SDカードとは
Nov 28, 2022| SDカードとは
SDカード は、デジタル カメラ、携帯電話、ハンドヘルド コンピュータなどのポータブル デバイスで使用されるフラッシュ メモリ カードの一種です。 SD カードにはさまざまなサイズがあり、標準、ミニ、マイクロの 3 つの異なる形式があります。
SD カードのフォーマットは、2001 年にサンディスクによって最初に開発されました。オリジナルの SD カードの記憶容量は 128 メガバイトでした。 現在、最大 2 テラバイトの記憶容量を持つ SD カードが利用可能です。
セキュア デジタル (SD) カードは、デジタル カメラ、携帯音楽プレーヤー、その他の小型デバイスで使用されるフラッシュ メモリ ストレージの一種です。 サイズは切手ほどで、1 GB から 32 GB までのいくつかの異なるサイズがあります。 SD カードは、デジタル カメラなどのホスト デバイスとのインターフェイスを可能にし、データの読み取りと書き込みを可能にする特殊なコントローラー チップを使用します。
SD カード上のコントローラ チップは、カード上のストレージ領域の割り当てと管理を担当します。 また、ホスト デバイスとフラッシュ メモリ間のデータ フローも管理します。 SD カードがホスト デバイスに挿入されると、コントローラー チップが初期化され、カードのオペレーティング システム ソフトウェアがロードされます。 OS ソフトウェアは、ファイルの読み取り、書き込み、削除、移動などのファイル システム操作を処理します。
ほとんどの SD カードは、幅広いホスト デバイスと互換性のある FAT32 ファイル システムを使用しています。 このファイル システムは、最大 4GB のサイズのファイルをサポートします。 一部の大容量 SD カードは、exFAT と呼ばれる別のファイル システムを使用しており、最大 2TB のサイズのファイルをサポートできます。
SDカードの仕組み
SD カードは、フラッシュ メモリを管理するコントローラ チップによって電力を供給されます。 コントローラーチップはフラッシュメモリーへのデータの読み書きを制御し、SDカードのエラー訂正コード(ECC)も処理します。
コントローラー チップは、標準のセキュア デジタル インターフェイス (SDI) によってホスト デバイスに接続されます。 このインターフェイスにより、ホスト デバイスはコントローラー チップと通信し、SD カード上のデータにアクセスできるようになります。
SD カードがホスト機器に挿入されると、ホスト機器は SD カードを初期化します。 この初期化プロセスには、カードのデータの整合性の検証と、使用できるようにカードをフォーマットすることが含まれます。 初期化プロセスでは、SD カードに保存されているすべてのファイルに関する情報を含むインデックス ファイルも作成されます。
初期化後、ホストデバイスはカード上の特定のセクターを読み書きすることで、SD カード上のデータにアクセスできるようになります。 ホスト デバイスは、SD カード上の個々のファイルまたはパーティション全体を消去することもできます。
最新のホスト デバイスのほとんどは、SD カードとの通信に高速 (HS) モードと超高速 (UHS) モードの両方をサポートしています。 HS モードは 1 秒あたり最大 25 メガバイトのデータ転送速度をサポートし、UHS モードは 1 秒あたり最大 104 メガバイトのデータ転送速度をサポートします。
SD カードは、誤った書き込みを防ぐためにスライド タブ システムを採用しています。 このシステムは、カードの一端にある小さなタブをスライドさせて所定の位置に物理的にロックしない限り、カードへの書き込みアクセスを防止することで機能します。 最近のホスト デバイスのほとんどには、この機能のオンとオフを切り替えるために使用できる書き込み保護スイッチが含まれています。
SD には、標準フォーマットに加えて、ミニとマイクロという 2 つの小さなフォーマットもあります。 ミニ SD カードの記憶容量は最大 2 ギガバイト、マイクロ SD カードの記憶容量は最大 128 ギガバイトです。
ミニ SD カードとマイクロ SD カードはどちらも、標準の SD カードとは異なるタイプのコネクタを使用します。 miniSD カードは USB フラッシュ ドライブで使用されるものと同様のサイズのコネクタを使用し、microSD カードは SIM カードで使用されるものと同様のサイズのコネクタを使用します。
standardSD コネクタを必要とするデバイスで mini カードまたは microSD カードを使用するには、アダプタを使用する必要があります。 アダプターは、ミニ/マイクロから標準へ、および標準からミニ/マイクロへの両方の品種で利用可能です。
SDを分割する方法
SDカードをフォーマット（初期化）すると、SDカードはいくつかのパーティションに分割されます。 通常、最初のパーティションにはカードのオペレーティング システムとユーザー データが含まれます。 追加のパーティションを使用して、写真やビデオなどのメディア ファイルを保存することもできます。
SD カードにデータを読み書きするために、ホスト デバイスはシリアル インターフェイス経由でコマンドをコントローラー チップに送信します。 次にチップはコマンドを処理し、フラッシュ メモリに転送します。 データは 512 バイトのブロック単位でフラッシュ メモリに書き込まれます。 ブロックがいっぱいになると、「消去」としてマークされ、再利用できるようになります。
SD カードには、読み取りおよび書き込み操作中のデータ破損を防ぐエラー訂正コード (ECC) が組み込まれています。 エラーが検出された場合、ECC はユーザーの介入なしで自動的にエラーを修正します。
SDカードの機能は何ですか
SDカードの内部を見てみると、'どのようにしてこのような驚くべき偉業を実行できるのかは簡単にわかります。 SD カードには、さまざまなデバイスとの互換性を維持するために、通信、データ ストレージ、電源管理という 3 つの主要な機能があります。
デバイスと通信するために、SD カードはシリアル ペリフェラル インターフェイス (SPI) を使用します。 この 4 線式インターフェイスにより、ホスト デバイスと SD カード間の通信が可能になります。 クロック ライン (CLK) はホストとカード間のデータ転送を同期するために使用され、データ ライン (DAT0-3) はデータを転送します。 チップ選択ライン (CS) は、どのデバイスが他のデバイスと通信するかを選択するために使用されます。 たとえば、マルチカード リーダーでは、各カードに独自の CS ラインがあり、リーダーがカードを区別できるようになります。
SD カードの 2 番目の機能はデータの保存です。 カードは、写真、ビデオ、音楽、ドキュメントなどのすべてのユーザー データをここに保存します。 SD カードが提供するストレージの量はモデルによって異なります。 ただし、2019 年現在、ほとんどの SD カードは少なくとも 4GB のストレージ容量を提供しています。
SD カードの 3 番目の機能は電源管理です。 これには、カードに供給される電力量の制御と、電力が供給されるタイミングの管理が含まれます。 SD カードは動作するためにホスト デバイスから電力を受け取ります。 SD カードが電力を受け取るには、アクティブとパッシブの 2 つの方法があります。 アクティブ モードは、ホストが常にカードに電力を供給しているときに発生します。 このモードは通常、大きなファイルを転送するとき、またはビデオ コンテンツをストリーミングするときに使用されます。 パッシブ モードは、カードへのデータの読み取りまたは書き込み時にのみホストが電力を供給する場合に発生します。 このモードは通常、小さいファイルを保存または取得する場合に使用されます。
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