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tarjeta SD

La tarjeta SD es un formato de tarjeta de memoria flash no volátil y propietario desarrollado por la SD Association (SDA). Existen tres formatos físicos: la SD de tamaño complet...

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La tarjeta SD es un formato de tarjeta de memoria flash no volátil y propietario desarrollado por la SD Association (SDA). Existen tres formatos físicos: la SD de tamaño completo, la miniSD (ahora obsoleta) y la microSD (la más pequeña ). Gracias a su tamaño compacto, las tarjetas SD se han adoptado ampliamente en una variedad de dispositivos electrónicos portátiles, como cámaras digitales , videocámaras , consolas de videojuegos , teléfonos móviles, cámaras de acción y drones con cámara. [ 1 ] [ 2 ]

El formato fue presentado en agosto de 1999 como Secure Digital por SanDisk , Panasonic (entonces conocida como Matsushita) y Kioxia (entonces parte de Toshiba ). Fue diseñado como sucesor del formato MultiMediaCard (MMC), introduciendo varias mejoras, incluyendo una función de gestión de derechos digitales (DRM), una carcasa física más resistente y un interruptor mecánico de protección contra escritura. Estas mejoras, junto con un sólido respaldo de la industria, contribuyeron a su amplia adopción.

Para gestionar las licencias y los derechos de propiedad intelectual, las empresas fundadoras crearon SD-3C, LLC. En enero de 2000, también constituyeron la SD Association, una organización sin ánimo de lucro responsable del desarrollo de las especificaciones SD y la promoción del formato. [ 3 ] En 2023, la SDA contaba con aproximadamente 1000 empresas miembro. La asociación utiliza logotipos registrados propiedad de SD-3C para garantizar el cumplimiento de las normas oficiales e indicar la compatibilidad de los productos. [ 4 ]

Historia

Orígenes y estandarización

En 1994, SanDisk presentó el formato CompactFlash (CF), uno de los primeros tipos de tarjetas de memoria flash exitosas. [ 5 ] CF superó a varios formatos iniciales de la competencia, incluyendo Miniature Card y SmartMedia . Sin embargo, a finales de la década de 1990 se produjo una proliferación de formatos propietarios como Memory Stick de Sony y xD-Picture Card de Olympus y Fujifilm , lo que resultó en un mercado de tarjetas de memoria fragmentado. [ 5 ]

Para abordar estos desafíos, SanDisk se asoció con Siemens y Nokia en 1996 para desarrollar una nueva tarjeta de memoria del tamaño de un sello postal llamada MultiMediaCard (MMC). Si bien era técnicamente innovadora, la adopción de MMC fue lenta, e incluso Nokia tardó en integrar su compatibilidad en sus dispositivos móviles. [ 5 ]

En 1999, Panasonic (entonces conocida como Matsushita) y Kioxia (entonces parte de Toshiba ) contactaron a SanDisk para desarrollar un nuevo formato como sucesor de segunda generación de MMC. [ 6 ] El objetivo era crear una tarjeta de memoria portátil de alto rendimiento con funciones de seguridad integradas y mayor interoperabilidad. Preocupadas por perder cuota de mercado frente a la Memory Stick propietaria de Sony, Toshiba y Panasonic vieron en la colaboración una oportunidad para establecer un estándar abierto y respaldado por la industria. [ 5 ] [ 7 ]

Panasonic y Toshiba, que habían colaborado previamente en el Super Density Disc (un precursor del DVD ), reutilizaron su logotipo estilizado "SD" para el formato de tarjeta Secure Digital (SD). [ 8 ] Anticipándose al crecimiento de los reproductores de MP3, también abogaron por el soporte de gestión de derechos digitales (DRM) para tranquilizar a los editores de contenido preocupados por la piratería. [ 5 ] [ 9 ] El sistema DRM adoptado — Protección de Contenido para Medios Grabables (CPRM) — se había desarrollado anteriormente en colaboración con IBM e Intel y cumplía con el estándar Secure Digital Music Initiative . [ 10 ] Aunque a menudo se cita como un factor en el amplio apoyo de la industria al formato, CPRM rara vez se implementó en la práctica. [ 11 ] [ 12 ] Las tarjetas SD también contaban con un interruptor mecánico de protección contra escritura, y las primeras ranuras SD mantenían la retrocompatibilidad con las tarjetas MMC. [ 13 ] A principios del año 2000, las primeras tarjetas SD comerciales ofrecían Se lanzaron versiones con 8 MB de almacenamiento, seguidas poco después por versiones de mayor capacidad. [ 14 ] En agosto de 2000,Las tarjetas de 64  MB se vendían por aproximadamente US$200 (equivalente a US$374 en 2025) . [ 15 ] Según SanDisk, la adopción por parte de los consumidores se aceleró gracias al compromiso de Toshiba y Panasonic de lanzar dispositivos compatibles en paralelo con las tarjetas. [ 5 ]

To support standardization and interoperability, SanDisk, Toshiba, and Panasonic announced the creation of the SD Association (SDA) at the January 2000 Consumer Electronics Show (CES). Headquartered in San Ramon, California, the SDA initially included 30 member companies and has since grown to encompass around 800 organizations worldwide.[16]

Smaller formats

This microSDHC card holds 8 billion bytes. Beneath it is a section of a magnetic-core memory (used until the 1970s) that holds eight bytes using 64 cores. The card covers approximately 20 bits (2+1⁄2 bytes).

At the March 2003 CeBIT trade show, SanDisk introduced and demonstrated the miniSD card format.[17] The SD Association (SDA) adopted miniSD later that year as a small-form-factor extension to the SD card standard, intended primarily for use in mobile phones. However, the format was largely phased out by 2008 following the introduction of the even smaller microSD card.[18]

The microSD format was introduced by SanDisk at CeBIT in 2004, initially under the name T-Flash, later rebranded as TransFlash or TF.[19][20] In 2005, the SDA adopted the format under the official name microSD, though the TransFlash name remains in common use as a generic term for microSD cards.[21][22][23] A passive adapter allows microSD cards to be used in standard SD card slots, maintaining backward compatibility across devices.

Increasing storage density

Back side of a microSD card, showing its eight electrical contacts

The storage capacity of SD cards increased steadily throughout the 2010s, driven by advances in NAND flash manufacturing and interface speeds. In January 2009, the SDA introduced the Secure Digital eXtended Capacity (SDXC) format, supporting up to 2 TB of storage and transfer speeds up to 300 MB/s.[24] SDXC cards are formatted with the exFAT file system by default.[25]

The first SDXC cards appeared in 2010, with early models offering capacities of 32 to 64 GB and read/write speeds of several hundred megabits per second.[26] Consumer adoption accelerated as digital cameras, smartphones, and card readers gained SDXC compatibility.

