SD卡:來源,結構,速率等級,容量等級,使用方法,發展歷程,衍生產品,覆防寫開關,

SD存儲卡是一種基於半導體快閃記憶器的新一代記憶設備，由於它體積小、數據傳輸速度快、可熱插拔等優良的特性，被廣泛地於攜帶型裝置上使用，例如數位相機、個人數碼助理（外語縮寫PDA）和多媒體播放器等。

基本介紹

中文名：安全數碼卡
外文名：Secure Digital Memory Card/SD card
外語縮寫：SD
尺寸：32mm x 24mm x 2.1mm

來源,結構,速率等級,容量等級,使用方法,發展歷程,衍生產品,覆防寫開關,開放標準,技術說明,SDIO介紹,類型,DRM特色,如何辨別,相關問題,異常處理,保養常識,

來源

MMC(Multi-Media Card，多媒體卡)由西門子公司Siemens和SanDisk於1997年推出。由於它的封裝技術較為先進，7針引腳，體積小、重量輕、非常符合移動存儲的需要。MMC支持1bit模式，20MHz時鐘，採用匯流排結構。

SD卡是由松下電器、東芝和SanDisk聯合推出，1999年8月發布。SD卡的數據傳送和物理規範由MMC發展而來，大小和MMC卡差不多，尺寸為32mm x 24mm x 2.1mm。長寬和MMC卡一樣，只是比MMC卡厚了0.7mm，以容納更大容量的存貯單元。S與 MMC 卡保持著向上的兼容，MMC卡可以被新的SD設備存取，兼容性則取決於套用軟體，但SD卡卻不可以被MMC設備存取。（SD卡外型採用了與MMC卡厚度一樣的導軌式設計，

以使SD設備可以適合MMC卡)。

結構

SD卡接口除了保留MMC卡的7針外，還在兩邊加多了2針，作為數據線。

在 SD 卡 3.0 規範中，SD 卡的理論最大容量可達 2TB，理論最大讀寫速度可達 104MB/s（在最新的 4.10 規範中，理論最大讀寫速度已提高到 312MB/s）。

SD卡主要分為四部分組成：外部引腳、內部暫存器、接口控制器和內部存儲介質。SD 卡(1)主要引腳和功能描述如下：

CLK：時鐘信號，控制器或者 SD 卡在每個時鐘周期傳輸一個命令位或數據位，在 SD 匯流排的默認速度模式下頻率可在0～25MHz 之間變化，SD 卡的匯流排管理器可以不受任何限制的自由產生0～25MHz 的頻率，在 UHS-I 速度模式下，時鐘頻率最高可達208M。

CMD：命令和回響復用引腳，命令是由控制器發給 SD 卡，可以是從控制器到單個 SD 卡，也可以是到 SD 匯流排上所有卡；回響是存儲卡對控制器傳送的命令應答，應答可以來自單卡或所有卡。

DAT0～3：數據線，數據可以從卡傳向控制器也可以從控制器傳向卡。

(2) 暫存器及功能描述如下：

OCR(Operating Conditions Register)暫存器：32位的操作條件暫存器主要存儲了 VDD 電壓範圍，SD 卡操作電壓範圍為2~3.6V。

CID(Card IDentification Register)暫存器：卡識別碼暫存器，長度為16個位元組，存儲 SD 卡唯一標識號，該號在卡生產廠家編程後無法修改。

CSD(Card-Specific Data Register)暫存器：卡特性數據暫存器，包含了訪問該卡數據時的必要配置信息。

SCR(SD Card Configuration Register)暫存器：SD 卡配置暫存器（SCR），提供了 SD 卡的一些特殊特性在這張卡內，長度為64 位，這個暫存器內容由製造商在生產廠內設定。

