Spiegazione della nuova scheda SD Express: tutto ciò che devi sapere

Dopo un periodo di due anni, la SD Association, un consorzio che stabilisce gli standard per le schede di memoria, ha annunciato le specifiche per la nuova scheda SD Express nella sua ottava versione. La caratteristica principale della scheda SD Express è la sua capacità di trasferire dati a 4 GBps, il che è davvero sorprendente. A parte questo, la doppia corsia è stata incorporata nella scheda SD Express per offrire velocità gigabyte. Quindi, se sei curioso di sapere come l’Associazione è riuscita ad aumentare di quattro volte la velocità di trasferimento, sei nel posto giusto. In questo articolo, diamo uno sguardo dettagliato alla cronologia delle versioni, agli aspetti tecnici, al design dell’architettura e altro ancora. Inoltre, ho discusso di ciò che questa nuova scheda di memoria può portare alla fine ai consumatori generali. Quindi, senza perdere tempo, esaminiamo l’articolo.

1. Le basi

Se non hai familiarità con i vari standard delle schede SD, rispolveriamo prima le basi. Le schede SD hanno più interfacce bus. Per interfaccia bus intendo la progettazione dei connettori che stabiliscono una connessione con il dispositivo periferico. I nomi delle interfacce bus si basano sulla loro capacità di velocità. Ad esempio, la prima interfaccia bus è stata letteralmente chiamata “Velocità predefinita” che poteva leggere e scrivere a 12,5 MB/s. La versione successiva è stata chiamata “High Speed” che ha raggiunto il picco di 25 MB/s. Successivamente, UHS (Ultra High Speed) è diventata l’interfaccia bus standardizzata per diversi anni dopo il rilascio di UHS-I, II e III. L’ultimo UHS-III supporta velocità di trasferimento fino a 624 MB/s. Fonte: Wikipedia

Nel 2018, la SD Association ha revisionato la sua interfaccia bus e ha introdotto un nuovo standard chiamato “Express”. Sulle schede SD Express, la velocità di trasferimento poteva arrivare fino a 985 MB/s (circa 1 GBps), ma non era questa la sua caratteristica principale. Per la prima volta, la SD Association ha utilizzato l’interfaccia PCIe e il protocollo NVMe per creare una nuova interfaccia bus per la sua scheda SD. A proposito, PCIe e NVMe sono utilizzati negli SSD e sappiamo quanto possono essere veloci (fino a 5 GBps). Quindi, con il rilascio della prima scheda SD Express nel 2018, ha segnato un nuovo capitolo nella storia della SD Association. Avanti veloce al presente, e ora l’Associazione ha annunciato che la loro nuova scheda SD Express può arrivare fino a 4 GBps (3938 MB/s, per essere precisi), sempre grazie all’interfaccia PCIe migliorata e al protocollo NVMe. La nuova scheda SD Express

Quindi, per riassumere, le schede SD sono finalmente entrate nella corsa Gigabit e sarebbe interessante vedere come cambia la dinamica del mercato per i produttori di dispositivi di consumo. Ma prima, andiamo avanti e studiamo come la nuova scheda SD Express ha sfruttato le tecnologie PCIe e NVMe per quasi quadruplicare la velocità di trasferimento dalla sua interfaccia bus di ultima generazione.

2. Interfaccia PCIe e protocollo NVMe

Durante il primo rilascio della scheda SD Express, il consorzio aveva implementato la vecchia interfaccia PCIe 3.1 e il protocollo NVMe 1.3. Ma ora stanno utilizzando la nota interfaccia PCIe 4.0 e l’ultimo protocollo NVMe 1.5. Certo, l’interfaccia PCIe 4.0 non è l’ultima, ma è una delle interfacce bus più utilizzate dai produttori di elettronica. A parte questo, PCIe 4.0 mantiene la retrocompatibilità e l’interoperabilità con tutte le generazioni precedenti di PCIe, quindi è fantastico. A parte questo, un altro motivo per cui la nuova scheda SD Express ha registrato un aumento così massiccio della velocità di trasferimento è dovuto alla sua architettura dual-lane. Ho discusso in dettaglio l’architettura della SD Express Card di seguito, quindi esaminiamola.

3. L’architettura della nuova scheda SD Express

Prima di approfondire la sua architettura, tieni presente che la SD Association non ha annunciato una scheda microSD con la tecnologia PCIe 4.0 + NVMe. Per ora, è limitato solo alla scheda di memoria SD di dimensioni standard. Detto questo, passiamo all’architettura. La nuova scheda SD Express ha tre configurazioni:

• Un’interfaccia PCIe 4.0 a corsia singola che può arrivare fino a 2 GBps (4,0 x 1)
• Un’interfaccia PCIe 3.1 dual-lane che può arrivare fino a 2 GBps (3,1 x 2)
• Un’interfaccia PCIe 4.0 dual-lane che può arrivare fino a 4 GBps (4.0 x 2)

Nella Figura 3 in basso, puoi vedere che utilizza gli stessi pin e connettori della vecchia interfaccia UHS-II. Tuttavia, l’interfaccia differenziale si basa su PCIe 4.0 e presenta una singola corsia. Come accennato in precedenza, può arrivare fino a 2 GBps. Passando alla Figura 4 ed è qui che le cose si fanno interessanti. Come puoi vedere, c’è una terza fila aggiuntiva di pin per supportare due corsie PCIe. Può essere utilizzato per implementare entrambe le interfacce PCIe 3.1 e 4.0. A parte questo, per le schede dual-lane, è stato aggiunto un ulteriore pin 19 per fornire più potenza (3,3V). Inoltre, il pin 18 è stato riservato per l’alimentazione opzionale da 1,2 V pianificata per un uso futuro.

