解读TF存储卡

一、TF简史

TF卡的故事,要从20年前谈起……

2000年1月,松下+闪迪+东芝成立SD协会(SD Association,简称SDA),专注于制定并推广SD存储卡的产业标准。二十年后的今天,SDA企业会员已发展至800多家,SD标准被广泛应用于各种电子产品,SD卡(含TF)更成为存储卡市场的绝对主流。据不完全统计,截至2019年,SD卡(含TF)历史累积销量已达50亿张!

尽管从形态上,2000年发布的SD卡与2005年发布的microSD卡沿用至今,但它们内在的技术规格,却从未停止进化。截至2019年,SD标准规范已更新至V7.10版本,下面就来简单回顾。

从microSD规格解读,谈主流TF存储卡选购!

2000年(V1.01):SD卡横空出世,初始版本总线带宽为12.5MB/s,文件系统为FAT12/16,容量上限为2GB。

2004年(V1.10):推出高速总线,带宽翻倍至25MB/s。

2005年(V1.20):microSD卡魔童降世,身材更苗条,生态更广阔。

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2006年(V2.00):推出SDHC标准,文件系统更新为FAT32,容量上限提升至32GB,并首次发布速度等级标识(Class 2、Class 4、Class 6)。

2009年(V3.00):推出SDXC标准,文件系统更新为exFAT,容量上限提升至2TB,并拓展速度等级至Class 10。

2010年(V3.01):推出UHS-I总线,带宽飙升至104MB/s,并发布UHS速度等级标识U1。

2011年(V4.00):推出UHS-II总线,带宽提升两倍至312MB/s。

2013年(V4.20):拓展UHS速度等级至U3。

2016年(V5.00):发布视频速度等级标识(V6、V10、V30、V60、V90)。

2016年(V5.10):发布应用效能等级标识A1,关注随机读写性能。

2017年(V6.00):推出UHS-III总线,带宽翻倍至624MB/s,并拓展应用效能等级至A2,还发布低电压信号标识LV(然而并未推广)。

2018年(V7.00):推出SDUC标准,容量上限提升至128TB,同时推出吊炸天的SD Express总线,带宽提升至985MB/s。

2019年(V7.10):microSD卡引入SD Express总线。

2020年(?)拭目以待……

二十年来,SDA让SD卡身材越来越小、容量越来越大、速度越来越快、规格标识越来越透明。

本文主讲microSD卡,其中部分内容也适用于标准SD卡,下面就从规格标识谈起。

二、TF规格标识

市面上常见的TF卡如下图所示,通常卡面印有一堆神秘标识,即TF卡的规格标识

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▼容量标识(Capacity)

纯属兼容性标识,消费者无需太过纠结。因为目前主流TF终端基本都是SDXC,而市售TF卡基本是SDXC与SDHC,容量冲顶1TB。

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如果将来SDUC卡(容量大于2TB)发布,别着急剁手,先确认手头的终端能否支持SDUC再说。

▼总线带宽标识(Bus Speed)

属于兼容性标识,直接影响传输速度上限,并侧面反映存储卡的档次。有点类似USB2.0、USB3.0与USB3.1的存在,其物理接口(针脚)也不尽相同。

从microSD规格解读,谈主流TF存储卡选购!

  • UHS-I:前TF的主流总线+主流接口,理论带宽为104MB/s,绝大多数TF终端与TF卡都采用此标准。

  • UHS-II:第二代UHS,采用全新接口(向下兼容UHS-I),理论带宽156MB/s(全双工)或312MB/s(半双工),少数专业SD终端与高端TF卡才(有可能)采用此标准。

  • UHS-III:第三代UHS,沿用二代接口(向下兼容UHS-I与UHS-II),理论带宽624MB/s,目前暂无相关终端与存储卡。

  • SD Express:次世代标准,采用全新接口(仅向下兼容UHS-I),理论带宽985MB/s,比第三代UHS更具前瞻性,同样暂无相关终端与存储卡。

需要说明的是,总线带宽≠传输速度,总线只影响传输速度的上限,而实际的传输速度由终端与存储卡综合决定。

▼速度等级标识(Speed Class)