RCA(Relative Card Address)暫存器：卡相對地址暫存器是一個16位可寫的地址暫存器，控制器可通過地址選擇對應地址的 SD 卡。

DSR(Driver Stage Register)暫存器：驅動級暫存器，屬於可選暫存器，用於配置卡的驅動輸出。

（3）接口控制器：主要用於對內部存儲核心進行控制和管理，通過接收用戶對其傳送的命令來進行控制和設定，並根據命令作出回響，然後執行回響的數據讀寫等操作。

（4）內部存儲介質：數據記憶存儲的 Flash塊。

速率等級

根據數據傳輸速度，SD有不同的等級。速度等級有兩種表示方法：

"X"表示法（SD1.0規範，現已不用）：

它是按CD-ROM的150kB/s為1倍速的速率計算方法來計算的。基本上，它們能夠比標準CD-ROM的傳輸速度快6倍(900 kB/秒)，而高速的SD卡更能傳輸66x (10 MB/秒) 以及 133x 或更高的速度。一些數位相機需要高速SD卡來更流暢地拍攝影片，和連續拍攝相片更迅速。直至2005年12月，大部分設備跟從SD卡的1.01規格，而更高速至133x的設備亦跟從1.1規格,最高12.5MB/秒。

速度等級	讀取速度 (MB/秒)	相當於Speed Class
13 x	2.0	2
26 x	4.0	4
40 x	6.0	6
66 x	10.0	10

SD2.0的規範中對SD卡的速度分級方法是：普通卡和高速卡的速率定義為Class2、Class4、Class6 和Class 10 四個等級。在Class10卡問世之前，存在過一陣Class11和Class13的卡,但這種標準最終沒有被SDA共識。

SD3.01規範被稱為超高速卡，速率定義為UHS-I和UHS-II。到2013年第二季度為止，已上市的只有UHS-I卡。UHS-II在2012年第4季度發布，但就2014年前的技術發展速度來看，UHS-I完全足夠度過2014年甚至更久。UHS-I卡的速度等級分為UHS-Class0和UHS-Class1。UHS-I的Class和SD2.0的Class不同，沒有明確的Class0卡，字面含義就是達不到Class1的卡。可能未來老Class標準的都會被歸納為Class0吧。Class1代表的是最大讀取104MB/s，而SD2.0標準里的Class代表的是寫入最小的速度範圍。

速率等級在卡上的標註符號如上圖所示。

不同等級的讀取速度和能滿足的套用要求見下表：

速度等級	速度 (MB/秒)	套用範圍
Class 0		低於Class 2和未標註Speed Class的情況
Class 2	最低寫入2.0	觀看普通清晰度電視，數碼攝像機拍攝
Class 4	最低寫入4.0	流暢播放高畫質電視（HDTV），數位相機連拍
Class 6	最低寫入6.0	單眼相機連拍，以及專業設備的使用
Class 10	最低寫入10	全高畫質電視的錄製和播放
UHS-I	寫入50以內/讀取104以內 (實際產品的寫入速度已超標準)	專業全高畫質電視實時錄製
UHS-II	寫入156以內/讀取312以內	未來世界

容量等級

SD卡容量目前有3個級別，那就是SD，SDHC和SDXC

下表為等級容量範圍和標準磁碟格式

容量等級	容量範圍	磁碟格式
SD	上限至2GB	FAT 12, 16
SDHC	2GB至 32GB	FAT 32
SDXC	32GB至2TB	exFAT

SD容量有8MB、16MB、32MB、64MB、128MB、256MB、512MB、1GB、2GB

SDHC容量有2GB 、4GB、8GB、16GB、32GB

SDXC容量有32GB、48GB、64GB、128GB、256GB、512GB、1TB、2TB

使用方法

SD卡套用於以下的手提數碼裝置：

●數位相機儲存相片及短片

●數碼攝錄機儲存相片及短片

●個人數碼助理（PDA）儲存各類資料

●手提電話儲存相片、鈴聲、音樂、短片等資料

●多媒體播放器

SD卡多用於MP3隨身聽、數碼攝像機、數位相機等，也有用於筆記本電腦上。SD卡在2013年的發展很快，已經開始威脅到CF卡的市場份額了。不過注意的是，在某些產品例如手機上，SD卡和MMC卡是不能兼容的。2013年的SD卡容量由8MB到128GB不等。

