Cómo funcionan las tarjetas de memoria Secure Digital

Muchas computadoras portátiles y dispositivos móviles que puede comprar hoy en día tienen ranuras integradas para tarjetas de memoria Secure Digital, generalmente llamadas simplemente tarjetas SD. Una tarjeta SD es un dispositivo de almacenamiento que tiene muchas características útiles dependiendo de cómo y dónde se use. Aquí hay algunas formas comunes en las que ya podría usar tarjetas SD:

Las tarjetas SD cumplen con los estándares desarrollados y mantenidos por Secure Digital Association. Panasonic, SanDisk y Toshiba formaron la Asociación SD en enero de 2000 con el objetivo de desarrollar y promover estándares para el almacenamiento de memoria flash. La tecnología de SanDisk, que ya es líder mundial en productos de memoria flash, se convirtió en un modelo para los nuevos estándares.

Con sede en San Ramón, California, la Asociación SD no fabrica ni comercializa ningún producto por su cuenta. Sin embargo, más de 1000 miembros de la asociación, principalmente los principales fabricantes de productos electrónicos de todo el mundo, contribuyen actualmente a las mejoras continuas en los estándares SD. Estos estándares cubren las propias tarjetas SD, así como el hardware y los controladores de dispositivos utilizados para leer y escribir en ellas.

Es posible que haya utilizado otras palabras, como tarjetas de memoria o memoria flash, para describir las tarjetas SD en una conversación. Sin embargo, la palabra memoria puede resultar engañosa para algunas personas, ya que también se usa para hablar de memoria de acceso aleatorio ( RAM ), que tiene un propósito completamente diferente en la informática. La palabra flash describe el medio por el cual los datos se guardan en el material de estado sólido dentro de la tarjeta SD, sobre el que puede leer en Cómo funciona la memoria flash . Aquí, usaremos el término tarjeta SD ya que estamos hablando de un dispositivo de memoria flash que cumple con el estándar SD y luce la marca registrada de la Asociación SD.

En este artículo, nos acercaremos a los diversos factores de forma, capacidades y velocidades de SD y veremos las características, ventajas y desafíos de las tarjetas Secure Digital. Comencemos con los tipos de tarjetas SD disponibles en la actualidad.

1. Tipos de tarjetas SD
2. Clase de velocidad y clase de velocidad UHC
3. La Seguridad en Secure Digital
4. Dentro de la tarjeta SD
5. Desafíos en el uso de hardware SD
6. El futuro de las tarjetas Secure Digital

A primera vista, una tarjeta SD es un objeto pequeño, plano y rectangular con una muesca a lo largo de un borde y cables de cobre, llamados pines, incrustados en un lado a lo largo del otro borde. Pero hay algunos factores de forma diferentes. Estos son los tamaños físicos que verá para las tarjetas SD:

No es solo la composición física de la tarjeta lo que está estandarizado. Las tarjetas SD también vienen en diferentes capacidades. Estos son los formatos de capacidad para las tarjetas SD enumerados en orden del más antiguo al más nuevo:

Son tres formatos de capacidad, cada uno en dos o tres tamaños. Para leer y escribir datos en la tarjeta, necesitará un hardware de lector de tarjetas que pueda manejar tanto el factor de tamaño como la clase de capacidad indicada. Además, si está utilizando una tarjeta de tamaño mini o micro pero tiene un lector de tamaño grande, puede insertar la tarjeta más pequeña en un adaptador especial con la forma de la tarjeta más grande. Algunos fabricantes de tarjetas SD incluso venden tarjetas microSDHC junto con adaptadores de tamaño SDHC para que sea más fácil mover las tarjetas entre dispositivos.

Aquí es donde hay que ser cauteloso. Por ejemplo, si tiene una cámara digital más antigua que admite tarjetas de formato SD, es posible que una tarjeta SDHC no funcione, incluso si cabe en la cámara. Verifique las especificaciones de su hardware para averiguar qué formatos de capacidad admite su dispositivo. Luego busque tarjetas con los logotipos de SD que correspondan a la combinación de capacidad y tamaño que necesita. Puede ver todos esos logotipos en el sitio web de la Asociación SD aquí .

