Fonctionnement des cartes mémoire Secure Digital

De nombreux ordinateurs portables et appareils mobiles que vous pouvez acheter aujourd'hui ont des emplacements intégrés pour les cartes mémoire Secure Digital, généralement simplement appelées cartes SD. Une carte SD est un périphérique de stockage qui possède de nombreuses fonctionnalités utiles selon la manière et l'endroit où elle est utilisée. Voici quelques façons courantes d'utiliser peut-être déjà des cartes SD :

Les cartes SD sont conformes aux normes développées et maintenues par la Secure Digital Association. Panasonic, SanDisk et Toshiba ont formé la SD Association en janvier 2000 dans le but de développer et de promouvoir des normes pour le stockage de mémoire flash . La technologie de SanDisk, déjà leader mondial des produits de mémoire flash, est devenue un modèle pour les nouvelles normes.

Basée à San Ramon, en Californie, la SD Association ne fabrique ni ne commercialise elle-même aucun produit. Cependant, plus de 1 000 membres d'associations, principalement de grands fabricants d'électronique du monde entier, contribuent actuellement aux améliorations continues des normes SD. Ces normes couvrent les cartes SD elles-mêmes, ainsi que le matériel et les pilotes de périphériques utilisés pour les lire et y écrire.

Vous avez peut-être utilisé d'autres mots, tels que cartes mémoire ou mémoire flash, pour décrire les cartes SD dans une conversation. Le mot mémoire, cependant, peut être trompeur pour certaines personnes car il est également utilisé pour parler de Random Access Memory ( RAM ), qui sert un objectif complètement différent en informatique. Le mot flash décrit les moyens par lesquels les données sont enregistrées sur le matériau à semi-conducteurs à l'intérieur de la carte SD, que vous pouvez lire dans Comment fonctionne la mémoire flash . Ici, nous utiliserons le terme carte SD puisque nous parlons d'un périphérique de mémoire flash conforme à la norme SD et arborant la marque déposée de la SD Association.

Dans cet article, nous allons zoomer sur les différents facteurs de forme, capacités et vitesses de la SD et examiner les caractéristiques, les avantages et les défis des cartes Secure Digital. Commençons par les types de cartes SD disponibles aujourd'hui.

1. Types de cartes SD
2. Classe de vitesse et classe de vitesse UHC
3. La sécurité dans Secure Digital
4. À l'intérieur de la carte SD
5. Défis liés à l'utilisation du matériel SD
6. L'avenir des cartes numériques sécurisées

À première vue, une carte SD est un petit objet plat et rectangulaire avec une encoche le long d'un bord et des fils de cuivre, appelés broches, intégrés d'un côté le long d'un autre bord. Mais il existe quelques facteurs de forme différents. Voici les tailles physiques que vous verrez pour les cartes SD :

Ce n'est pas seulement la composition physique de la carte qui est normalisée. Les cartes SD existent également en différentes capacités. Voici les formats de capacité des cartes SD répertoriés dans l'ordre, du plus ancien au plus récent :

Ce sont trois formats de capacité, chacun en deux ou trois tailles. Pour lire et écrire des données sur la carte, vous aurez besoin d'un lecteur de carte capable de gérer à la fois le facteur de taille et la classe de capacité indiqués. De plus, si vous utilisez une carte de taille mini ou micro mais que vous disposez d'un lecteur de grande taille, vous pouvez insérer la plus petite carte dans un adaptateur spécial ayant la forme de la plus grande carte. Certains fabricants de cartes SD vendent même des cartes microSDHC avec des adaptateurs de taille SDHC pour faciliter le déplacement des cartes entre les appareils.

C'est là qu'il faut être prudent. Par exemple, si vous avez un appareil photo numérique plus ancien qui accepte les cartes au format SD, une carte SDHC peut ne pas fonctionner, même si elle rentre dans l'appareil photo. Vérifiez les spécifications de votre matériel pour savoir quels formats de capacité votre appareil prend en charge. Recherchez ensuite les cartes comportant les logos SD qui correspondent à la combinaison capacité-taille dont vous avez besoin. Vous pouvez voir tous ces logos sur le site Web de l'Association SD ici .

En plus de ces types de cartes SD, il existe une autre classification que vous voudrez peut-être connaître lors de l'achat d'une carte SD : sa vitesse. Ensuite, regardons quelles activités nécessitent des vitesses de carte SD plus élevées et comment la SD Association classe les cartes par vitesse.

