История карт памяти

Вероятно, не существует другого такого класса устройств, вся история которого была бы настолько тесно переплетена с историей мобильной индустрии. Мобильные устройства и карты памяти появились почти одновременно и с тех пор идут в своём развитии рука об руку, непрерывно стимулируя развитие друг друга. Они настолько переплелись, что, отслеживая развитие карт памяти, можно по-новому взглянуть на каждую эпоху мобильной истории… что мы и попытаемся сделать.

Часть 1. Эпоха ноутбуков

История карт памяти началась примерно в 1989 году. По большому счёту, история интенсивного развития мобильных устройств началась тогда же.

Это было тяжёлое время для мобильной индустрии. «Тяжёлое» в буквальном смысле – вес мобильных устройств измерялся в килограммах. Естественно, что под мобильными устройствами в то время понимались в основном «мобильные компьютеры», проще говоря, ноутбуки.

Пользователи, только начавшие привыкать к понятию «мобильный», сталкивались с самыми первыми проблемами мобильной цифровой жизни. Как это ни странно, первой из таких проблем оказалась сложность модификации мобильного компьютера.

Люди отваливали кучу денег за возможность таскать в сумке тяжеленное чудище с неразличимым экраном, неудобной клавиатурой и 386-м процессором. Естественно, что за свои деньги они хотели хотя бы минимального комфорта. Им не нравилось ковыряться в ноутбуке отвёрткой или таскать его ради этого к специалистам каждый раз, когда требовалось что-то добавить к его конфигурации.

Добавить требовалось часто. Не хватало периферии, а всяких USB тогда не было. Ещё чаще не хватало места на жёстком диске. В то время объёмы винчестеров исчислялись мегабайтами или, в крайнем случае, десятками мегабайт. Неудивительно, что многим этого не хватало. Каждый производитель ноутбуков решал эту проблему по-своему, стандартов не было, но, по идее, большинство решений сводилось к использованию внешних модулей с жёсткими дисками или с флэш-памятью. Разумеется, все они подходили к ноутбукам только соответствующего производителя, что сильно напрягало пользователей. Так долго продолжаться не могло.

Моментом окончания этого бардака и начала эры стандартов флэш-карт принято считать момент основания в 1989 году организации с непроизносимым названием PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association). Эта ассоциация объединила более сотни компаний с целью создать международный стандарт карт расширения, и у неё получилось. На тот момент единственным конкурентом PCMCIA была чисто японская JEIDA, однако войны стандартов не получилось. Уже в 1991 году эти организации выпустили новые версии своих стандартов, JEIDA 4.1 и PCMCIA 2.0, которые были полностью идентичны и фактически представляли собой один стандарт, получивший название PC-Card.

PC-Card

В основе стандарта лежала новая архитектура, довольно неоригинально названная PCMCIA (на этот раз это означало «Peripheral Component MicroChannel Interconnect Architecture»). Она предусматривала «горячее» подключение карт расширения, то есть, чтобы воткнуть карту, не требовалось выключать компьютер. Под эту архитектуру выпускались карты в трёх разных форм-факторах: Type I, Type II и Type III. Все три форм-фактора имели одинаковую длину и ширину (85,6х54,0 мм), но разную толщину и разное количество контактов.

Форм-факторы PC-Card

Изначально на карты флэш-памяти был рассчитан форм-фактор Type I, имевший один ряд контактов и толщину 3,3 мм. Карты Type I можно было вставлять как в соответствующий слот Type I, так и в слоты остальных форм-факторов, но слот Type I не позволял использовать карты Type II и Type III, поэтому ноутбуки почти не оснащались слотами Type I.

PC-CardTypeI

Вне ноутбуков форм-фактор Type I не имел никаких преимуществ перед более толстым (5,0 мм) Type II. Карты обоих форм-факторов замечательно помещались в карман, а имиджевого значения тонкости в те годы ещё не было. Зато Type II имел два ряда контактов и мог поддерживать 32-битные интерфейсы, помимо 16-битных, как у Type I. В результате форм-фактор Type I получил очень небольшое распространение.

FireWire-контроллер PC-Card в TypeII

По задумке PCMCIA, Type II предназначался для периферийных устройств ввода/вывода, таких, как модемы и сетевые карты, однако в стандарте не было никаких препятствий для использования этого форм-фактора для флэш-карт. Больший размер карты делал возможным больший объём флэш-памяти, что было весьма актуально, ведь у первых PC-Card Type I самым распространённым объёмом был всего один мегабайт. Теоретически 32-битный интерфейс должен был давать выигрыш в скорости чтения/записи, но прошли годы, прежде чем это стало иметь значение. Несколько лет определяющими факторами при выборе стандарта были размер карты и распространённость соответствующих слотов.

PC-Card Type II и Type III

Наверняка, разработчики флэш-карт обратили бы своё внимание и на форм-фактор Type III с его толщиной 10,5 мм, но в то время флэш-памяти было слишком трудно конкурировать с жёсткими дисками. Разница в цене поглощала все плюсы от надёжности флэш-памяти и её низкого энергопотребления. Таким образом, Type III остался форм-фактором для съёмных жёстких дисков, как и планировалось изначально в PCMCIA. Исключения были, но их было немного и они относились к области устройств ввода/вывода.

Очень оригинальную конструкцию имел слот для PC-Card Type III. Он одновременно представлял собой пару слотов Type II, расположенных вплотную друг к другу даже без перегородки. Карты Type III могли использовать все четыре ряда контактов, хотя на практике часто обходились двумя. Такая конструкция оказалась настолько удобна, что на долгое время стала стандартным решением почти для всех ноутбуков. Она просуществовала много лет, до тех пор, пока съёмные PCMCIA-диски не были вытеснены более современными решениями.