Además de estos tipos de tarjetas SD, existe otra clasificación que quizás desee saber al comprar una tarjeta SD: su velocidad. A continuación, veamos qué actividades requieren velocidades más altas de la tarjeta SD y cómo la Asociación SD clasifica las tarjetas por velocidad.

Otra medida que verás en una tarjeta SD es su velocidad. La velocidad no es muy importante si solo está almacenando archivos o tomando fotografías fijas. Sin embargo, la velocidad es muy importante cuando se trata de grabar y reproducir videos, particularmente en alta definición (HD). Cuando tiene una tarjeta SD de mayor velocidad, puede capturar video de mejor calidad con una reproducción más fluida.

La SD Association tiene dos estándares asociados con la velocidad: Speed ​​Class y Ultra High Speed ​​(UHS) Speed ​​Class. Estos dos estándares no son compatibles, así que asegúrese de usar el estándar apropiado para su dispositivo de grabación. Echemos un vistazo más de cerca a cada clase y cómo determinar de qué velocidades es capaz una tarjeta SD.

Speed ​​Class se aplica a todas las tarjetas SD. Verá la clase de velocidad de una tarjeta SD junto a su logotipo SD como un número dentro de una forma de "C" circular. Las siguientes son las Clases de velocidad definidas por la Asociación SD y las tarjetas, así como las cualidades de grabación y reproducción de video generalmente asociadas con esas clases:

La clase de velocidad Ultra High Speed ​​(UHS) está disponible en tarjetas SD que cuentan con la interfaz de bus UHS-I. Eso significa que la tarjeta SD tiene circuitos diseñados para leer y escribir en la memoria a velocidades de hasta 312 MB por segundo. El paquete de una tarjeta SD UHS puede incluir la clase de velocidad más una clase adicional, escrita como un número dentro de una forma de "U". Sin embargo, en la tarjeta en sí, la clase de velocidad UHS se indica con el número romano "I" a la derecha del logotipo de SD.

Ahora que está al tanto de las velocidades y capacidades de las tarjetas SD, veamos qué hace que las tarjetas Secure Digital sean "seguras".

¿Qué hace que una tarjeta de memoria Secure Digital sea segura? Todas las tarjetas SD tienen protección de derechos de autor para tipos de datos estándar SD. Esto permite a los distribuidores comerciales poner música u otros medios en el dispositivo para protegerlo de copias ilegales. La tecnología detrás de esta característica de la tarjeta SD se llama Protección de contenido para medios grabables (CPRM).

CPRM fue desarrollado por 4C Entity, LCC, la organización que maneja las licencias de protección de derechos de autor para IBM, Intel y los cofundadores de SD, Panasonic y Toshiba. 4C Entity también desarrolló la tecnología relacionada Protección de contenido para medios pregrabados (CPPM), que se relaciona con el formato DVD-Audio para música. CPRM y CPPM generalmente se asocian con formatos de medios flash y DVD.

CPRM no se aplica automáticamente solo porque estás usando una tarjeta SD. Para que los datos estén protegidos con CPRM, el dispositivo que escribe los datos primero debe crear un identificador de medios y un bloque de clave de medios (MKB) en la tarjeta SD. El identificador de medios y el MKB se escriben en una parte física de la tarjeta SD conocida como área protegida. No se puede acceder a los datos almacenados en el área protegida a través del sistema de archivos de la tarjeta SD, pero cualquier dispositivo habilitado para CPRM que lea la tarjeta SD puede usarla para operaciones de protección de contenido.

Para proteger los datos con CPRM, un dispositivo utiliza el identificador de medios y MKB para codificar los datos a medida que se escriben en la tarjeta SD. Para leer los datos, un dispositivo habilitado para CPRM accede a la identificación de medios y MKB y los usa para descifrar los datos a medida que se leen de la tarjeta SD. Por lo tanto, incluso si copia los archivos protegidos por CPRM del sistema de archivos de la tarjeta SD, no podrá leerlos fuera de esa tarjeta SD.

