Miniaturní paměťová média mají budoucnost

Paměťová média pro mobilní zařízení jsou jedním z kapacitně nejrychleji rostoucích typů pamětí vůbec. To, co p


Paměťová média pro mobilní zařízení jsou jedním z kapacitně nejrychleji
rostoucích typů pamětí vůbec. To, co před rokem byla naprostá technologická
špička, je dnes v podstatě nepoužitelný krám. Obrovskou měrou k tomu přispívají
výrobci digitálních fotoaparátů, neboť neustále zvyšují nejen rozlišení
snímacích prvků svých přístrojů, ale také redukují kompresi, což samozřejmě
ovlivňuje jak výslednou velikost grafického souboru, tak i kvalitu fotografie.
Kromě digitálních fotoaparátů se tato paměťová média používají ve velké míře
také v osobních digitálních asistentech (PDA), kde je nyní možné zpracovávat
neustále větší a větší texty, tabulky i databáze. A konečně nesmíme zapomenout
ani na notebooky, kde mohou vhodná média nahradit diskety a případně také
skutečné zálohování.
Na trhu paměťových médií se střetávají zvyšující se kapacita karet na
elektronickém principu se snižujícími se rozměry diskových modulů. Nebude
dlouho trvat a bude snadné koupit si pevný disk o velikosti poštovní známky,
stejně jako elektronickou paměťovou kartu s kapacitou několika stovek MB. Přes
rozdílné výrobky se v tomto tržním segmentu ve skutečnosti používá pouze
několik základních technologií pro ukládání dat. Pojďme se tedy podívat, co se
dnes na trhu nabízí a hlavně jaké jsou principy jednotlivých médií pro ukládání
dat.
Karty SRAM
Mezi paměťmi ve formátu PC karet začneme pohledem na karty SRAM. Paměťové karty
s pamětí typu SRAM (statická RAM) nutně vyžadují pro uchovávání dat vnější
napájení. Tím se liší od paměťových modulů používaných jako operační paměť,
které jsou typu DRAM (dynamická RAM), a vyžadují tedy pro udržení dat navíc
neustálé obnovování obsahu paměti. Napájení se nejčastěji realizuje
prostřednictvím knoflíkové lithiové baterie, která mívá životnost 2 až 3 roky.
Předností paměti SRAM je velmi krátká přístupová doba a především pak rychlá
odezva nejen při čtení, ale též při zápisu. Zpoždění při náhodném čtení je
nejvíce 200 ns, zatímco při sekvenčním čtení není tato doba delší než 10
[mikro]s. Další výhodou je logická struktura karty, která je shodná se
strukturami DOSu. Tím se velmi usnadňuje připojení karty do různých systémů
paměťové karty SRAM se dají používat jak v počítačích s Windows 95/98, tak v
zařízeních PDA s Windows CE a též v mnoha jiných přístrojích, např. v
průmyslových aplikacích.
Po připojení do hostitelského systému a inicializaci karty se paměť hlásí jako
další logický disk. Je na něm možné využívat obvyklých souborových funkcí jako
na jakémkoliv jiném zařízení. Vzhledem k rychlosti přístupu by se zdálo, že
karty SRAM je možné použít také k rozšířené operační paměti. Bohužel, vlivem
tlaku výrobců paměťových modulů DRAM se tato funkce ve specifikaci PCMCIA
Release 2 a 2.1 (která je v současnosti nejvyužívanější) už nevyskytuje.
PC karty s pamětí SRAM se vyrábějí v kapacitách do 6 MB. Jsou pouze typu I a
mají na sobě přepínač pro zakázání možnosti zápisu.
Lineární Flash paměť
Dalším typem paměti, jež je základem mnoha dalších paměťových karet, je
lineární flash paměť. Flash paměť nevyžaduje pro udržení dat vnější napájení a
data si uchovává i po vyjmutí z hostitelského systému. Rychlost je při čtení z
flash paměti podobná rychlosti pamětí SRAM, avšak zápis je mnohem pomalejší.