By 2011, manufacturers offered SDXC cards in Capacidades de 64 y 128  GB , con algunos modelos compatibles con UHS Speed ​​Class 10 y superiores. [ 27 ] En los años siguientes, se alcanzaron hitos de capacidad a intervalos regulares:256  GB en 2013,512  GB en 2014,1  TB en 2019, y2  TB en 2022. [ 28 ] [ 29 ]

La especificación Secure Digital Ultra Capacity (SDUC), anunciada en 2018, amplió la capacidad máxima a128  TB y velocidades de transferencia teóricas aumentadas a985 MB/s  . [ 30 ] En 2024, Western Digital anunció el primeroTarjeta SDUC de 4  TB , cuyo lanzamiento comercial está previsto para 2025. [ 31 ]

Estándares de capacidad

Existen cuatro estándares de capacidad SD definidos: Capacidad Estándar (SDSC), Alta Capacidad (SDHC), Capacidad Extendida (SDXC) y Ultra Capacidad (SDUC). Además de especificar los límites máximos de almacenamiento, estos estándares también definen los sistemas de archivos preferidos para formatear las tarjetas. [ 25 ] [ 32 ] [ 33 ]

SD (SDSC)

La tarjeta Secure Digital ( SD ) original se presentó en 1999 como sucesora del formato MMC. Posteriormente se le aplicó el nombre SD Standard Capacity ( SDSC ) para distinguirla de las variantes más recientes. Si bien se basa en la misma interfaz eléctrica que MMC, el formato SD introdujo varias mejoras destinadas a optimizar la usabilidad, la durabilidad y el rendimiento.

  • Una forma asimétrica con muescas para evitar una inserción incorrecta. [ 34 ] : 27–28
  • Contactos eléctricos empotrados para proteger contra daños y contaminación.
  • Un bus de datos de cuatro líneas para transferencias más rápidas, en comparación con la única línea de datos de MMC. [ 34 ] : 17
  • Un interruptor mecánico de protección contra escritura. [ 34 ] : 27
  • Estas características se consiguieron a costa de un mayor grosor de la tarjeta: 2,1 mm (0,083 pulgadas) para las tarjetas SD estándar, en comparación con 1,4 mm (0,055 pulgadas) para las MMC. También se definió una variante Thin SD de 1,4 mm (0,055 pulgadas) , [ 34 ] pero tuvo poco uso.      

Las tarjetas SDSC admiten capacidades de hastaTienen una capacidad de 2  GB y utilizan el sistema de archivos FAT12 o FAT16 . Siguen siendo compatibles con la mayoría de los dispositivos con ranura para tarjeta SD, pero han sido reemplazadas en gran medida por formatos de mayor capacidad.

Debido a diferencias físicas, las tarjetas SD de tamaño estándar no caben en las ranuras delgadas exclusivas para tarjetas MMC.

SDHC

La SD High Capacity ( SDHC ) se introdujo en la versión 2.0 de la especificación SD, publicada en enero de 2006. [ 35 ] Amplía la capacidad máxima a32  GB , en comparación con elLímite de 2  GB de SDSC. [ 25 ]

Las tarjetas SDHC son físicamente idénticas a las tarjetas SD de capacidad estándar (SDSC) anteriores, pero difieren en la forma en que almacenan y direccionan los datos. Esto incluye una redefinición del registro de datos específicos de la tarjeta (CSD) (para más detalles, consulte la sección Cálculos de capacidad de almacenamiento ). Además, las tarjetas SDHC suelen venir preformateadas con el sistema de archivos FAT32 .

Se requieren dispositivos compatibles con SDHC para admitir tarjetas SDSC antiguas. Sin embargo, es posible que los dispositivos SDSC antiguos no reconozcan las tarjetas SDHC sin una actualización de firmware . [ 36 ] Los sistemas operativos antiguos, como Windows XP, requieren parches o paquetes de servicio para acceder a las tarjetas SDHC. [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]

SDXC

La capacidad extendida SD ( SDXC ) se introdujo en la versión 3.01 de la especificación SD, publicada en enero de 2009. [ 40 ] Amplía la capacidad máxima a2  TB en comparación con elLímite de 32  GB para SDHC. Las tarjetas SDXC están formateadas con el sistema de archivos exFAT , que es requerido por el estándar SDXC. [ 41 ] [ 25 ] Si bien Windows Vista SP1 y versiones posteriores y Mac OS X 10.6.5 y versiones posteriores admiten exFAT de forma nativa, la compatibilidad en las distribuciones BSD y Linux fue limitada hasta que Microsoft publicó la especificación exFAT y el kernel de Linux 5.4 incluyó un controlador de código abierto. [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]

Las tarjetas SDXC se pueden reformatear a otros sistemas de archivos (por ejemplo, ext4 , UFS , VFAT o NTFS ), lo que puede mejorar la compatibilidad con dispositivos o sistemas más antiguos que carecen de soporte para exFAT. Muchos hosts compatibles con SDHC pueden usar tarjetas SDXC si se reformatean a FAT32, pero no se garantiza la compatibilidad total. [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]

SDUC

SD Ultra Capacity ( SDUC ) se introdujo en la versión 7.0 de la especificación SD, publicada en junio de 2018. Amplía la capacidad máxima a128  TB , en comparación con el Límite de 2 TB de SDXC. [ 49 ] Al igual que las tarjetas SDXC, las tarjetas SDUC utilizan el sistema de archivos exFAT de forma predeterminada.

Marcas de autobús

Las marcas de bus indican tanto la interfaz del bus como el rendimiento mínimo de transferencia de datos de un dispositivo (a diferencia de las clasificaciones de velocidad, que indican el rendimiento de la tarjeta) en términos de velocidades de lectura y escritura secuenciales sostenidas. Esto es especialmente relevante para el manejo de archivos grandes, como fotos y vídeos, donde los datos se acceden en bloques contiguos. La especificación SD ha mejorado el rendimiento de la velocidad del bus con el tiempo al aumentar la frecuencia de reloj utilizada para transferir datos entre la tarjeta y el dispositivo host. Independientemente de la velocidad del bus, una tarjeta puede indicar que está "ocupada" mientras completa una operación de lectura o escritura. El cumplimiento de estándares de bus de mayor velocidad generalmente reduce la dependencia de esta señal de "ocupado", lo que permite transferencias de datos más eficientes y continuas.

