, или нет. Карта работает в полудуплексном режиме. Максимальная частота, на которой может работать карта - 20МГц. 

Зарезервированные контакты (по непроверенным данным) используются в устройствах на базе интерфейса MemoryStick.  

Кроме вышеперечисленных  форм-факторов флэш-памяти, флэш так  же бывает в виде модулей SIMM и DIMM. Такие  модули часто используются в факсимильных аппаратах, принтерах, и т.п. 

Часто можно  встретить флэш-память в виде устройств, заменяющих обычные жёсткие диски (Disk On Module (DOM)-накопители). Такие накопители имеют стандартный интерфейс IDE и  используются в устройствах, работающих в экстремальных условиях (повышенная тряска, пыль и т.п.) - там, где обычные жесткие диски, по тем, или иным причинам применять не желательно. 

Для переноса данных удобно использовать накопители с интерфейсом USB -  

новый тип внешнего носителя информации для компьютера, появившийся благодаря широкому распространению интерфейса USB (универсальной шины) и преимуществам микросхем Flash памяти. Достаточно большая емкость при небольших размерах, энергонезависимость, высокая скорость передачи информации, защищённость от механических и электромагнитных воздействий, возможность использования на любом компьютере - всё это позволило USB Flash Drive заменить или успешно конкурировать со всеми существовавшими ранее носителями информации. 

 Флэш-память  наиболее известна применением  в USB флэш-носителях. В основном применяется NAND тип памяти, которая подключается через USB по интерфейсу USB. Данный интерфейс поддерживается всеми ОС современных версий. 

Благодаря большой  скорости, объёму и компактным размерам USB флэш-носители ........ тный слой - тоньше. Но физическая природа этих частиц не позволяет уменьшать их размер бесконечно, т.к. на магнитные свойства малых частиц уже влияет не только магнитное поле, но и температура - при нагревании диска с него может теряться информация.

Эту проблему пытались решать двумя способами - создавали технологии обработки и улучшения качества сигнала, полученного магнитными головками и создавали сплавы более устойчивые к внешним воздействиям на частицы. Но такие сплавы требуют более мощные головки записи, что приводит к увеличению энергозатрат и нагреванию диска. 

2. Современные  внешние запоминающие устройства 

2.1 Устройство  чтения компакт-дисков (CD-ROM)

Компакт-диски  имеют в диаметре 12 см и изначально вмещали до 650 мегабайт информации (или 74 минуты аудио). Однако, начиная приблизительно с 2000 года, всё большее распространение получали диски объёмом 700 мегабайт, которые позволяют записать 80 минут аудио, впоследствии полностью вытеснившие диск объемом 650 мегабайт. Встречаются и носители объёмом 800 мегабайт (90 минут) и даже больше, однако они могут не читаться на некоторых приводах компакт-дисков. Бывают также мини-CD диаметром 8 см, на которые вмещается около 140 или 210 Мб данных или 21 минута аудио, и CD, формой напоминающие кредитные карточки (т. н. диски-визитки).

Информация на диске записывается в виде спиральной дорожки так называемых питов (углублений), выдавленных на алюминиевом слое (в отличие от технологии записи CD-ROMов где информация записывается цилиндрически).

Компакт-диски  бывают CD-ROM, CD-R для однократной записи, CD-RW для многократной записи. Диски  последних двух типов предназначены  для записи в домашних условиях на специальных пишущих приводах. В  некоторых CD-плеерах и музыкальных  центрах такие диски могут не читаться (в последнее время все производители бытовых музыкальных центров и CD-плееров включают в свои устройства поддержку чтения CD-R/RW).

Скорость чтения/записи CD указывается кратной 150 KБ/с (то есть 153 600 байт/с). Например, 48-скоростной привод обеспечивает максимальную скорость чтения (или записи) CD дисков, равную 48 x 150 = 7200 KБ/с (7,03 MБ/с).