發展歷程

MMC卡在SM卡基礎上誕生替代了東芝開發的SM卡。不久的幾年後，在MMC卡基礎上研發的SD卡又替代了MMC卡，成為了幾乎一切攜帶型數碼產品的存儲卡格式。2001年SM卡的市場占有率超過50%，但到了2005年中下降到了40%左右，並快速滑落離開人世。大部分的數位相機生產商都提供了SD卡的支持，包括佳能、尼康、柯達、松下及柯尼卡美能達等。近些年專業相機市場也被SD卡侵蝕，高速高價的CF卡命中注定會在幾年後被廉價更高速的SD卡徹底替代。

SD卡是東芝在MMC卡技術中加入加密技術硬體而成，由於MMC卡可能會較易讓使用者複製數碼音樂，東芝便加入這些技術希望令音樂業界安心。類似的技術包括索尼的MagicGate，理論上加密技術可引入一些數碼著作權管理措施，但這功能甚少被套用。

用戶可以使用一個USB的讀卡器，在個人電腦上使用SD卡。某些新型電腦上已經內置了讀卡裝置。

“SD”商標實際上是用於另一個完全不同的用途：它最早是用在“超級密度光碟”上（Super-Density Optical Disk），這個由東芝開發的產品在DVD格式之爭中敗北。這就是為什麼那個“D”字看起來像一張光碟。

SD系列記憶卡都是SanDisk完成測試後送交SD卡協會認證規格，因此幾乎所有專利權都掌控在SanDisk手上。不過在2007年，因為NAND市場的動盪SanDisk變賣了家當，給外界一種即將消失錯覺。失去了很多自己的核心技術和專利，最重要的NAND工廠都賣給了美光。沒多久，重新吸引外資換了臉面的SanDisk，無心再研發Flash技術和建立新廠。而是注資東芝與東芝合作，使用東芝的製造工藝和技術生產晶片。之後東芝試產的新產品都會有兩個品牌的LOGO。SD卡也不例外，兩個品牌的產品擁有著很多相似之處，這兩個牌子也是SD卡市場的主要供貨來源。

衍生產品

Mini SD卡

MiniSD由松下和SanDisk共同開發。首次露面是在2003年的CeBIT展覽中出現在閃迪展台。自此它加入了Memory Stick Duo和xD卡這類細小的存儲卡規格中。

MiniSD卡的設計初始是為逐漸開始普及的拍照手機而作

通過附贈的SD轉接卡還可當做一般SD卡使用。

MiniSD卡的容量由16MB至8GB，而MiniSDHC卡的容量由4GB至16GB

Micro SD卡

在超小型存儲卡產品上，SD協會率先將T-flash納入其家族，並命名為Micro SD，用來替代Mini SD的地位。

只有指甲般大小的Micro SD在2005年推出後就令消費者驚艷不已。在2008年手機就已經普及這種極小的存儲卡。

M2、Micro SD和MMC micro並列為全球最小的迷你存儲卡，超小體積卻擁有著更大的優勢，可以運用於各類的數碼產品，不浪費產品內部設計的空間，令產品設計者所喜愛，對於精緻化數碼生活也起到了“推波助瀾”的作用。只可惜僅存活的只有Micro SD。M2卡作為Micro SD的SONY版衍生產品，最終還是被Micro SD徹底替代。而MMC micro，它到底生產了多少？現實世界中去哪裡才能看見它們？這種卡的升值空間很大，適合收藏使用。

覆防寫開關

由上面觀看，在SD卡的右面通常有一個開關，即是覆防寫開關，而MMC卡則沒有。當覆防寫開關撥下時，SD卡將受到覆防寫，資料只能閱讀。當覆防寫開關在上面位置，便可以覆寫資料。由於這保護開關是選擇性的，有些品牌的SD卡沒有此保護掣。