Velocidad predeterminada

La interfaz de bus SD original, introducida con la versión 1.00 de la especificación SD, admitía una velocidad de transferencia máxima de12,5 MB/s  . Este modo se conoce como Velocidad predeterminada .

Alta velocidad

Con la versión 1.10 de la especificación, la SD Association introdujo el modo de alta velocidad , que aumentó la velocidad máxima de transferencia a25 MB/s  . Esta mejora se diseñó para satisfacer los crecientes requisitos de rendimiento de dispositivos como las cámaras digitales. [ 51 ]

UHS (Ultra Alta Velocidad)

La interfaz de bus de ultra alta velocidad ( UHS ) permite una transferencia de datos más rápida en tarjetas SDHC, SDXC y SDUC. [ 51 ] [ 52 ]

Las tarjetas compatibles con UHS están marcadas con números romanos junto al logotipo SD, que indican la versión del estándar UHS y, por lo tanto, las velocidades de bus que admiten. [ 51 ] [ 53 ] Estas tarjetas ofrecen velocidades de lectura y escritura significativamente más rápidas que los tipos de tarjetas SD anteriores, lo que las hace muy adecuadas para vídeo de alta resolución, fotografía en ráfaga y otras aplicaciones con uso intensivo de datos.

Para lograr velocidades de transferencia más altas, las tarjetas y dispositivos UHS utilizan interfaces de hardware y señalización eléctrica especializadas. Las tarjetas UHS-I funcionan a1,8  V en lugar del estándar3,3  V y utilizan un modo de transferencia de cuatro bits. UHS-II y UHS-III introducen una segunda fila de pines de interfaz para agregar un segundo carril de transferencia de datos y utilizan señalización diferencial de bajo voltaje (LVDS) en0,4  V para aumentar la velocidad y reducir el consumo de energía y la interferencia electromagnética (EMI). [ 54 ] [ 50 ]

Se definen las siguientes clases de velocidad UHS:

UHS-I

La compatibilidad con la interfaz UHS-I se introdujo en la versión 3.01 de la especificación SD, publicada en mayo de 2010. Esta versión añadió varios modos de transferencia nuevos: SDR50 , que utiliza unReloj de 100  MHz con señalización de velocidad de datos única para alcanzar hasta50 MB/s  ; DDR50 , un modo de doble velocidad de datos a50  MHz que transfiere datos en ambos flancos del reloj durante hasta50 MB/s  ; y SDR104 , que aumenta la velocidad del reloj a208  MHz , lo que permite velocidades de transferencia de hasta104 MB/s  . [ 40 ]

En 2018, SanDisk desarrolló un modo propietario conocido extraoficialmente como DDR200 , que combina la señalización de doble velocidad de datos con unaReloj de 208  MHz para lograr velocidades de lectura de hasta170 MB/s  sin necesidad de pines adicionales. Las velocidades de escritura siguen limitadas a104 MB/s  , similar a SDR104. Estas velocidades más altas se utilizan normalmente al descargar datos de tarjetas a través de lectores especializados. [ 55 ] [ 56 ] En 2022, SanDisk presentó DDR225 , aumentando aún más el rendimiento hasta200 MB/s  de lectura yEscritura de 140 MB/s  . Aunque ninguno de los dos modos forma parte oficialmente de la especificación SD, han sido adoptados por varios otros fabricantes. [ 57 ] [ 58 ] En 2024, SanDisk lanzó una tarjeta microSD de 2 TB que alcanza 250/150 MB/s (lectura/escritura) utilizando la DDR275 más rápida. Ese mismo año, Silicon Motion anunció el controlador de tarjeta SM2709 que admite la señalización DDR300 aún más rápida. Con estas mejoras, UHS-I ahora puede ser casi tan rápido como UHS-II.

UHS-II

Parte posterior de una tarjeta microSD UHS-II, que muestra la fila adicional de contactos.

La compatibilidad con la interfaz UHS-II se introdujo en la versión 4.0 de la especificación SD, publicada en enero de 2011. Añadió dos nuevos modos de transferencia: FD156 , que admite hasta156 MB/s  dúplex completo y HD312 , lo que permite hasta312 MB/s  semidúplex. Estas velocidades requerían una segunda fila de conectores para LVDS, lo que elevaba el total a 17 para tarjetas de tamaño completo y 16 para tarjetas microSD. [ 51 ] [ 59 ]

Cada carril LVDS puede transferir hasta156 MB/s  . En modo dúplex completo, un carril se utiliza para enviar datos y el otro para recibirlos. En modo semidúplex, ambos carriles operan en la misma dirección.

Si bien la adopción inicial comenzó en cámaras alrededor de 2014, la implementación más amplia tardó varios años más, ya que pocas aplicaciones requerían la velocidad adicional que proporcionaba la interfaz. [ 60 ] A partir de 2025, solo unas 100 cámaras, en su mayoría modelos de gama alta, admiten tarjetas UHS-II. [ 61 ]

UHS-III

La compatibilidad con la interfaz UHS-III se introdujo en la versión 6.0 de la especificación SD, publicada en febrero de 2017. Añadió dos nuevos modos de transferencia dúplex completo: FD312 , que ofrece hasta312 MB/s  y FD624 , duplicando eso a624 MB/s  . [ 62 ] UHS-III conserva la misma interfaz física y disposición de pines que UHS-II para compatibilidad con versiones anteriores. [ 63 ] Sin embargo, a partir de 2025, UHS-III ha tenido una adopción limitada y es poco probable que se implemente ampliamente, ya que la SDA prioriza SD Express, que ofrece velocidades de transferencia aún mayores pero limita la compatibilidad con versiones anteriores a las velocidades de UHS-I. [ 64 ]

SD Express

Anverso y reverso de una tarjeta SD Express

SD Express se introdujo en la versión 7.0 de la especificación SD, publicada en junio de 2018. Al incorporar un único carril PCI Express 3.0 (PCIe) y admitir el protocolo de almacenamiento NVM Express (NVMe), SD Express permite velocidades de transferencia dúplex completo de hasta985 MB/s  . Las tarjetas SD Express admiten acceso directo a memoria (DMA), lo que puede mejorar el rendimiento, aunque los investigadores de seguridad han advertido que también puede aumentar la superficie de ataque en caso de una tarjeta comprometida o maliciosa. [ 65 ] Las tarjetas compatibles deben admitir tanto PCIe como NVMe, y pueden formatearse como SDHC, SDXC o SDUC. Para la retrocompatibilidad, las tarjetas SD Express también deben admitir las interfaces de bus de alta velocidad y UHS-I. Sin embargo, debido a que la interfaz PCIe reutiliza la segunda fila de pines utilizada previamente por UHS-II y UHS-III, la compatibilidad con dispositivos más antiguos se limita a velocidades UHS-I. La especificación también reserva espacio para dos pines adicionales para uso futuro. [ 66 ]