2.2 DVD. Отличия  DVD от обычных CD-ROM

Самое основное отличие - это, естественно, объем записываемой информации. Если на обычный CD-диск можно записать 640 Мб, то на один DVD-диск помещается от 4,7 до 17 Гб.

В DVD используется лазер с меньшей длиной волны, что позволило существенно увеличить  плотность записи, а кроме того, DVD подразумевает возможность двухслойной  записи информации, то есть на поверхности компакта находится один слой, поверх которого наносится еще один, полупрозрачный, и первый считывается сквозь второй параллельно.

В самих носителях  тоже отличий больше, чем кажется  на первый взгляд. 

Из-за того, что  плотность записи существенно возросла, а длина волны стала меньше, изменились и требования к защитному слою - для DVD он составляет 0,6 мм против 1,2 мм у обычных CD. Естественно, что диск такой толщины будет значительно более хрупким, по сравнению с классической болванкой. 

Поэтому еще 0,6 мм обычно заливаются пластиком с двух сторон, чтобы получились те же 1,2 мм. Но самое главное преимущество такого защитного слоя в том, что благодаря  его малому размеру на одном компакте стало возможным записывать информацию с двух сторон, то есть удваивать его емкость, при этом оставляя размеры практически прежними. 

Емкость DVD 

Существует пять разновидностей DVD-дисков: 

1. DVD5 - однослойный  односторонний диск, 4,7 Гб, или два  часа видео; 

2. DVD9 - двухслойный  односторонний диск, 8,5 Гб, или четыре часа видео; 

3. DVD10 - однослойный  двухсторонний диск, 9,4 Гб, или 4,5 часа видео; 

4. DVD14 - двухсторонний  диск, два слоя на одной и  один на другой стороне, 13,24 Гб, или 6,5 часов видео; 

5. DVD18 - двухслойный  двухсторонний диск, 17 Гб, или более восьми часов видео. 

Последний вариант, DVD18, из-за слишком дорогой и сложной  технологии производства в природе  встречается очень редко. Самые  популярные стандарты - DVD5 и DVD9. 

Возможности 

Ситуация с DVD-носителями сейчас напоминает аналогичную с CD, на которых долгое время тоже хранили только музыку. Сейчас можно встретить не только фильмы, но и музыку (так называемые DVD-Audio) и сборники софта (в основном, демонстрационные версии, которые занимают на болванке совсем небольшой кусочек места и выпускаются на DVD только из соображений престижа). Естественно, что основной областью использования является кинопродукция. 

Разработчикам софта и игр пока что не нужны  все возможности DVD, но в скором будущем  ситуация будет меняться. 

Механические  повреждения 

К механическим повреждениям диски CD и DVD одинаково  чувствительны. Однако из-за гораздо  более высокой плотности записи потери на DVD-диске будут более  значительными (плотность данных намного  больше).  

Защита от копирования 

Кроме региональной защиты, есть еще одна - все содержимое DVD-диска шифруется, чтобы его нельзя было воспроизвести после копирования. А ключ состоит из двух частей: первая часть - это ключ, хранящийся на самом диске (всего их хранится около 400, и только один является подходящим), а вторая находится в памяти своего проигрывателя 

И сейчас есть программы, которые позволяют расшифровывать содержимое DVD. Есть и программы, позволяющие  сразу создавать образ диска  для его дальнейшего копирования. 

2.3 Blu-ray Disc 
 

Однослойный диск Blu-ray (BD) может хранить 23.3, 25, 27 или 33 Гб, двухслойный диск может вместить 46,6, 50, или 54 Гб. Также в разработке находятся диски вместимостью 100 Гб и 200 Гб с использованием соответственно четырёх и шести слоёв. В дополнение к стандартным дискам размером 120 мм, выпущены варианты дисков размером 80 мм для использования в цифровых фото- и видеокамерах. Планируется, что их объём будет достигать 15 Гб для двухслойного варианта. 