覆防寫開關的原理與卡式錄音帶，VHS錄像帶，電腦磁片上的覆防寫類似。關閉狀態表示可覆寫，而開啟狀態表示被保護。

如果開關破損，這張卡便只能變成防寫的唯讀存儲卡。有一種方法可以解決這個問題，即用膠帶將凹口封住，這樣的話這張卡將永遠處於可寫狀態。

Kingmax生產的SD卡沒有防寫開關。因為該公司認為這個開關太容易損壞。它所生產的SD卡厚度與MMC卡相同，為1.4毫米。

開放標準

與其它存儲卡格式一樣，SD卡也有眾多的專利和註冊商標保護，授權只能由安全數字卡聯盟進行。安全數字卡聯盟在2013年的授權協定並不允許開放原始碼的SD驅動程式，這種狀況產生了很多關於開放原始碼和免費軟體的爭論。通行的做法是開發一個開放原始碼的外殼，但核心是針對特定平台的封閉原始碼SD驅動程式，這種做法與期望的開放標準差異太大。另一種通行的做法是採用較老的MMC模式，因為根據SD卡標準，所有的SD卡都必須支持MMC模式。

這說明SD卡的開放度比CF卡或快閃記憶體低，上述兩種格式幾乎免費，僅需要使用聯盟標誌和註冊商標的授權費。但比xD卡或記憶棒的開放度高得多，這兩種格式根本不提供公開文檔支持。

技術說明

支持模式

所有SD和SDIO卡都必須支持較老的SPI/MMC模式。這個模式支持慢速的四線序列接口（時鐘、序列輸入，序列輸出，晶片選擇），兼容於序列終端接口（SPI）和許多微控制器。

大部分數位相機，數碼音頻播放器和其他便攜設備僅能使用MMC模式。有關這一模式的詳細文檔可以從MMCA購買，價格是500美元。但是部分有關SDIO的文檔是免費的。有些還可以從存儲卡廠商處獲得。

MMC模式不支持SD卡的加密特性。從免費的文檔里也找不到這些細節。但對於大多數消費者來講，這無關痛癢，用戶只是用來儲存不受保護的數據。

支持傳輸模式

SD卡共支持三種傳輸模式：SPI模式（獨立序列輸入和序列輸出），1位SD模式（獨立指令和數據通道，獨有的傳輸格式）， 4位SD模式（使用額外的針腳以及某些重新設定的針腳。支持四位寬的並行傳輸）

SD卡三種模式的針腳定義：

針腳	4位SD模式		1位SD模式		SPI模式
針腳	名稱	描述	名稱	描述	名稱	描述
1	CD/DAT3	卡監測/數據位3	CD	卡監測	CS	晶片選擇
2	CMD	命令/回復	CMD	命令/回復	DI	數據輸入
3	VSS1	地	VSS1	地	VSS1	地
4	VCC	電源	VCC	電源	VCC	電源
5	CLK	時鐘	CLK	時鐘	CLK	時鐘
6	VSS2	地	VSS2	地	VSS2	地
7	DAT0	數據位0	DAT	數據位	DO	數據輸出
8	DAT1	數據位1	RSV	保留	RSV	保留
9	DAT2	數據位2	RSV	保留	RSV	保留

低速卡通常支持 0~400 千比特/秒數據傳輸率，採用SPI 和1位SD傳輸模式。高速卡支持 0 ~ 100 兆比特/秒數據傳輸率，採用4位SD傳輸模式；支持0–25 兆比特/秒，採用SPI和 1位SD模式。

針對製造商、銷售商和主機適配器生產商需要繳納SD/SDIO授權費，每年1000美元外加1500美元的會員費。但SDIO卡和MMC適配器生產商無需授權費。 MMC卡使用7針接口，SD卡和SDIO卡採用了9針接口。