En febrero de 2019, la SD Association presentó microSD Express, junto con marcas visuales actualizadas para ayudar a los usuarios a identificar tarjetas y dispositivos compatibles. [ 67 ] [ 68 ]

La versión 8.0 de la especificación SD, lanzada en mayo de 2020, amplió la interfaz para admitir PCIe 4.0 e introdujo configuraciones de doble carril para tarjetas de tamaño completo al agregar una tercera fila de contactos eléctricos, lo que elevó el total a 26. Esto aumentó la tasa de transferencia máxima teórica a3938 MB/s  usando PCIe 4.0 de doble carril. [ 69 ] Debido a las limitaciones de espacio, el factor de forma microSD no puede acomodar una tercera fila de contactos y permanece limitado a un solo carril PCIe.

La adopción ha sido gradual. En febrero de 2024, Samsung comenzó a distribuir muestras de sus primeras tarjetas microSD Express, aunque la disponibilidad comercial seguía siendo limitada. [ 70 ] El interés creció en abril de 2025 cuando Nintendo anunció que la Switch 2 solo admitiría tarjetas microSD Express, y que la compatibilidad con tarjetas UHS-I se limitaría a la transferencia de contenido multimedia de modelos anteriores. [ 71 ]

A partir de junio de 2025 , solo las tarjetas SD Express PCIe 3.1 de un solo carril están disponibles comercialmente; no se han lanzado al mercado tarjetas PCIe 4.0 ni de doble carril para el público en general. [ 60 ]

Clasificación de velocidad de la tarjeta

Las clasificaciones de clase de velocidad se introdujeron para indicar el rendimiento mínimo de transferencia de datos de una tarjeta SD (a diferencia de la clasificación de velocidad del bus, que indica el rendimiento del dispositivo) en términos de rendimiento de escritura secuencial sostenida. Este rendimiento es importante al transferir archivos grandes, especialmente durante tareas como la grabación de vídeo, que requiere un rendimiento constante para evitar la pérdida de fotogramas. [ 53 ]

Cuando las clases de velocidad se superponen, los fabricantes suelen mostrar varios símbolos en la misma tarjeta para indicar la compatibilidad con diferentes dispositivos anfitriones y estándares.

Clase de velocidad original (C)

Las clasificaciones de clase de velocidad originales (Clase 2, 4, 6 y 10) especifican velocidades de escritura sostenidas mínimas de 2, 4, 6 y 10.10 MB/s  , respectivamente. Las tarjetas de clase 10 asumen un sistema de archivos no fragmentado y utilizan el modo de bus de alta velocidad. [ 40 ] Estas se representan mediante un número rodeado por una "C" (por ejemplo, C2, C4, C6 y C10).

Clase de velocidad UHS (U)

Las clasificaciones de clase de velocidad Ultra High Speed ​​(UHS) — U1 y U3 — especifican velocidades mínimas de escritura sostenida de10 y 30 MB/s  , respectivamente. Estas clases están representadas por un número dentro de una "U" y están diseñadas para tareas de alto ancho de banda, como la grabación de vídeo 4K . [ 73 ]

Clase de velocidad de vídeo (V)

Las clasificaciones de clase de velocidad de video (V6, V10, V30, V60 y V90) especifican velocidades mínimas de escritura sostenida de6, 10, 30, 60 y 90 MB/s  , respectivamente. [ 74 ] [ 53 ] [ 75 ] [ 76 ] Estas clases están representadas por una "V" estilizada seguida del número y se introdujeron para admitir formatos de alta resolución como 4K y 8K y para alinearse con las características de rendimiento de la memoria flash NAND de celda multinivel . [ 77 ] [ 78 ]

Clase de velocidad SD Express (E)

Las clasificaciones de clase de velocidad SD Express (E150, E300, E450 y E600) especifican velocidades mínimas de escritura sostenida de150, 300, 450 y 600 MB/s  , respectivamente. [ 79 ] Estas clases se representan mediante una "E" estilizada seguida del número, encerrada en un rectángulo redondeado. Están diseñadas para aplicaciones con uso intensivo de datos, como el procesamiento de vídeo a gran escala, el análisis en tiempo real y la ejecución de software. [ 79 ]

Calificación "×"

Inicialmente, algunos fabricantes utilizaron un sistema de clasificación "×" basado en la velocidad de una unidad de CD-ROM estándar (150 kB/s  o1,23  Mbit/s ), pero este enfoque era inconsistente y a menudo poco claro. Posteriormente fue reemplazado por sistemas estandarizados de Clase de Velocidad que especifican velocidades mínimas de escritura garantizadas. [ 40 ] [ 75 ] [ 80 ] [ 81 ]

Rendimiento en el mundo real

Las clasificaciones de clase de velocidad garantizan un rendimiento mínimo de escritura, pero no describen completamente la velocidad real, que puede variar en función de factores como la fragmentación de archivos , la amplificación de la escritura debido a la gestión de la memoria flash, las operaciones de reintento del controlador para la corrección de errores leves y los patrones de escritura secuenciales frente a aleatorios.

En algunos casos, las tarjetas de la misma clase de velocidad pueden tener un rendimiento muy diferente. Por ejemplo, las velocidades de escritura aleatoria de archivos pequeños pueden ser significativamente inferiores al rendimiento secuencial. Un estudio de 2012 encontró que algunas tarjetas de Clase 2 superaron a las de Clase 10 en escrituras aleatorias. [ 82 ] Otra prueba en 2014 reportó una diferencia de 300 veces en el rendimiento de escritura pequeña entre tarjetas, con una tarjeta de Clase 4 superando a tarjetas de mayor clasificación en ciertos casos de uso. [ 83 ]

Calificaciones de desempeño

Las clasificaciones de rendimiento de las aplicaciones se introdujeron en 2016 para identificar las tarjetas SD capaces de ejecutar y almacenar aplicaciones de forma fiable, además de realizar tareas de uso general como guardar fotos, vídeos, música y documentos.

