SD卡发展25年历史

2025-08-21
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据闪德资讯获悉,可移动安全数字 (SD) 闪存卡1999年由Sandisk、东芝和松下首次推出,作为便携式电子产品(如数码相机和便携式 (MP3) 媒体播放器)使用外部端口存储或加载数据,并将物理传输到其他设备(如 PC)的一种方式。

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这三家公司还需要与当时索尼流行的Memory Stick以及奥林巴斯和富士胶片推广的xD-Picture卡竞争。

所有存储卡供应商及使用的设备都面临着存储卡市场碎片化的困境,这限制了技术发展和市场增长。

需要一个统一的标准,而这三家公司认为他们能够实现这一目标。

SD卡控制器主要由Sandisk基于现有的多媒体卡(MMC)设计开发,松下和东芝负责制定整体产品规格。

Sandisk SD卡

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SD卡尺寸小巧,仅为32 x 24 x 2.1毫米,如同邮票大小,因此比CompactFlash(42.8 x 36.4 x 3.3毫米)或SmartMedia卡更适合目标产品,而且容量也比这些替代方案更高。

初始容量范围为8MB至64MB。

三家原始供应商2000年成立了SD协会,制定SD标准,确保目标设备和SD制造商之间的兼容性。

第一个标准定义了8MB至2GB的范围,以今天的标准来看,这太小了。

目前,Sandisk Extreme PRO SDHC卡的容量范围为32GB至2TB,最高容量提升了千倍。

最初的SD卡在总线接口上的传输速率为12.5 MBps。高速模式提升至25 MBps。

同样,与后来的标准(例如v8的3.94 GBps)相比,这非常慢。

2003年推出了用于手机的较小的miniSD格式(20 x 21.5毫米),但一年后就被更小的microSD设计(15 x 11毫米)取代。

引入其他SD格式以提供更高的速度和容量:

2006年推出SDHC(安全数字高容量)存储卡,最高容量32GB

2009年推出的SDXC(安全数字扩展容量),容量高达2TB,速度高达300 MBps

2018年推出的SDUC(安全数字超大容量)最高支持128TB容量和985 MBps速度

这三种格式由于使用了UHS(超高速)总线接口,速度比SD格式更快。

更复杂的是,UHS-1、UHS-II、UHS-III和Express等多个版本,并且各个版本可能拥有各自的传输模式,并能以不同的速度运行。

SD卡必须与移动设备连接,每种类型的SD卡都有各自的连接方式,也包括与PC和笔记本电脑的连接方式。

它们拥有标准化的内部互连,1999年被称为 PCI(外围组件互连)总线。

该标准在2003年发展成为 PCIe(PCI Express)标准,第一代PCIe每通道速度约为250 MBps,而 PCI的速度为133 MBps。

第二代PCIe 2007年问世,每通道速度约为500 MBps。

PCI/PCIe标准的不断发展,意味着SD标准也必须随之发展。

主要的SD标准版本和变更如下:

2000年的v1.0

2006年v2.0,增加了SDHC

2010年推出的v3.1版本,配备SDXC和UHS-I

2013年的v4.1引入了UHS-II总线

2016年v5.0增加了特殊视频速度类型

2017年v6.0新增应用性能规范

2018年推出的v7.0版本,支持SD Express、microSD Express、SDUC、PCIe Gen 2和Gen 3以及 NVMe,速度高达985 MBps

2020年的v8.0增加了PCIe Gen 4支持,速度高达3.94 GBps,microExpress卡的最大速度翻倍至2 GBps,并支持单通道PCIe Gen 4通道

2022年推出的v9.0版本,具有安全性、电源和热管理功能

2023年推出v9.1,新增SD Express速度等级

SD产品的存在理由在于没有有线或无线电通信替代方案。

蓝牙的兴起意味着便携式设备(如数码相机或游戏机)与PC/笔记本电脑之间的短距离无线电连接,可以消除对SD卡的需求。

便携式设备与手机的融合(手机也兼具相机和媒体播放器的功能),意味着通过无线电通信进行数据传输变得更加普遍。

SD卡仍然可以扩展智能手机或数码相机的存储容量。

全新的子市场如雨后春笋般涌现,例如行车记录仪和无人机摄像头。

2023年,SD卡出货量达56亿张,其中microSD卡占比近72%,这得益于在智能手机和物联网设备(例如带摄像头的无人机)中的广泛应用。

SD卡市场规模达175亿美元,预计到2032年将达到248亿美元,复合年增长率为3.9%。 

其他预测有所不同。例如,Metastat表示,全球SD存储卡市场规模2024年达到95.2亿美元,2024 年至2031年的复合年增长率为2.5%。

PCIe 5.0和PCIe 6.0即将到来,这意味着SD卡标准需要修改才能支持它们。

目前还没有v10.0 SD卡标准,但可以肯定,SD卡制造商正在考虑这个问题。

SD卡是一项非常成功的技术,它统一了原本分散的存储卡市场,并推动了技术的持续发展,带来了更大的容量和更高的速度。这使得SD卡能够跟上例如数码相机分辨率(以及随之而来的图像尺寸)的提升。

Sandisk高级技术专家Yosi Pinto是首个SD卡标准的制定者。

未来趋势和增长

microSD的未来一片光明,新兴技术将进一步推动创新和普及。

新的重点包括:

人工智能和边缘计算: microSD存储卡为边缘人工智能设备提供必要的存储空间,支持快速访问内存进行本地数据处理,并减少对云连接的依赖。

物联网设备: microSD存储卡体积小巧、功耗低,非常适合物联网应用,因为可靠的存储对于传感器数据和设备日志至关重要。

扩展现实 (XR) 设备: microSD Express支持高分辨率XR内容的无缝流式传输和渲染,提供身临其境且响应迅速的体验。

汽车:随着汽车系统日益复杂,microSD存储卡在数据记录、导航系统和娱乐系统中发挥着至关重要的作用。

半嵌入式存储:由于采用类似SSD的协议(PCIe/NVMe)且占用空间极小,这种小型设备可以取代现有的内部主存储设备(例如 M.2)或焊接式存储(UFS或NVMe-BGA),从而实现更小/更薄的产品,以及/或者在更换焊接式存储的情况下,将其用作便捷的可更换存储。

符合新近通过的“维修权”规定。

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