Además del CPRM, hay otra característica de seguridad que notará en las tarjetas SD de 32 x 24 milímetros (SD, SDHC y SHXC): un bloqueo de protección contra escritura. El candado es un pequeño control deslizante a lo largo de un lado de la tarjeta SD. En la posición desbloqueada, puede leer y escribir en la tarjeta SD como lo haría con una unidad USB o cualquier otro dispositivo de almacenamiento de lectura y escritura. En la posición bloqueada, la tarjeta SD no permitirá ningún cambio en su sistema de archivos, lo que la convierte en un dispositivo de solo lectura. Puede usar esta función si le preocupa sobrescribir accidentalmente los datos de una cámara, por ejemplo, mientras lee la tarjeta SD en su computadora portátil o de escritorio.

Hasta ahora nos hemos centrado en la capacidad, la velocidad y la seguridad asociadas con las tarjetas SD. En la página siguiente, estamos quitando la cubierta de plástico y echando un vistazo a la tecnología interna.

Una tarjeta SD es un dispositivo de estado sólido. Esto significa que no tiene partes móviles para funcionar. Esta es una gran mejora con respecto a los dispositivos de almacenamiento portátiles más antiguos. Los disquetes , por ejemplo, tenían discos endebles en su interior que giraban a altas velocidades y estaban sujetos a pérdida de datos cuando se colocaban cerca de campos magnéticos. Los CD y DVD son más grandes y menos duraderos, y su capacidad de almacenamiento se degrada rápidamente con muchas reescrituras. Los componentes de una tarjeta SD son parte de su circuito, y su empaque es pequeño y duradero en comparación con estos predecesores.

Speaking of durable, we cracked open an SD card for the picture on this page. It wasn't easy, which is a testament to the aforementioned durability. The mini and micro sizes are more delicate, though, and you still don't want to store an SD card where it could possibly bend, chip or break.

Inside the SD card is circuitry that includes flash memory. In our article How Flash Memory Works , we cover how that circuitry controls the flow of electricity when writing or erasing data on the flash memory chip. Even though each SD card complies with standards for the form factor, capacity, speed and common input/output interface, different SD card manufacturers take different approaches in designing the flash memory and supporting components inside.

De acuerdo con los estándares, cada tarjeta SD viene formateada con un sistema de archivos de tabla de asignación de archivos (FAT), que es compatible con casi todos los sistemas operativos que puedan querer acceder a los archivos en ese sistema. Ocasionalmente, es posible que deba volver a formatear una tarjeta SD, ya sea para "poner a cero" los datos para un borrado completo de todos los datos, o para recuperar el sistema de archivos después de una corrupción, lo que podría ocurrir al retirar la tarjeta durante operaciones críticas de lectura y escritura. . Cuando necesite volver a formatear, SD Association recomienda usar su software SD Formatter disponible aquí . Una de las razones es que los formateadores de discos de terceros pueden no tener en cuenta el área protegida utilizada en las funciones CPRM de la tarjeta SD.

Hasta ahora, hemos examinado el hardware de la tarjeta SD y el aspecto técnico de su funcionamiento. A continuación, descubramos algunos de los desafíos que implica el uso de tarjetas SD y lectores de tarjetas.

Las tarjetas SD tienen mucho a su favor. Son pequeños, duraderos y se pueden usar en cualquiera de los miles de dispositivos. Sin embargo, tienen algunos desafíos y desventajas.

Un inconveniente implica las limitaciones conocidas de la tecnología de memoria flash. Según Toshiba, la compañía que inventó la tecnología, las celdas de memoria en la tarjeta SD de estado sólido solo pueden pasar por alrededor de 10,000 ciclos de escritura/borrado antes de que el hardware sea incapaz de retener o actualizar sus datos. Aunque esta es una limitación comprobada, rara vez puede ser un problema importante para usted, ya que es equivalente a escribir y borrar completamente el contenido de la tarjeta una vez al día, todos los días durante 27 años. [fuente: Toshiba ]

Quizás más importantes que la vida útil de los datos son los desafíos de manejar las tarjetas físicas. Aunque cada tarjeta SD es resistente, puede caerse de un bolsillo, deslizarse en grietas estrechas, perderse en una pila de papeles o dañarse irremediablemente si se pisa o se sumerge en un líquido. Deslizar la tarjeta SD dentro y fuera de un lector de tarjetas también puede ser complicado, especialmente para las tarjetas de tamaño mini y micro. Si la tarjeta SD sobresale del dispositivo en el que la está utilizando, también tenga cuidado cuando mueva el dispositivo. Para hacer frente a estos desafíos, siempre manipule la tarjeta con cuidado, sea consciente de dónde está mientras la usa y protéjala entre usos.