Las clasificaciones de velocidad de las tarjetas SD anteriores se centraban en el rendimiento de lectura y escritura secuencial, lo cual es importante al transferir archivos grandes. Sin embargo, la ejecución de aplicaciones y sistemas operativos implica un acceso frecuente a muchos archivos pequeños —un patrón conocido como acceso aleatorio— que impone diferentes exigencias al almacenamiento. [ 85 ] Antes de la introducción de las Clases de Rendimiento de Aplicaciones, el rendimiento del acceso aleatorio podía variar significativamente entre tarjetas y representaba un factor limitante en algunos casos de uso. [ 82 ] [ 83 ] [ 86 ]

A medida que las tarjetas SD se utilizaban cada vez más para el almacenamiento de aplicaciones y el arranque del sistema —especialmente en dispositivos móviles, ordenadores de placa única y sistemas embebidos— se hizo necesaria una nueva métrica de rendimiento. [ 85 ] Esta necesidad se agudizó con la función de Almacenamiento Adaptable de Android , que permite que las tarjetas SD funcionen como almacenamiento interno (no extraíble) en smartphones y tabletas. [ 87 ]

Para abordar esto, la SD Association introdujo las Clases de Rendimiento de Aplicaciones. La primera, A1, definida en la Especificación SD 5.1 (publicada en noviembre de 2016), requiere un mínimo de 1500 operaciones de entrada/salida por segundo ( IOPS ) para lectura y 500 IOPS para escritura, utilizandoBloques de 4  kB . La clase A2 de nivel superior, definida en la Especificación 6.0 (publicada en febrero de 2017), eleva los umbrales a 4000 IOPS de lectura y 2000 IOPS de escritura. Sin embargo, alcanzar estas velocidades requiere compatibilidad del dispositivo host con la cola de comandos y el almacenamiento en caché de escritura , características que permiten a la tarjeta optimizar la ejecución de múltiples tareas simultáneas y almacenar datos temporalmente. [ 88 ] Si no se admite correctamente, el rendimiento se reducirá a los niveles de A1. Tanto las tarjetas A1 como las A2 también deben mantener una velocidad mínima de escritura secuencial de10 MB/s  , equivalente a las clases de velocidad C10, U1 y V10. [ 89 ]

Características

Seguridad de la tarjeta

Comandos para deshabilitar escrituras

El dispositivo anfitrión puede ordenar a la tarjeta SD que se convierta en modo de solo lectura (para rechazar los comandos posteriores de escritura de información en ella). Existen comandos del anfitrión tanto reversibles como irreversibles que logran esto. [ 90 ] [ 91 ]

Muesca de protección contra escritura

Diagrama que muestra un interruptor deslizante naranja de protección contra escritura en las posiciones desbloqueada y bloqueada.
Tarjeta SD Sony Tough Series, una de las pocas tarjetas del mercado sin pestaña deslizante en la muesca de protección contra escritura.

La mayoría de las tarjetas SD de tamaño estándar tienen un interruptor mecánico de protección contra escritura, una pestaña deslizante sobre una muesca en el lado izquierdo (vista desde arriba, con la esquina biselada a la derecha), que indica al dispositivo que trate la tarjeta como de solo lectura. Al deslizar la pestaña hacia arriba (hacia los contactos), la tarjeta se configura para lectura/escritura; al deslizarla hacia abajo, se configura como de solo lectura. Sin embargo, la posición del interruptor no es detectada por los circuitos internos de la tarjeta. [ 92 ] Por lo tanto, algunos dispositivos lo ignoran, mientras que otros permiten anularlo. [ 93 ]

Las tarjetas miniSD y microSD no tienen muesca integrada, pero se pueden usar con adaptadores que la incluyen. Las tarjetas sin muesca siempre son grabables; las tarjetas con contenido precargado tienen muesca, pero no pestaña deslizante.

Contraseña de la tarjeta

Un dispositivo host puede bloquear una tarjeta SD mediante una contraseña de hasta 16 bytes, generalmente proporcionada por el usuario. [ 94 ] Una tarjeta bloqueada interactúa normalmente con el dispositivo host, excepto que rechaza los comandos de lectura y escritura de datos. Una tarjeta bloqueada solo se puede desbloquear proporcionando la misma contraseña. El dispositivo host puede, después de proporcionar la contraseña anterior, especificar una nueva contraseña o desactivar el bloqueo. Sin la contraseña (normalmente, en caso de que el usuario la olvide), el dispositivo host puede ordenar a la tarjeta que borre todos los datos para su posterior reutilización (excepto los datos de la tarjeta bajo DRM), pero no hay forma de acceder a los datos existentes. [ 95 ]

Los dispositivos Windows Phone 7 utilizan tarjetas SD diseñadas para que solo el fabricante del teléfono o el proveedor de servicios móviles puedan acceder a ellas. Una tarjeta SD insertada en el teléfono debajo del compartimento de la batería queda bloqueada "al teléfono con una clave generada automáticamente" de modo que "la tarjeta SD no puede ser leída por otro teléfono, dispositivo o PC". [ 96 ] Sin embargo, los dispositivos Symbian son de los pocos que pueden realizar las operaciones de formato de bajo nivel necesarias en tarjetas SD bloqueadas. Por lo tanto, es posible utilizar un dispositivo como el Nokia N8 para reformatear la tarjeta y utilizarla posteriormente en otros dispositivos. [ 97 ]

tarjetas smartSD

Una tarjeta de memoria smartSD es una tarjeta microSD con un " elemento seguro " interno que permite la transferencia de comandos de la Unidad de Datos del Protocolo de Aplicación ISO 7816 a, por ejemplo, applets de JavaCard que se ejecutan en el elemento seguro interno a través del bus SD. [ 98 ]

Algunas de las primeras versiones de tarjetas de memoria microSD con elementos seguros fueron desarrolladas en 2009 por DeviceFidelity, Inc., [ 99 ] [ 100 ] un pionero en comunicación de campo cercano (NFC) y pagos móviles , con la introducción de los productos In2Pay y CredenSE, posteriormente comercializados y certificados para transacciones móviles sin contacto por Visa en 2010. [ 101 ] DeviceFidelity también adaptó la microSD In2Pay para que funcionara con el iPhone de Apple usando iCaisse, y fue pionera en las primeras transacciones NFC y pagos móviles en un dispositivo Apple en 2010. [ 102 ] [ 103 ] [ 104 ]

Se han realizado diversas implementaciones de tarjetas smartSD para aplicaciones de pago y autenticación segura. [ 105 ] [ 106 ] En 2012, Good Technology se asoció con DeviceFidelity para utilizar tarjetas microSD con elementos seguros para la identidad móvil y el control de acceso . [ 107 ]

Las tarjetas microSD con Secure Elements y soporte NFC ( comunicación de campo cercano ) se utilizan para pagos móviles y se han utilizado en billeteras móviles y soluciones bancarias móviles directas al consumidor, algunas de las cuales fueron lanzadas por los principales bancos del mundo, incluidos Bank of America , US Bank y Wells Fargo , [ 108 ] [ 109 ] [ 110 ] mientras que otras fueron parte de nuevos e innovadores programas de neobancos directos al consumidor como moneto, lanzado por primera vez en 2012. [ 111 ] [ 112 ] [ 113 ] [ 114 ]

Las tarjetas microSD con Secure Elements también se han utilizado para el cifrado seguro de voz en dispositivos móviles, lo que permite uno de los niveles más altos de seguridad en las comunicaciones de voz entre personas. [ 115 ] Estas soluciones se utilizan ampliamente en inteligencia y seguridad.