Čistá lineární flash paměť nemá vnitřní strukturu kompatibilní s běžnými
operačními systémy, a proto je třeba používat konverzní program pro čtení,
zápis i mazání jednotlivých paměťových bloků. Naneštěstí je takových
konverzních programů několik, navíc spolu nejsou vzájemně kompatibilní. To,
spolu s malou podporou lineárních flash pamětí ve Windows 95/98, do značné míry
omezuje možnost použití takovýchto paměťových karet. Jejich nejčastější doménou
jsou proto různá speciální, např. medicínská zařízení. PCMCIA paměti flash jsou
dostupné v kapacitách do 24 MB.
Flash příbuzní
Speciální miniaturní variantou lineárních flash pamětí jsou karty Miniature
Card podle specifikace firmy Intel. Miniature Card mají rozměry 39 x 35 x 3,5
mm.
Nabízejí kapacitu až 64 MB a používají se například v digitálních diktafonech
Olympus. Tam je přesně využita snadnost lineárního přístupu k paměti flash s
minimem lokálních změn.
Další podobnou variantou miniaturní flash paměti jsou karty MultimediaCard,
určené zejména pro kapesní přehrávače MP3. MultiMediaCard má pouze sériové
rozhraní se 7 piny, což umožnilo opět radikálně snížit rozměry celého
paměťového média. Jeho velikost teď činí 32 x 24 x 1,4 mm a hmotnost jen 1,5
gramu. Výkony karet nejsou nijak omračující, avšak svůj úkol plní bezezbytku.
Maximální rychlost při zápisu dosahuje 200 KB/s, při čtení se lze dostat až na
2 MB/s (uvědomte si, že je to stále ještě lineární flash paměť).
Dnes jsou na trhu přístroje do 8 MB, zanedlouho nás čeká až 32 MB a do konce
letošního roku nebo začátkem roku 2000 přijdou na trh také MultiMedia Cards s
kapacitou až 64 MB.
Když se k paměti flash přidá řadič ATA spolu s rozsáhlou elektronikou
zajišťující inteligentní zápis, vznikne zřejmě nejpraktičtější derivát flash
pamětí, tedy flash disk ATA. Jeho výhody vycházejí ze spojení flash paměti s
kompatibilitu zajišťujícím řadičem. Tedy udržení uložených dat i bez vnějšího
napájení a kompatibilita s různými operačními systémy zajištěná integrovaným
ATA řadičem. Díky němu se karta po inicializaci hlásí jako další disk, a to
nejen ve Windows 95/98, ale také v PDA s Windows CE, v digitálních
fotoaparátech a dalších zařízeních.
Řadič však neobsahuje pouze rozhraní pro operační systémy, ale také systém
dynamické správy a indexace paměťových míst AIMS. Ten se stará o rovnoměrné
využívání prostoru na médiu, neboť počet zápisů do jedné buňky paměti je
omezen. Mimoto zajišťuje také přemapování vadných buněk do bezproblémových
oblastí karty.
Paměťové karty ATA flash v sobě zahrnují nejlepší vlastnosti flash pamětí
(nízký příkon, vysokou odolnost proti pádu v aktivním i neaktivním režimu i
krátkou přístupovou dobu) a PCMCIA pevných disků (snadné připojení
prostřednictvím ATA rozhraní).
Flash disky PCMCIA se dodávají jak v provedení karet typu II s kapacitami do
150 MB, tak v provedení typu III s kapacitou až 300 MB.
CompactFlash
Miniaturní variantou flash disků jsou karty CompactFlash. Ty mají rozměry 43 x
36 x 3,3 mm, nicméně vnitřně plně odpovídají flash ATA diskům. Pro připojení k
hostitelskému systému obsahují řadič ATA, takže jsou plně kompatibilní. Vnitřně
zajišťuje konzistenci dat technologie AIMS zaručující, že špatné bloky paměti
budou přesunuty na bezproblémová místa. Mimoto se AIMS stará o rovnoměrné
využívání prostoru flash paměti.