纯属性能标识,代表持续稳定的最低写入速度(即视频文件最低写入速度),一定程度上反映存储卡的档次。SDA前后推出过三套速度等级标准,但是三者居然并行,略显多余。

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  • 速度等级:最原始标准,仅更新到Class 10,与现实严重脱节。

  • UHS速度等级:第二版标准,只有U1与U3两个等级,显然不够用,已逐渐被第三版取代。

  • 视频速度等级:第三版标准,直接冠以视频之名,等级从V6到V90,看起来更直觉,目前的主流标识。

需要说明的是,视频速度等级与总线带宽有一定关联,UHS-I仅支持V6到V30,UHS-II与UHS-III才支持V60到V90。因此,某些标称写入速度达90MB/s的高速卡,却低调的标识V30,不是因为自卑,仅仅因为总线带宽是UHS-I,就这么神奇。

需要补充的是,速度等级≠写入速度,速度等级仅代表特定场景下的写入速度下限,而实际的写入速度因设备与场景千差万别,通常情况下要普遍高于速度等级。例如标称写入速度90MB/s的存储卡,基本上速度等级都标V30。

▼应用效能等级标识(Application Performance Class)

纯属性能标识,代表随机读取与随机写入的最低速度,以IOPS来度量,即每秒可执行4KB读取或写入的指令数量。

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  • A1:即1级,随机读取最低速度为1500IOPS,随机写入最低速度为500IOPS。

  • A2:即2级,随机读取最低速度为4000IOPS,随机写入最低速度为2000IOPS。

  • 略显多余的是,A1与A2同时也代表V10(持续稳定最低写入速度10MB/s),这导致速度等级重复标识的尴尬。

有意思的是,应用效能等级原本为安卓而生,但在A2等级发布之时,谷歌已不再建议将App安装到扩展TF卡,TF卡仅用于存储数据。所以……应用效能等级只是个摆设?也不尽然,随机读写性能对数据处理还是有一定影响,只是影响力相对速度等级较弱而已。

▼高耐用标识(Endurance)

并非SDA官方标识,而是存储卡厂商对TF产品的细分,标识Endurance的存储卡代表高耐用,支持长时间不间断的持续写入,适用于安防、监控或行车记录等场景,坊间俗称“行车记录仪专用TF卡”。

与常规TF卡相比,高耐用TF卡更注重写入寿命与可靠性,而在写入速度上有所妥协。切勿贪便宜在高耐用场景选择常规TF卡,它们远不如专用TF卡耐操,最终在使用寿命上得不偿失。

▼举个栗子吧!

理论课就上到这里,下面以雷克沙的中端TF卡为例,看看卡面标识都代表啥。

从microSD规格解读,谈主流TF存储卡选购!

  • 容量没啥好说的,256GB对应SDXC标准;

  • 总线UHS-I,理论带宽为104MB/s,即读取或写入速度不会超过这个值;

  • 三套速度等级齐全,C10+U3+V30,表示持续稳定最低写入速度30MB/s;

  • 应用效能A2等级,表示随机读/写最低IOPS为4000/2000,还不错;

  • 667x为雷克沙特有标识(非SDA规范),代表标称读取速度近似值,侧面反映存储卡档次,667x即150KB/s*667=97.7MB/s,实际官方标称读取速度为100MB/s。

三、TF四大家族

下面选取TF市场的热门品牌,结合各品牌官网资料与主流电商自营渠道的数据,梳理出TF相关产品线如下。括弧,所有图例均选取各款TF卡的最高容量。

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上面三类为常规TF卡,涵盖旗舰、高端与中端,这里不谈低端卡,最下面一类为高耐用TF卡,挂勋章的为性价比甜点。

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