Otro desafío con las tarjetas SD es asegurarse de tener el tipo adecuado para su dispositivo. Seleccionar el tamaño que necesita es fácil; por lo general, solo puede mirar una ranura para tarjeta SD y saber cuál de los tres tamaños se requiere. Sin embargo, también debe seleccionar la capacidad y la velocidad que sea compatible con su dispositivo. Esto puede ser complicado cuando miras una pared de tarjetas SD en una tienda y tratas de seleccionar la que te da más por tu dinero. Este desafío se enfrenta mejor con el conocimiento sobre qué tarjetas SD puede manejar su dispositivo, tanto las mínimas como las recomendadas, y cómo se ven los logotipos SD para el estándar que necesita: SD, miniSD, microSD, SDHC, miniSDHC, microSDHC, SDXC y microSDXC.

Un último desafío con las tarjetas SD es algo de lo que no puede escapar sin importar la tecnología que use: la tendencia de que los estándares antiguos se vuelvan obsoletos y los nuevos los reemplacen. Para una tarjeta SD en sí, esto es un problema menor ya que los lectores de tarjetas más nuevos pueden leer tarjetas más antiguas. Son los dispositivos que usan tarjetas SD los que presentan el mayor desafío. Para continuar usando un dispositivo más antiguo, deberá encontrar tarjetas que cumplan con los estándares más antiguos. Sin embargo, SD aún no ha retirado ningún estándar, así que busque esas tarjetas estándar más antiguas que estarán disponibles por un tiempo todavía.

Con tanto a su favor, ¿cómo se ve el futuro de la tecnología de tarjetas SD? Examinemos eso en la página siguiente.

Con el auge de la tecnología de tarjetas SD en miles de dispositivos, es natural concluir que las tarjetas SD estarán presentes en los próximos años. La Asociación SD continúa expandiéndose en las tarjetas SD, incorporando nuevos estándares a medida que los fabricantes aportan mejoras a la tecnología de memoria flash . Al momento de escribir este artículo, el UHS-II estaba en desarrollo para estandarizar velocidades de lectura y escritura aún más rápidas para las tarjetas SD.

Con tantos dispositivos que agregan lectores de tarjetas SD, los fabricantes han preguntado: "¿Puede usar esa ranura para otras cosas además de la memoria flash?" La interfaz de hardware proporciona energía e intercambio de datos para las tarjetas SD, por lo que parece razonable suponer que podría hacer algo más que leer y escribir datos. Reconociendo esta demanda, la Asociación SD desarrolló la interfaz de tarjeta SDIO. Al agregar una interfaz de tarjeta SDIO a un dispositivo, los fabricantes pueden adaptar el dispositivo para usarlo en un lector de tarjetas SD existente.

Estas son solo algunas de las funcionalidades cubiertas por el estándar de interfaz de tarjeta SDIO:

Un pequeño dispositivo sorprendente que aprovecha SDIO es la tarjeta Eye-Fi . Fundada en 2005, Eye-Fi, Inc. tiene una tecnología pendiente de patente que puede convertir la ranura para tarjeta SD de su cámara en un portal para cargar fotos directamente a la Web . La tarjeta Eye-Fi incluye una radio Wi-Fi y un software diseñado para conectarse a una red Wi-Fi y luego usar esa conexión para cargar fotos en su computadora o en un sitio web para compartir fotos como Flickr o Facebook . Las tarjetas Eye-Fi van desde $ 49.99 a $ 99.99.

En resumen, el futuro de las tarjetas SD parece brillante gracias a la amplia adopción de los estándares SD y las continuas mejoras y expansiones de esos estándares. Además, el costo de las tarjetas SD parece ser más razonable con el tiempo, con la competencia de marcas manteniendo los precios bajo control. Para obtener más información sobre las tarjetas de memoria Secure Digital, conéctese a la página siguiente.

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