Problém je stále stejný počet zápisů do jednotlivých buněk je omezen. Navíc
nesekvenční zápis stejně jako čtení nezaručuje dostatečnou rychlost přístupu. A
právě o řízení všech těchto pochodů se stará AIMS. Vlivem složitosti
technologie byly původně karty CompactFlash výrazně dražší něž konkurenční
paměťové karty, avšak dnes je situace díky objemům výroby poměrně vyrovnaná.
Karty CompactFlash našly použití především v digitálních fotoaparátech a pak
též v PDA Psion Series 5. S pomocí jednoduché, pouze mechanické redukce je však
lze použít též v zařízeních se slotem na PC karty. Tedy v noteboocích s Windows
95/98 a v mnoha PDA s Windows CE.
Karty CompactFlash se dnes dodávají v kapacitách do 128 MB, do konce roku
bychom se měli dočkat také kapacity 160 MB. Propracovaná kompatibilita
zaručuje, že i tyto karty je možné použít v každém zařízení s podporou
CompactFlash. To znamená, že například digitální fotoaparáty mohou uložit až
150 snímků ve vysoké kvalitě na jednu kartu. Samozřejmě, že se takové parametry
projevují v oblíbenosti digitálních fotoaparátů a samotných CompactFlash karet.
Mimo paměťových karet s tloušťkou 3,3 mm jsou k dispozici též karty standardu
CF+ type II umožňující mimo funkce paměťového média také další varianty
použití, zejména jako komunikační zařízení, modemy a podobně. Ty se zřejmě
stanou příští rok šlágrem na poli PDA, kde nejspíš vytlačí PC karty typu II se
stejnými funkcemi.
O tom, jak jsou karty CompactFlash celosvětově úspěšné, svědčí to, že si je za
paměťové médium zvolili výrobci celkem 97 digitálních fotoaparátů a kamer, 61
osobních digitálních asistentů (PDA) a více než 40 dalších zařízení. Z
nejznámějších lze jmenovat kompletní výrobní program fotoaparátů Kodak, PDA HP
včetně Jornady, stejně jako řadu Cassiopeia firmy Casio. Z technických
parametrů karet CompactFlash lze jmenovat přenosovou rychlost při čtení kolem
3,5 MB/s, která však při zápisu klesá maximálně na 600 KB/s. Střední doba mezi
chybami je vyčíslena na 200 000 hodin, avšak médium odolává šokům do 1 000 G v
operačním i neoperačním stavu.
SmartMedia Card
Přímým konkurentem karet CompactFlash jsou miniaturní kartičky SmartMedia, tedy
SSFDC. Ve své podstatě to jsou lineární flash paměti o rozměrech 45 x 37 x 0,8
mm. Díky absenci integrovaného řadiče mohou být menší než odpovídající paměti
typu CF, zároveň si však zachovávají veškerou odolnost, stejně jako nízkou
spotřebu pamětí flash.
Jednoznačným polem pro používání karet SmartMedia je digitální fotografie. Jako
první tyto karty prosadil jeden z lídrů této technologie, firma Olympus. V
minulých letech mechanikami na SmartMedia karty začala vybavovat veškeré své
digitální fotoaparáty a postupně se k ní přidaly také další firmy jako Nikon či
Agfa.
V přímém porovnání na trhu kompaktních paměťových modulů pro digitální
fotoaparáty však na tom karty SmartMedia nebyly v roce 1997, kdy se začaly
dodávat, vůbec dobře zaujímaly asi 20 % trhu, zatímco pro CompactFlash to bylo
asi 58 %. V dnešní době se jejich podíl oproti kartám CompactFlash dostal na
hodnotu asi 1:4 a dále se bude podle analýzy IDC snižovat.