La parte migliore della nuova architettura della scheda SD Express è che la prima riga è basata sull’interfaccia UHS-I. Significa che, pur essendo una scheda di memoria moderna ed estremamente veloce, SD Express sarà comunque retrocompatibile con miliardi di dispositivi host SD esistenti. Sarai in grado di collegare la scheda SD Express e utilizzarla su laptop e lettori di schede meno recenti senza dover acquistare un lettore di schede SD compatibile. Tuttavia, tieni presente che non otterrai la propagandata velocità di trasferimento Gigabit.

4. Che cosa significa per i consumatori generali?

La nuova scheda SD Express rappresenta un grande salto nel segmento dell’archiviazione rimovibile. Può essere un punto di svolta per i professionisti creativi che riprendono contenuti ad alta risoluzione come video in super slow-motion , fotografia in modalità raffica continua RAW, video 8K, video a 360 gradi e altro ancora. Infatti, la SD Association ha affermato che ” questo nuovo protocollo consente alle schede di memoria SD Express di fungere da unità a stato solido (SSD) rimovibili “. Dal punto di vista tecnico, la scheda SD Express a questo punto è davvero diventata un SSD. Tuttavia, dovremo aspettare e vedere come reagiranno i produttori di dispositivi consumer a questo nuovo sviluppo. L’Associazione ha anche riposto la sua speranza sui produttori di dispositivi Android indicando che le schede SD Express possono ora essere utilizzate come memoria incorporata al posto dell’archiviazione eMMC o UFS.

Tuttavia, il grosso problema con le schede SD, in generale, è che consumano troppa energia rispetto a UFS o eMMC. Tradizionalmente, le schede SD richiedono 3,3 V per inizializzare la scheda e 1,8 V per eseguire le operazioni. Al contrario, UFS richiede da 0,2 V a 0,4 V per inizializzare ed eseguire operazioni. Inoltre, la nuova scheda SD Express è dotata di pin aggiuntivi per l’alimentazione, quindi è improbabile che le schede SD sostituiscano eMMC o UFS negli smartphone. Detto questo, sarebbe fantastico se i laptop riportassero lo slot per schede SD, non solo per collegare la scheda di memoria rimovibile, ma per estendere lo spazio di archiviazione.

Sarebbe la soluzione migliore e ridurrebbe il fastidio di sostituire l’SSD aprendo le parti interne di un laptop. Inoltre, la nuova scheda SD Express supporta l’archiviazione fino a 128 TB (teorico, lo so!) in modo da ottenere un’ampia capacità in un ingombro ridotto con una velocità di lettura-scrittura stellare. Per riassumere, la nuova scheda SD Express può essere un ottimo sostituto per gli SSD PCIe-NVMe.

Veniamo ora alla domanda cruciale: quando puoi mettere le mani sulla scheda di memoria ultraveloce? Bene, potrebbe volerci più di un anno prima che i produttori di schede di memoria implementino le ultime specifiche, quindi la fine del 2021 sarebbe una scommessa sicura. Tuttavia, poiché ci sono così tante versioni e standard di schede di memoria, può creare confusione per un utente scegliere la scheda SD Express giusta. La SD Association ha rilasciato il marchio per la scheda SD Express e sembrerebbe simile all’immagine sopra sulla scheda di memoria. Poiché supporta tutte e tre le famiglie di schede SD, puoi scegliere chiunque tra SDHC, SDXC, SDUC. Le schede SDHC sono disponibili sotto i 32 GB e avranno una velocità di trasferimento di circa 2 GBps. Successivamente, le schede SDXC possono avere spazio di archiviazione fino a 2 TB e possono arrivare fino a 2 GBps.

Infine, le schede SDUC ti offriranno uno spazio di archiviazione massimo fino a 128 TB e una velocità di trasferimento fino a 4 GBps. Tieni presente che tutti questi numeri sono teorici, quindi la velocità di trasferimento può cambiare in modo significativo a seconda del dispositivo host. Puoi trovare le velocità di trasferimento per varie combinazioni scheda-host dall’immagine qui sotto.

Informazioni sulla nuova scheda SD Express

Quindi era tutto sulla scheda SD Express. Abbiamo discusso un po’ di storia, i suoi aspetti tecnici, l’architettura e alcuni suggerimenti per gli utenti generici per scegliere la scheda di memoria giusta. La scheda è ampiamente destinata a utenti creativi e professionali, ma penso che sarebbe un’ottima soluzione per le persone che desiderano estendere lo spazio di archiviazione sui propri computer senza problemi. Comunque, questo è tutto da noi. Se vuoi saperne di più su questo argomento, puoi consultare il whitepaper pubblicato dalla SD Association. E se hai trovato l’articolo informativo, puoi commentare in basso e farcelo sapere.