Une autre mesure que vous verrez sur une carte SD est sa vitesse. La vitesse n'est pas très importante si vous ne faites que stocker des fichiers ou prendre des photos. Cependant, la vitesse est très importante lorsqu'il s'agit de filmer et de lire des vidéos, en particulier en haute définition (HD). Lorsque vous disposez d'une carte SD à vitesse plus élevée, vous pouvez capturer une vidéo de meilleure qualité avec une lecture plus fluide.

La SD Association a deux normes associées à la vitesse : la classe de vitesse et la classe de vitesse ultra haute vitesse (UHS). Ces deux normes ne sont pas compatibles, assurez-vous donc d'utiliser la norme appropriée pour votre appareil d'enregistrement. Examinons de plus près chaque classe et comment déterminer les vitesses dont une carte SD est capable.

La classe de vitesse s'applique à toutes les cartes SD. Vous verrez la classe de vitesse d'une carte SD à côté de son logo SD sous la forme d'un nombre à l'intérieur d'une forme circulaire en « C ». Voici les classes de vitesse définies par la SD Association et les cartes, ainsi que les qualités d'enregistrement et de lecture vidéo généralement associées à ces classes :

La classe de vitesse ultra haute vitesse (UHS) est disponible dans les cartes SD dotées de l'interface de bus UHS-I. Cela signifie que la carte SD possède des circuits conçus pour lire et écrire dans la mémoire à des vitesses allant jusqu'à 312 Mo par seconde. Un emballage de carte SD UHS peut comporter la classe de vitesse plus une classe supplémentaire, écrite sous la forme d'un nombre à l'intérieur d'une forme en « U ». Sur la carte elle-même, cependant, la classe de vitesse UHS est indiquée par le chiffre romain "I" à droite du logo SD.

Maintenant que vous êtes au courant des vitesses et des capacités des cartes SD, voyons ce qui rend les cartes Secure Digital "sécurisées".

Qu'est-ce qui rend une carte mémoire Secure Digital sécurisée ? Toutes les cartes SD sont protégées par copyright pour les types de données standard SD. Cela permet aux distributeurs commerciaux de mettre de la musique ou d'autres médias sur l'appareil afin qu'il soit protégé contre la copie illégale. La technologie derrière cette fonction de carte SD est appelée Content Protection for Recordable Media (CPRM).

CPRM a été développé par l'entité 4C, LCC, l'organisation qui gère les licences de protection des droits d'auteur pour les cofondateurs d'IBM, d'Intel et de SD, Panasonic et Toshiba. L'entité 4C a également développé la technologie connexe Content Protection for Pre-recorded Media (CPPM), qui concerne le format DVD-Audio pour la musique. CPRM et CPPM sont généralement associés aux formats de support flash et DVD.

CPRM ne s'applique pas automatiquement simplement parce que vous utilisez une carte SD. Pour que les données soient protégées avec CPRM, l'appareil qui écrit les données doit d'abord créer un identifiant de support et un bloc de clé de support (MKB) sur la carte SD. L'identifiant de support et le MKB sont écrits sur une partie physique de la carte SD connue sous le nom de zone protégée. Les données stockées dans la zone protégée sont inaccessibles via le système de fichiers de la carte SD, mais tout appareil compatible CPRM lisant la carte SD peut l'utiliser pour des opérations de protection du contenu.

Pour protéger les données avec CPRM, un appareil utilise l'identificateur de média et MKB pour encoder les données au fur et à mesure qu'elles sont écrites sur la carte SD. Pour lire les données, un appareil compatible CPRM accède à l'identifiant du support et à la MKB et les utilise pour déchiffrer les données au fur et à mesure qu'elles sont lues à partir de la carte SD. Par conséquent, même si vous copiez les fichiers protégés par CPRM à partir du système de fichiers de la carte SD, vous ne pourrez pas les lire en dehors de cette carte SD.