Navíc od technologie SmartMedia začínají odcházet její původní zastánci, mezi
které můžeme počítat např. Agfu s jejími digitálními fotoaparáty. Dokonce i
Olympus uvedl počátkem tohoto roku zřejmě poslední model pouze se slotem na
karty SmartMedia (C-2000). Jeho další fotoaparát (C-2500) už bude vybaven nejen
slotem na SmartMedia, ale též slotem na karty CompactFlash. To všechno se
zřejmě podepíše na postupném vytlačování technologie SmartMedia z trhu
paměťových karet.
Jedním z důvodů, který významně přispěl k uvedeným problémům, byla právě
absence řadiče ATA.
Bez něj mohou karty Smart Media pracovat pouze v takovém zařízení, které je
svým firmwarem dokáže obsloužit. Když například fotoaparát podporuje pouze
karty do kapacity 8 MB (Olympus C-1400), nedokáže jednoduše přejít na kapacitu
vyšší.
Jediným možným řešením, které však dodavatel fotoaparátů Olympus na český trh
nabízí až nyní, je upgrade firmwaru digitálního fotoaparátu. Vzhledem k tomu,
že na kartu s kapacitou 8 MB se vejde jen několik málo snímků v nejvyšší
kvalitě, je to pro uživatele starších modelů digitálních fotoaparátů Olympus
určitě vítaná zpráva. Karty Smart-Media jsou dnes na trhu s maximální kapacitou
64 MB.
Na karty existují samozřejmě i adaptéry pro další platformy. Pro PC je k
dispozici Flash Path, což je převodník svým tvarem odpovídající 3,5" disketě.
Stejně jako disketa se zasouvá do příslušné mechaniky v počítači. Po
nainstalování ovladače do Windows 95/98 a dnes už i NT se v mechanice A:
zpřístupní obsah karty SmartMedia.
Pro platformy vybavené slotem pro PC karty je na trhu dostupný adaptér, jenž se
zasune do slotu PCMCIA a do něho se vloží příslušná karta. Oba dva adaptéry
jsou však limitovány maximální kapacitou karty, kterou jsou schopny zvládnout.
Proto je při používání velkoobjemových karet velmi důležité ověřit schopnosti
adaptéru ještě před jeho nákupem.
Pevné disky
V PCMCIA formátu jsou dnes dodávány také pevné disky. V miniaturní krabičce se
nachází veškerá mechanika a elektronika potřebná pro funkci disku. Zvenku je k
dispozici standardní rozhraní ATA na platformě PC karet, uvnitř pak pracuje
AIMS. Pevné disky mají implementováno inteligentní řízení spotřeby, což
prodlužuje životnost baterií hostitelského systému.
Výhody pevného disku vycházejí z jeho podstaty vysoká přenosová rychlost při
čtení i zápisu, nízká přístupová doba, poměrně dobrá odolnost proti nárazu.
Pevné disky formátu PC karet jsou k dispozici od 260 MB v PCMCIA typu II až po
1 GB v PCMCIA typu III. Takový disk obsahuje dokonce dvě miniaturní plotničky o
průměru 1,8 palce! Vzhledem k rozhraní je tento disk použitelný jen v systémech
s PCMCIA slotem typu III, v typu II (většina PDA s Windows CE) se může být
použita jen kapacita 260 MB.
Microdrive
Další miniaturizace na tomto poli přivedla na svět IBM Microdrive. Opět se
jedná o pevný disk, tentokrát však už o rozměrech pouhých 43 x 36 x 5 mm. Svým
rozhraním je určen pro sloty CompactFlash typu II, tedy s dvojnásobnou výškou.
Microdrive v sobě zahrnuje nejnovější technologie z dílny IBM, tedy
magnetorezistetní hlavy GMR, TrueTrack servo či Enhanced Adaptive Battery Life
Extender pro delší výdrž napájení hostitelského systému.