En 2011, HID Global se asoció con la Universidad Estatal de Arizona para lanzar soluciones de acceso al campus para estudiantes que utilizaban microSD con Secure Element y tecnología MiFare proporcionada por DeviceFidelity, Inc. [ 116 ] [ 117 ] Esta fue la primera vez que se pudieron usar teléfonos móviles comunes para abrir puertas sin necesidad de llaves de acceso electrónicas.

Mejoras del proveedor

Eye-Fi MobiTarjeta de 16  GB con Wi-Fi integrado.
Tarjetas SD con interfaces duales: SD y USB

Los proveedores han intentado diferenciar sus productos en el mercado mediante diversas características específicas de cada proveedor:

  • Wi-Fi integrado : Varias empresas fabrican tarjetas SD con transceptores Wi-Fi incorporados . La tarjeta permite que cualquier cámara digital con ranura SD transmita las imágenes capturadas a través de una red inalámbrica o las almacene en la memoria de la tarjeta hasta que esté dentro del alcance de una red inalámbrica. Algunos modelos geolocalizan sus fotografías.
  • Contenido precargado : en 2006, SanDisk anunció Gruvi , una tarjeta microSD con funciones adicionales de gestión de derechos digitales, que pretendían que sirviera como medio para publicar contenido. SanDisk volvió a anunciar tarjetas precargadas en 2008, bajo el nombre slotMusic , esta vez sin utilizar ninguna de las capacidades DRM de la tarjeta SD. [ 118 ] En 2011, SanDisk ofreció varias colecciones de 1000 canciones en una sola tarjeta slotMusic por unos 40 dólares, [ 119 ] ahora restringida a dispositivos compatibles y sin la posibilidad de copiar los archivos.
  • Conector USB integrado : Varias empresas fabrican tarjetas SD con conectores USB integrados que permiten acceder a ellas desde un ordenador sin necesidad de un lector de tarjetas. [ 120 ]
  • Pantalla integrada : en 2006, ADATA anunció una tarjeta SD Super Info con una pantalla digital que proporcionaba una etiqueta de dos caracteres y mostraba la cantidad de memoria no utilizada en la tarjeta. [ 121 ]

Tarjetas SDIO

Marca de entrada/salida digital segura (SDIO)
Cámara que utiliza la interfaz SDIO para conectarse a algunos dispositivos HP iPAQ.

SDIO (Secure Digital Input Output) es una extensión de la especificación SD que admite dispositivos de entrada/salida (E/S) además del almacenamiento de datos. [ 122 ] Las tarjetas SDIO son física y eléctricamente idénticas a las tarjetas SD estándar, pero requieren dispositivos host compatibles con controladores apropiados para utilizar sus funciones de E/S. Algunos ejemplos comunes incluyen adaptadores para GPS , Wi-Fi , cámaras , lectores de códigos de barras y módems . [ 123 ] En efecto, el bus SD más rápido (más ancho) se utiliza para reemplazar el bus SPI que se usaba anteriormente para esos dispositivos de E/S. SDIO no se adoptó ampliamente.

Compatibilidad

Los dispositivos anfitriones que cumplen con las versiones más recientes de la especificación brindan compatibilidad con versiones anteriores y aceptan tarjetas SD antiguas. [ 36 ] Por ejemplo, los dispositivos anfitriones SDXC aceptan todas las familias anteriores de tarjetas de memoria SD, y los dispositivos anfitriones SDHC también aceptan tarjetas SD estándar.

Los dispositivos host más antiguos generalmente no admiten formatos de tarjeta más nuevos, e incluso cuando pueden admitir la interfaz de bus utilizada por la tarjeta, [ 32 ] surgen varios factores:

  • Una tarjeta más nueva puede ofrecer una mayor capacidad de la que el dispositivo anfitrión puede manejar (más de4  GB para SDHC, más32  GB para SDXC).
  • Una tarjeta más reciente puede usar un sistema de archivos que el dispositivo anfitrión no puede acceder ( FAT32 para SDHC, exFAT para SDXC).
  • El uso de una tarjeta SDIO requiere que el dispositivo anfitrión esté diseñado para las funciones de entrada/salida que proporciona la tarjeta.
  • La interfaz de hardware de la tarjeta se modificó a partir de la versión 2.0 (nuevos relojes de bus de alta velocidad, redefinición de los bits de capacidad de almacenamiento ) y la familia SDHC (bus de velocidad ultra alta (UHS)).
  • UHS-II tiene físicamente más pines, pero es compatible con versiones anteriores de UHS-I y no UHS tanto para ranuras como para tarjetas. [ 51 ]
  • Algunos proveedores produjeron tarjetas SDSC mencionadas anteriormente.1  GB antes de que la SDA estandarizara un método para hacerlo.