Слоты PC-Card Type II и Type III

Теперь большинство ноутбуков оснащаются одним слотом Type II и этого хватает. Видимо, ноутбуки со слотами PC-Card Type II будут продаваться до тех пор, пока шина PCI не будет вытеснена более новой PCI-Express, которой соответствует новый стандарт карт расширения – ExpressCard, имеющий свои, не совместимые с PC-Card форм-факторы и интерфейсы.

Форм-факторы PC-Card и ExpressCard

ExpressCard vs. CardBus

Говоря о форм-факторах PC-Card, нельзя не упомянуть о попытке компании Toshiba создать ещё один форм-фактор – Type IV. Его толщина была 16,0 мм. Форм-фактор оказался неудачным и не был востребован никем, кроме Toshiba. В ноутбуках остальных компаний не нашлось места для ещё одного слота, имеющего к тому же такой «немобильный» размер. Type IV быстро вымер, не оставив после себя ничего, кроме названия.

В 1995 году появился новый стандарт, PCMCIA 2.1, основой которого была шина CardBus. Фактически это была 32-разрядная шина PCI с частотой 33 МГц, но адаптированная под форм-фактор PC-Card. CardBus позволяла паре устройств общаться напрямую, не напрягая процессор, что для тех лет было серьёзным плюсом. Новые карты не были совместимы с 16-битными слотами, но особых проблем это не вызвало. Довольно быстро из употребления вышли как 16-битные карты, так и 16-битные слоты. Карты CardBus Type II сохранили актуальность до сих пор и имеют неплохие характеристики, так, объём памяти в 16 Гб и скорость чтения в 133Х (20 МБ/с) сейчас никого не удивляют. Правда, миниатюрнее эти карты не стали.

Положив начало массовой индустрии карт памяти, PC-Card также положили начало нескольким основным тенденциям, существующим в этой индустрии до сих пор. Так, в области съёмных носителей данных и в наши дни не прекращается конкуренция между флэш-памятью и жёсткими дисками. Все эти годы на стороне последних единственный плюс – более низкая стоимость единицы памяти. Остальные плюсы ещё в 1991 году были на стороне флэш-памяти, которая не имеет движущихся частей. Флэш-память значительно менее чувствительна к сотрясениям и вибрациям, может работать в большем диапазоне температур и влажностей и потребляет значительно меньше энергии, чем жёсткие диски. Уже на примере PC-Card было понятно, что флэш предпочтительнее, и дело только в цене. С тех пор разработчики флэш-памяти постоянно работают над её удешевлением, однако это не приводит их к окончательной победе, так как разработчики жёстких дисков тоже трудятся не впустую. Эта борьба продолжается до сих пор, и, вероятно, продлится ещё некоторое время. Вполне возможно, что победитель в этом противостоянии так и не определится, так как его участники разойдутся по разным «весовым категориям»: флэш-карты начнут бесспорно лидировать по миниатюрности, а жёсткие диски – по скорости.

Также одновременно с PC-Card появилась тенденция реализовывать карты памяти и съёмные устройства ввода/вывода в одинаковом формате. Такой подход имел довольно своеобразные последствия. Несколько стандартов карт памяти, не отвечающих современным требованиям по миниатюрности, остались достаточно распространёнными, так как в тех же форм-факторах было реализовано достаточно много всего, кроме памяти. В миниатюрные карты памяти устройств ввода/вывода не запихнуть. Даже если это получится технически, пользоваться такими устройствами будет неудобно. Таким образом, старые стандарты продолжают жить. Соответствующими слотами оснащено достаточно много мобильных устройств. В частности, по этой причине до сих пор не вымерли сами PC-Card. Некоторые виды слотов даже имеют шанс стать стандартными разъёмами для подключения периферии к мобильным устройствам.

И в заключение стоит отметить ещё одну тенденцию, первым примером которой были PC-Card. Речь идёт о практике использования карт меньшего размера в слотах для карт большего размера. Первым примером были три форм-фактора PC-Card, однако на этом дело не остановилось. Ещё в начале 90-х была очевидна идея, что даже карту с меньшей длиной и шириной можно подключить через слот PC-Card, используя специальный адаптер, а при одинаковом интерфейсе – простой переходник. Так, в наши дни существуют PC-Card-адаптеры под все распространённые стандарты карт памяти.

PC-Card-адаптер для карт CompactFlash

В качестве дополнительной памяти для ноутбуков карты, требующие специальный адаптер, были малоинтересны, ведь с ними было больше возни, да и на цену компактность влияла очень заметно. Однако для таких карт нашлось новое применение – переноска данных. Сети были развиты слабо, дискеты утомляли своей ненадёжностью, да и не в каждый карман помещались. Возникла потребность в компактных «немеханических дискетах», в ответ на которую появилось несколько новых стандартов карт памяти. Фактически в цифровом мире появилась новая область, заслуживающая отдельного рассмотрения.

Часть 2. «Немеханические дискеты»>>>

Часть 3. «Цифровые кассеты»>>>

Часть 4. «Цифровая плёнка»>>>

Часть 5. В мире сетей и интеграции>>>

Алексей Козлов ([email protected])
Опубликовано — 06 октября 2006 г.

Есть, что добавить?! Пишите... [email protected]

Новости:

13.05.2021 MediaTek представила предфлагманский чипсет Dimensity 900 5G