En plus du CPRM, il existe une autre fonction de sécurité que vous remarquerez sur les cartes SD 32 x 24 millimètres (SD, SDHC et SHXC) : un verrou de protection en écriture. Le verrou est un petit curseur le long d'un côté de la carte SD. En position déverrouillée, vous pouvez lire et écrire sur la carte SD comme vous le feriez avec une clé USB ou tout autre périphérique de stockage en lecture-écriture. En position verrouillée, la carte SD n'autorisera aucune modification de son système de fichiers, ce qui en fait un périphérique en lecture seule. Vous pouvez utiliser cette fonctionnalité si vous craignez d'écraser accidentellement les données d'une caméra, par exemple, lors de la lecture de la carte SD sur votre ordinateur portable ou de bureau.

Jusqu'à présent, nous nous sommes concentrés sur la capacité, la vitesse et la sécurité associées aux cartes SD. À la page suivante, nous retirons le couvercle en plastique et examinons la technologie à l'intérieur.

Une carte SD est un périphérique à semi-conducteurs. Cela signifie qu'il n'a pas de pièces mobiles pour fonctionner. Il s'agit d'une grande amélioration par rapport aux anciens périphériques de stockage portables. Les disquettes , par exemple, avaient des disques fragiles à l'intérieur qui tournaient à grande vitesse et étaient sujets à la perte de données lorsqu'ils étaient placés à proximité de champs magnétiques. Les CD et les DVD sont plus volumineux et moins durables, et leur capacité de stockage se dégrade rapidement avec de nombreuses réécritures. Les composants d'une carte SD font partie de ses circuits, et son emballage est petit et durable par rapport à ces prédécesseurs.

En parlant de durabilité, nous avons ouvert une carte SD pour l'image sur cette page. Ce n'était pas facile, ce qui témoigne de la durabilité susmentionnée. Les tailles mini et micro sont plus délicates, cependant, et vous ne voulez toujours pas stocker une carte SD où elle pourrait éventuellement se plier, s'ébrécher ou se casser.

À l'intérieur de la carte SD se trouve un circuit qui comprend une mémoire flash. Dans notre article Comment fonctionne la mémoire flash , nous expliquons comment ce circuit contrôle le flux d'électricité lors de l'écriture ou de l'effacement de données sur la puce de mémoire flash. Même si chaque carte SD est conforme aux normes relatives au facteur de forme, à la capacité, à la vitesse et à l'interface d'entrée/sortie commune, différents fabricants de cartes SD adoptent des approches différentes dans la conception de la mémoire flash et des composants de support à l'intérieur.

Conformément aux normes, chaque carte SD est formatée avec un système de fichiers FAT (File Allocation Table), qui est compatible avec à peu près tous les systèmes d'exploitation susceptibles de vouloir accéder aux fichiers de ce système. Parfois, vous devrez peut-être reformater une carte SD, soit pour "mettre à zéro" les données pour un effacement complet de toutes les données, soit pour récupérer le système de fichiers après une corruption, ce qui pourrait se produire lors du retrait de la carte lors d'opérations critiques de lecture-écriture. . Lorsque vous devez reformater, la SD Association recommande d'utiliser son logiciel SD Formatter disponible ici . L'une des raisons en est que les formateurs de disque tiers peuvent ne pas tenir compte de la zone protégée utilisée dans les fonctions CPRM de la carte SD.

Jusqu'à présent, nous avons examiné le matériel de la carte SD et l'aspect technique de son fonctionnement. Découvrons ensuite quelques-uns des défis liés à l'utilisation de cartes SD et de lecteurs de cartes.

Les cartes SD ont beaucoup à offrir. Ils sont petits, durables et peuvent être utilisés dans n'importe lequel des milliers d'appareils. Ils ont cependant quelques défis et inconvénients.

Un inconvénient concerne les limitations connues de la technologie de la mémoire flash. Selon Toshiba, la société qui a inventé la technologie, les cellules de mémoire de la carte SD à semi-conducteurs ne peuvent effectuer qu'environ 10 000 cycles d'écriture/effacement avant que le matériel ne soit incapable de conserver ou de mettre à jour ses données. Bien qu'il s'agisse d'une limitation éprouvée, cela peut rarement être un problème majeur pour vous, car cela équivaut à écrire et à effacer complètement le contenu de la carte une fois par jour, tous les jours pendant 27 ans. [source : Toshiba ]

Les défis liés à la manipulation des cartes physiques sont peut-être plus importants que la durée de vie des données. Bien que chaque carte SD soit solide, elle peut tomber d'une poche, se glisser dans des crevasses étroites, se perdre dans une pile de papiers ou être irrémédiablement endommagée lorsqu'elle est piétinée ou immergée dans un liquide. Faire glisser la carte SD dans et hors d'un lecteur de carte peut également être délicat, en particulier pour les cartes mini et micro. Si la carte SD dépasse de l'appareil dans lequel vous l'utilisez, faites également attention lorsque vous déplacez l'appareil. Pour relever ces défis, manipulez toujours la carte avec soin, restez conscient de l'endroit où elle se trouve pendant que vous l'utilisez et protégez-la entre les utilisations.