Mercados

Debido a su tamaño compacto, las tarjetas Secure Digital se utilizan en muchos dispositivos electrónicos de consumo y se han convertido en un medio generalizado para almacenar varios gigabytes de datos en un espacio reducido. Los dispositivos en los que el usuario puede extraer y reemplazar tarjetas con frecuencia, como las cámaras digitales, las videocámaras y las consolas de videojuegos, suelen utilizar tarjetas de tamaño estándar. Los dispositivos en los que el tamaño reducido es fundamental, como los teléfonos móviles, las cámaras de acción y los drones con cámara, suelen utilizar tarjetas microSD. [ 1 ] [ 2 ]

teléfonos móviles

Una tarjeta microSD en la bandeja de un teléfono inteligente

Las tarjetas microSD se han utilizado ampliamente en teléfonos móviles para ampliar el almacenamiento, especialmente para fotos, vídeos, música, documentos y otros archivos a los que se accede con poca frecuencia. [ 124 ]

Para 2015, la compatibilidad con tarjetas microSD era común en los teléfonos inteligentes Android . [ 125 ] Sin embargo, para 2025, la compatibilidad había disminuido, particularmente en los modelos de gama alta. Este cambio se ha atribuido al almacenamiento interno más económico y de mayor capacidad con un rendimiento más rápido que las microSD, a las preocupaciones sobre la experiencia del usuario relacionadas con las tarjetas falsificadas y a la mayor disponibilidad, velocidad y seguridad de los servicios de almacenamiento en la nube. [ 126 ] [ 127 ]

Por el contrario, Apple nunca incluyó ranuras para tarjetas microSD en el iPhone, sino que se basó en el almacenamiento flash integrado y los servicios en la nube. [ 128 ]

Cámaras digitales

Tarjeta SD en una cámara DSLR

A partir de 2023Las tarjetas SD son la forma de almacenamiento más utilizada para las cámaras digitales. [ 129 ]

Ordenadores personales

Aunque muchos ordenadores personales admiten tarjetas SD como dispositivo de almacenamiento auxiliar mediante una ranura integrada, o pueden admitir tarjetas SD mediante un adaptador USB, las tarjetas SD no se pueden usar como disco duro principal a través del controlador ATA integrado, porque ninguna de las variantes de tarjetas SD admite la señalización ATA. El uso como disco duro principal requiere un controlador host SD independiente [ 130 ] y compatibilidad de firmware para arrancar desde una tarjeta SD (lo cual es típico en sistemas más nuevos y Tablet PCs o un convertidor de SD a CompactFlash [ c ]) . Sin embargo, en ordenadores que admiten el arranque desde una interfaz USB, una tarjeta SD en un adaptador USB puede ser el disco de arranque, siempre que contenga un sistema operativo que admita el acceso USB una vez que se complete el arranque. [ d ]

En ordenadores portátiles y tabletas, las tarjetas de memoria con lector integrado ofrecen una ventaja ergonómica sobre las memorias USB, ya que estas últimas sobresalen del dispositivo y el usuario debe tener cuidado de no golpearlas al transportarlo, lo que podría dañar el puerto USB. Las tarjetas de memoria tienen una forma uniforme y no ocupan un puerto USB al insertarlas en la ranura para tarjetas del ordenador.

Desde finales de 2009, los ordenadores Apple más recientes con lectores de tarjetas SD instalados han podido arrancar en macOS desde dispositivos de almacenamiento SD, siempre que estén formateados correctamente al formato de archivo Mac OS Extended y la tabla de particiones predeterminada esté configurada como GUID Partition Table . [ 43 ]

Las tarjetas SD están aumentando su uso y popularidad entre los propietarios de ordenadores antiguos como los Atari de 8 bits . Por ejemplo, SIO2SD ( SIO es un puerto Atari para conectar dispositivos externos) se utiliza actualmente. El software para un Atari de 8 bits puede estar incluido en una tarjeta SD con una  capacidad inferior a 4-8 GB (2019). [ 131 ]

Sistemas embebidos

Una placa de expansión ( placa hija ) que permite a los microprocesadores de prototipado Arduino acceder a tarjetas SD.

Si bien algunos microcontroladores modernos integran hardware SDIO que utiliza el modo de bus SD propietario de cuatro bits más rápido, casi todos los microcontroladores modernos tienen al menos unidades SPI que pueden interactuar con una tarjeta SD que opera en el modo de bus SPI de un bit más lento. De lo contrario, SPI también se puede emular mediante manipulación de bits (por ejemplo, una ranura para tarjeta SD soldada a un enrutador Linksys WRT54G-TM y cableada a pines GPIO usando el kernel de Linux de DD-WRT solo logró1,6  Mb/s . [ 132 ]

La popular serie Raspberry Pi de pequeñas computadoras de placa única originalmente usaba tarjetas SD de tamaño completo para el almacenamiento principal antes de cambiar a microSD para las versiones más recientes. [ 133 ] [ 134 ]

Existe una clase de tarjetas SD industriales, distinta de las tarjetas SD comerciales habituales, que se utilizan comúnmente en sistemas embebidos industriales. Generalmente ofrecen mayores garantías de durabilidad (tanto de conservación de datos como de rendimiento tras un cierto periodo de uso), fiabilidad y rangos de temperatura de funcionamiento. Muchas también ofrecen funcionalidad SMART . [ 135 ]

Tarjeta SD no extraíble

En 2008, la SDA especificó Embedded SD, "aprovechando estándares SD bien conocidos" para habilitar dispositivos de estilo SD no extraíbles en placas de circuitos impresos. [ 136 ] Sin embargo, este estándar no fue adoptado por el mercado, mientras que el estándar MMC se convirtió en el estándar de facto para sistemas embebidos. SanDisk proporciona dichos componentes de memoria embebida bajo la marca iNAND. [ 137 ]

Más recientemente (en 2020), la interfaz de 8 pines de microSD se ha adaptado para su uso en placas de circuitos impresos como un chip de circuito integrado de montaje superficial (soldado) en encapsulado estándar LGA8 o WSON8, que mide 8 mm × 6 mm × 1 mm ( 5/16 pulg. × 15/64 pulg . × 3/64 pulg . ) . Dicho chip se denomina          SD NAND . La interfaz microSD ofrece varias ventajas en comparación con los formatos NAND más establecidos: el pequeño número de pines facilita el enrutamiento de las conexiones (a diferencia de eMMC y raw NAND) y la propia tarjeta gestiona detalles como la nivelación de desgaste (a diferencia de raw NAND). [ 138 ] También pueden considerarse comoSPI NANDoSPI Flash(que venían en un encapsulado similar pero solo admitían el bus SPI) con capacidad de bus SD añadida (1 bit y 4 bits) y compatibilidad con el conjunto de comandos SD.

Distribución musical

Las tarjetas microSD con grabaciones pregrabadas se han utilizado para comercializar música bajo las marcas slotMusic y slotRadio de SanDisk y MQS de Astell & Kern .

falsificaciones

Es común encontrar en el mercado tarjetas Secure Digital mal etiquetadas o falsificadas que informan una capacidad falsa o funcionan más lento de lo indicado. [ 139 ] [ 140 ] [ 141 ] Existen herramientas de software para verificar y detectar productos falsificados , [ 142 ] [ 143 ] [ 144 ] y en algunos casos es posible reparar estos dispositivos para eliminar la información de capacidad falsa y utilizar su límite de almacenamiento real. [ 145 ]

La detección de tarjetas falsificadas generalmente implica copiar archivos con datos aleatorios a la tarjeta SD hasta agotar su capacidad y luego volver a copiarlos. Los archivos copiados de vuelta se pueden analizar comparando sumas de verificación (por ejemplo, MD5 ) o intentando comprimirlos . Este último método aprovecha que las tarjetas falsificadas permiten al usuario leer los archivos, que consisten en datos uniformes fácilmente comprimibles (por ejemplo, secuencias repetidas de 0xFF).