Физический размер 

Однослойная вместимость 

Двухслойная вместимость  

120 мм 

23.3/25/27 Гб 

46.6/50/54 Гб  

80 мм 

7.8 Гб 

15.6 Гб  
 
 

Технические детали 

Лазер и оптика 

В технологии Blu-ray для чтения и записи используется сине-фиолетовый лазер с длиной волны 405 нм. Обычные DVD и CD используют красный  и инфракрасный лазеры с длиной волны 650 нм и 780 нм соответственно. 

Такое уменьшение позволило сузить дорожку вдвое  по сравнению с обычным DVD-диском -- до 0,32 микрон -- и увеличить плотность  записи данных. 

Более короткая длина волны сине-фиолетового  лазера позволяет хранить больше информации на 12 см дисках того же размера, что и у CD/DVD, скорость считывания до 432 Мбит/c. 

Из-за того, что  на дисках Blu-Ray данные расположены слишком  близко к поверхности, первые версии дисков были крайне чувствительны к  царапинам и прочим внешним механическим воздействиям из-за чего они были заключены в пластиковые картриджи. Этот недостаток вызывал большие сомнения относительно того, сможет ли формат Blu-ray противостоять стандарту HD DVD-- своему основному конкуренту. HD DVD помимо своей более низкой стоимости может нормально существовать без картриджей, также как форматы DVD и CD, что делает его более понятным для покупателей, а также более интересным для производителей и дистрибьюторов, которые могут быть обеспокоены дополнительными затратами из-за картриджей. 

В формате Blu-ray применен экспериментальный элемент защиты под названием BD+, который позволяет  динамически изменять схему шифрования. Стоит шифрованию быть сломанным  производители могут обновить схему  шифрования, и все последующие копии будут защищены уже новой схемой. Таким образом, единичный взлом шифра не позволит скомпрометировать всю спецификацию на весь период её жизни. Все Blu-ray проигрыватели смогут выдавать полноценный видеосигнал только через защищённый шифрованием интерфейс.  

2.4 Карты памяти 
 

Наиболее распространенные типы карт памяти:

CompactFlash (CF), MultiMeda Card, SD Card, Memory Stick, SmartMedia, xD-Picture Card, PC-Card (PCMCIA или ATA-Flash). Существуют и другие портативные форм-факторы флэш-памяти, однако встречаются они намного реже перечисленных. 

Флэш-карты бывают двух типов: с параллельным (parallel) и  с последовательным (serial) интерфейсом. 

Параллельный: 

· PC-Card (PCMCIA или ATA-Flash)  

· CompactFlash (CF)  

· SmartMedia (SSFDC)  

Последовательный: 

· MultiMedia Card (MMC)  

· SD-Card (Secure Digital - Card)  

· Sony Memory Stick  

Самым старым и самым большим по размеру следует признать PC Card (ранее этот тип карт назывался PCMCIA [Personal Computer Memory Card International Association]). Карта снабжена ATA контроллером. Благодаря этому обеспечивается эмуляция обычного жесткого диска. В настоящее время флэш-память этого типа используется редко. PC Card бывает объемом до 2GB. Существует три типа PC Card ATA (I, II и III). Все они отличаются толщиной (3,3 5,0 и 10,5 мм соответственно). Все три типа обратно совместимы между собой (в более толстом разъеме всегда можно использовать более тонкую карту, поскольку толщина разъема у всех типов одинакова - 3,3 мм). Питание карт - 3,3В и 5В. ATA-flash как правило относится к форм фактору PCMCIA Type I. 

Тип 

Длина 

Ширина 

Толщина 

Использование  

Type I 

85,6 мм 

54 мм 

3,3 мм 

Память (SRAM, DRAM, Flash и т. д)  

Type II 

85,6 мм 

54 мм 

5 мм 

Память, устройства ввода-вывода (модемы, сетевые карты  и т. д)