Un autre défi avec les cartes SD est de s'assurer que vous avez le bon type pour votre appareil. La sélection de la taille dont vous avez besoin est facile ; généralement, vous pouvez simplement regarder un emplacement pour carte SD et savoir laquelle des trois tailles est requise. Cependant, vous devez également sélectionner la capacité et la vitesse compatibles avec votre appareil. Cela peut être délicat lorsque vous regardez un mur de cartes SD dans un magasin et que vous essayez de sélectionner celle qui vous en donne le plus pour votre argent. Ce défi est mieux relevé en connaissant les cartes SD que votre appareil peut gérer, à la fois minimales et recommandées, et à quoi ressemblent les logos SD pour la norme dont vous avez besoin : SD, miniSD, microSD, SDHC, miniSDHC, microSDHC, SDXC et microSDXC.

Un dernier défi avec les cartes SD est quelque chose dont vous ne pouvez pas vous passer, quelle que soit la technologie que vous utilisez : la tendance des anciennes normes à devenir obsolètes et les nouvelles à les remplacer. Pour une carte SD elle-même, cela pose moins de problème car les nouveaux lecteurs de cartes peuvent lire les cartes plus anciennes. Ce sont les appareils qui utilisent des cartes SD qui présentent le plus grand défi. Pour continuer à utiliser un appareil plus ancien, vous devrez trouver des cartes conformes aux anciennes normes. Cependant, SD n'a pas encore retiré de normes, alors recherchez ces anciennes cartes standard pour être disponibles pendant un certain temps encore.

Avec tant d'avantages, à quoi ressemble l'avenir de la technologie des cartes SD ? Examinons cela à la page suivante.

Avec le boom de la technologie des cartes SD dans des milliers d'appareils, il est naturel de conclure que les cartes SD seront là pour les années à venir. La SD Association continue de se développer sur les cartes SD, incorporant de nouvelles normes à mesure que les fabricants apportent des améliorations à la technologie de mémoire flash . Au moment d'écrire ces lignes, l'UHS-II était en cours de développement pour normaliser des vitesses de lecture-écriture encore plus rapides pour les cartes SD.

Avec autant d'appareils ajoutant des lecteurs de cartes SD, les fabricants ont demandé : "Pouvez-vous utiliser cet emplacement pour autre chose que la mémoire flash ?" L'interface matérielle fournit à la fois l'alimentation et l'échange de données pour les cartes SD, il semble donc raisonnable de supposer qu'elle pourrait faire plus que simplement lire et écrire des données. Reconnaissant cette demande, la SD Association a développé l'interface de carte SDIO. En ajoutant une interface de carte SDIO à un appareil, les fabricants peuvent adapter l'appareil pour une utilisation dans un lecteur de carte SD existant.

Voici quelques-unes des fonctionnalités couvertes par la norme d'interface de carte SDIO :

Un petit appareil étonnant tirant parti de SDIO est la carte Eye-Fi . Fondée en 2005, Eye-Fi, Inc. dispose d'une technologie en instance de brevet qui peut transformer la fente pour carte SD de votre appareil photo en un portail pour télécharger des photos directement sur le Web . La carte Eye-Fi comprend une radio Wi-Fi et un logiciel conçu pour se connecter à un réseau Wi-Fi, puis utiliser cette connexion pour télécharger des photos sur votre ordinateur ou un site Web de partage de photos comme Flickr ou Facebook . Les cartes Eye-Fi vont de 49,99 $ à 99,99 $.

En bref, l'avenir des cartes SD s'annonce prometteur grâce à l'adoption généralisée des normes SD et aux améliorations et extensions continues de ces normes. De plus, le coût des cartes SD semble être plus raisonnable dans le temps, la concurrence des marques contrôlant les prix. Pour plus d'informations sur les cartes mémoire Secure Digital, connectez-vous à la page suivante.

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