Disky Microdrive se dodávají v kapacitách 170 a 340 MB, což je obzvlášť při
pohledu na kotouček disku o průměru jen 2,5 cm obdivuhodné. Přestože není
příslušný slot na CF karty této tloušťky zatím příliš implementován do
digitální techniky, už dnes se objevují první zařízení, ve kterých lze
Microdrive používat. Jedním z nich je digitální fotoaparát Canon PowerShot
Pro70.
Pro hostitelské systémy se disk chová zcela transparentně jako paměťové médium
s rozhraním ATA. Proto není třeba firmware přístrojů upravovat, snad jen
zajistit, aby byly schopny s takovou kapacitou pracovat.
Disk se uvnitř otáčí rychlostí 4 500 ot./min, což zajišťuje spolu s rychlým
servem průměrnou dobu vystavení 15 ms a běžnou přenosovou rychlost 3 MB/s.
Plynulost zápisu i čtení zajišťuje navíc 128 KB vyrovnávací paměti, z níž je
však 32 KB použito pro mikrokód. Microdrive odolává nárazům do 150 G v provozu
a do 1 000 G mimo provoz.
Clik!
Společnost Iomega nedávno po mnoha slibech konečně uvolnila na trh svou vizi
zařízení pro ukládání dat u mobilní digitální elektroniky. Mělo by se jím stát
zařízení Clik!.
Clik! jsou malé disky kapotované do obalu o rozměrech 55 x 50 x 2 mm s
hmotností 10 gramů. Uvnitř plastové obálky je plastový magnetický kotouček
podobný tomu, který se ukrývá v disketách, stejně jako v ZIP discích. Celé toto
miniaturní zařízení disponuje kapacitou 40 MB. Původním záměrem společnosti
Iomega byla kapacita jen 10 MB, ale během dlouhé cesty od vývoje až po uvedení
výrobku na trh se změnily podmínky natolik, že v obchodech se zákazníci setkali
rovnou s kapacitou 40 MB.
Iomega nabízí mechaniku na tyto disky určenou jednak pro digitální kamery a
jednak řadu jiných mechanik pro použití spolu se stávajícím digitálním
fotoaparátem. Snadno tak lze přenášet snímky mezi kartami Compact Flash (do 40
MB), SmartMedia (do 16 MB) a disky Clik!, stejně jako z disku Clik! do PC
prostřednictvím rozhraní paralelního portu. Bude velmi zajímavé sledovat, jak
se firma, která svými ZIPy smetla veškerou konkurenci z trhu, vyrovná s tak
konkurenčním a do jisté míry i zaběhnutým oborem, jakým jsou právě média pro
digitální techniku.
Memory Stick
Jedním z proprietárních paměťových médií je lineární flash Memory Stick firmy
Sony. Tato podle názvu tyčka svým vzhledem a rozměry (21,5 x 50 x 2,8 mm)
připomíná spíše plátek žvýkačky. Sony se snaží udělat z ní všeobecně uznávané
paměťové médium pro spotřební elektroniku, které by mělo být plně kompatibilní
s veškerou příslušnou elektronikou Sony.
Dnes jsou na trhu sticky s kapacitou 4, 8 a 16 MB, do konce roku firma Sony
slíbila také kapacity 32 a 64 MB. Přenosová rychlost při čtení ze sticku je
téměř 2,5 MB/s, zatímco rychlost zápisu se dostává pro flash paměť na velmi
slušných 1,5 MB/s. Připojení je opět vlastním sériovým rozhraním s 10
konektory, hmotnost činí 4 gramy. Samozřejmě už se dodává také redukce pro
PCMCIA rozhraní, stejně jako redukce disketová.
Oblast použití je dnes zejména v segmentu digitálních fotoaparátů, v budoucnu
se však počítá s rozšířením i do dalších typů výrobků.
Mezi spíše zajímavá, než reálně použitelná média a zařízení pro ukládání dat
lze přidat i Smart Cards (chytré karty), které dnes nacházejí uplatnění zejména
v bankovním sektoru.
9 2429 / ija









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.