SDIO介紹

使用SDIO界面的視像鏡頭SD插口的用途不止是插存儲卡。支持SDIO接口的PDA，筆記本電腦等都可以連線象GPS接收器，Wi-Fi或藍牙適配器，數據機，區域網路適配器，條型碼讀取器，FM無線電，電視接收器，射頻身份認證讀取器，或者數位相機等等採用SD標準接口的設備。

另外一些設備也宣布將支持，包括RS-232序列口適配器，指紋掃瞄器，SDIO轉USB主/從適配器(可支持SDIO接口的手持設備使用USB外設或連線至電腦)，消磁讀取裝置，藍牙/Wi-Fi/GPS無線電收發器，手機數據機 (個人通訊服務(PCS), CDPD, GSM等)，和 APRS/TNC 適配器。

類型

不同型MMC/SD卡

4GB的SDHC卡SD卡不是安全數字卡聯盟批准的唯一一種存儲卡標準。其它批准的格式包括miniSD、 microSD（在聯盟未通過標準前稱為TransFlash）和SDHC。

這些更小的卡加上一個適配器也能用在全尺寸的 MMC/SD/SDIO 插槽上。要知道開發出SD尺寸的輸入輸出設備標準已經很難了，再想開發更小尺寸的簡直就不太現實了。

SD插槽支持MMC卡，更小尺寸的MMC卡變種也能兼容於支持SD卡的設備。與miniSD 和 microSD不同的是， RS-MMC 插槽可以兼容全尺寸的MMC卡。因為 RS-MMC卡只是縮短了的MMC卡。相關資訊可參考多媒體卡(MMC)。

因應SD卡的標準容量上限只有4GB，不足以應付日益上升的容量需求，聯盟制定了新的SDHC標準。SDHC卡的外型跟普通的SD卡完全相同，而容量的下限為4GB，預料年內可推出高達32GB的SDHC卡。

DRM特色

SD卡內嵌的數字著作權保護方案是按4C提出的可紀錄介質內容保護標準 (CPRM) 所制定。其核心是使用了Cryptomeria密碼（也稱為“C2“）。這一特性是保密的。DVD-Audio光碟也採用了與CPPM非常相似的加密方案。 SD卡（Secure Digital Memory Card）是一種基於半導體快閃記憶器的新一代記憶設備。SD卡由日本松下、東芝及美國SanDisk公司於1999年8月共同開發研製。大小猶如一張郵票的SD記憶卡，重量只有2克，但卻擁有高記憶容量、快速數據傳輸率、極大的移動靈活性以及很好的安全性。

SD卡在24mm×32mm×2.1mm的體積內結合了SanDisk快閃記憶卡控制與MLC（Multilevel Cell）技術和Toshiba（東芝）0.16u及0.13u的NAND技術，通過9針的接口界面與專門的驅動器相連線，不需要額外的電源來保持其上記憶的信息。而且它是一體化固體介質，沒有任何移動部分，所以不用擔心機械運動的損壞。

SD卡體積小巧，廣泛套用在數位相機上，是由日本的松下公司、東芝公司和SanDisk公司共同開發的一種全新的存儲卡產品，最大的特點就是通過加密功能，保證數據資料的安全保密。SD卡在外形上同MultiMedia Card卡保持一致，並且兼容MMC卡接口規範。不過注意的是，在某些產品例如手機上，SD卡和MMS卡是不能兼容的。SD 卡在售價方面要高於同容量的MultiMedia Card卡。

SD卡多用於MP3隨身聽、數碼攝像機、數位相機等，其投影面積與MMC卡相同，只是略微厚一點，為2.1mm，但是SD卡的容量大得多，且讀寫速度也MMC卡快4倍。同時，SD卡的接口與MMC卡是兼容的，支持SD卡的接口大多支持MMC卡。2013年SD卡在數位相機中正在迅速普及，大有成為主流之勢。SD卡在2013年的發展很快，已經開始威脅到CF卡的市場分額了。這是由於SD卡的體積要比CF卡小很多，並且SD卡在容量、性能和價格上和CF卡的差距越來越小，而這兩年支持SD卡的手機迅速在市場走熱，因此，SD卡的迅速成長絕對不是偶然的。最重要的一點就是MMC卡也能和SD卡相兼容，這也正是SD卡迅速走紅的原因之一。

如何辨別

SD卡身材小巧，一般消費者在購買之前不會有太多了解，因此從外觀上辨別有些困難，近些年卡的真偽鑑別已經不再重要，基本上已經沒有假卡的存在。早些年假卡最多的是Kingston，因為Kingston不會製造SD卡，它使用的都是像產量最大的TOSHIBA和台灣一些封裝廠做的無品牌卡刷標而成。卡的本身差異很大，沒有共同點，一些山寨小作坊做出來的假卡混入其中也不會有人懷疑。而近些年，由於像Kingston這樣只賣商標的公司越來越多，台灣和中國大陸的封裝代工廠訂單不斷，導致市場飽和度過大，成本不高，山寨小廠已經沒有存在的價值。

2013年市場上SD卡的品牌很多，諸如：TOSHIBA、SANDISK、索尼、Lexar、Maxell、松下、Transcend、Kingmax、PNY、Team、三星和Kingston等

其中有自己工廠的只有TOSHIBA、SANDISK、Lexar、松下和近兩年才學會造卡的三星這幾家。其它品牌都是使用現成的品牌卡刷標而成。用量最大的是TOSHIBA、SANDISK和台灣當地封裝廠生產的TOSHIBA技術卡為主。像Kingston的卡主要來源就是TOSHIBA，只不過Kingston的卡肯定不如TOSHIBA自己的卡質量好。而SANDISK的卡主要供給底層無名小品牌刷標使用因為SANDISK只把級別最低的卡讓那些無名小輩糟蹋，中高端卡都只給自己用。台灣封裝工廠的卡供給索尼、松下、Maxell和台灣自己品牌使用。

異常處理

電腦讀卡器異常處理方法：

①如果SD卡在照相機中可以正常瀏覽照片，插在電腦中卻識別不了，那么很可能是SD插口的驅動程式不匹配所致的。找到正確的SD卡驅動程式更新一下即可。

②更新之後如果設備管理器中有黃色的警示號，且電腦中安裝了u盤保護功能的軟體，可能是不兼容的緣故，重啟電腦就能識別了。

保養常識

1、如SD卡在相機正常使用後，在電腦上查看所拍照片，需要翻轉所查看的照片的時候，請先把照片複製到電腦上再進行操作，若直接在卡裡面修改後，再次把卡放在相機里查看相關圖片，會出現無法查看該照片的情況，大量的圖片被修改後有可能會使SD卡“癱瘓”，要格式化後才能再正常使用。

2、SD卡在相機裡面拍攝過程中如出現卡機、當機的情況，可能是該SD卡有故障的情況或壽命已到，請用讀卡器把卡裡面的內容導出來保存再進行格式化（如果是要壞的卡讀取、複製的時候會慢很多），格式化完後有的能正常使用，可以用一些修復軟體，它會把壞的地方分為單獨的一個分區，然後再隱藏。但建議別再存放重要的數據使用，因為其他的地方也可能飽經風霜，馬上就要故障了。

3、SD卡還有一個小秘密，如果使用的時候不小心把SD卡折壞掉或摔壞不能用時，別急著把那“報廢”的卡扔掉，小心地拆開SD卡表面時，你就會看到裡面還“藏”著一個小小的TF卡，可供大部分的手機使用，也可以配個SD卡的TF轉接卡口繼續使用。（這種卡是不常規的SD卡，SD卡通常是有PCBA+主控方案+FLASH 組成，而不是有TF卡轉接而成的）

SD卡