Detalles técnicos

Tamaño físico

Comparación de tamaños de las familias: SD (azul), miniSD (verde), microSD (rojo)

La especificación de la tarjeta SD define tres tamaños físicos. Las familias SD y SDHC están disponibles en los tres tamaños, pero las familias SDXC y SDUC no están disponibles en tamaño mini, y la familia SDIO no está disponible en tamaño micro. Las tarjetas más pequeñas se pueden usar en ranuras más grandes mediante un adaptador pasivo.

Estándar

  • SD (SDSC), SDHC, SDXC, SDIO, SDUC
  • 32  mm ×  24  mm ×  2,1  mm ( 1+17/64 pulgadas  × 15/16 pulgadas × 5/64 pulgadas )​​​    
  • 32  mm ×  24  mm ×  1,4  mm ( 1+17/64 pulg .  × 15/16 pulg . × 1/16 pulg . )    (tan delgado como MMC) paraThin SD(raro)

MiniSD

  • miniSD, miniSDHC, miniSDIO
  • 21,5  mm ×  20  mm ×  1,4  mm ( 27/32 pulg .  × 25/32 pulg . × 1/16 pulg . )    

microSD

El formato micro es el formato de tarjeta SD más pequeño. [ 146 ]

  • microSD, microSDHC, microSDXC, microSDUC
  • 15  mm ×  11 mm  ×  1  mm ( 19/32 pulg .  × 7/16 pulg . × 3/64 pulg . )    

Modos de transferencia

Las tarjetas pueden admitir diversas combinaciones de los siguientes tipos de bus y modos de transferencia. El modo de bus SPI y el modo de bus SD de un bit son obligatorios para todas las familias de tarjetas SD, como se explica en la siguiente sección. Una vez que el dispositivo host y la tarjeta SD negocian un modo de interfaz de bus, el uso de los pines numerados es el mismo para todos los tamaños de tarjeta.

  • Modo de bus SPI: El bus de interfaz periférica serie (SPI) se utiliza principalmente en microcontroladores integrados . Este tipo de bus solo admite una interfaz de 3,3 voltios. Es el único tipo de bus que no requiere una licencia de host.
  • Modo de bus SD de un bit: Canales de comando y de datos separados y un formato de transferencia propietario.
  • Modo de bus SD de cuatro bits: Utiliza pines adicionales y algunos pines reasignados. Este protocolo es el mismo que el del modo de bus SD de un bit, que utiliza una línea de comando y cuatro líneas de datos para una transferencia de datos más rápida. Todas las tarjetas SD son compatibles con este modo. Las tarjetas UHS-I y UHS-II requieren este tipo de bus.
  • Modo SD UHS-II de dos líneas diferenciales: Utiliza dos interfaces de señalización diferencial de bajo voltaje para transferir comandos y datos. Las tarjetas UHS-II incluyen esta interfaz además de los modos de bus SD.

La interfaz física consta de 9 pines, excepto que la tarjeta miniSD agrega dos pines no conectados en el centro y la tarjeta microSD omite uno de los dos pines V SS (Tierra). [ 147 ]

Números de pines oficiales para 4 tipos de tarjetas (de arriba abajo): MMC , SD, miniSD y microSD. Esto muestra la evolución desde la antigua MMC, en la que se basa la SD. Nota: Este dibujo no muestra los 8 nuevos contactos UHS-II que se añadieron en la especificación 4.0.

Notas:

  1. La dirección es relativa a la tarjeta. I = Entrada, O = Salida.
  2. PP = Lógica de empuje-tracción , OD = Lógica de drenaje abierto .
  3. S = Fuente de alimentación , NC = No conectado (o nivel lógico alto ).

Interfaz

Dentro de unTarjeta SD de 512  MB : chip de memoria flash NAND que almacena los datos (parte inferior) y controlador SD (parte superior).
Dentro de unTarjeta SD de 2  GB : dos chips de memoria flash NAND (superior y central), chip controlador SD (inferior).
Dentro de un Tarjeta SDHC de 16 GB

Interfaz de comandos

Las tarjetas SD y los dispositivos anfitriones se comunican inicialmente mediante una interfaz síncrona de un bit, donde el dispositivo anfitrión proporciona una señal de reloj que envía y recibe bits individuales de la tarjeta SD. De este modo, el dispositivo anfitrión envía comandos de 48 bits y recibe respuestas. La tarjeta puede indicar que la respuesta se retrasará, pero el dispositivo anfitrión puede interrumpir el diálogo. [ 40 ]

Mediante la emisión de varios comandos, el dispositivo anfitrión puede: [ 40 ]

  • Determina el tipo, la capacidad de memoria y las funcionalidades de la tarjeta SD.
  • Ordene a la tarjeta que utilice un voltaje diferente, una velocidad de reloj diferente o una interfaz eléctrica avanzada.
  • Prepare la tarjeta para recibir un bloque que se escribirá en la memoria flash, o para leer y responder con el contenido de un bloque específico.

La interfaz de comandos es una extensión de la interfaz MultiMediaCard (MMC). Las tarjetas SD dejaron de ser compatibles con algunos comandos del protocolo MMC, pero añadieron comandos relacionados con la protección contra copia. Al utilizar únicamente comandos compatibles con ambos estándares hasta determinar el tipo de tarjeta insertada, un dispositivo host puede admitir tanto tarjetas SD como MMC.

Interfaz eléctrica

Todas las familias de tarjetas SD utilizan inicialmente unaInterfaz eléctrica de 3,3  V. Mediante comando, las tarjetas SDHC y SDXC pueden cambiar a Funcionamiento a 1,8 V. [ 40 ]

Al encender el dispositivo o insertar la tarjeta, la tensión en el pin 1 selecciona el bus de interfaz periférica serie (SPI) o el bus SD. El bus SD se inicia en modo de un bit, pero el dispositivo host puede enviar una orden para cambiar al modo de cuatro bits, si la tarjeta SD lo admite. Para distintos tipos de tarjetas, la compatibilidad con el bus SD de cuatro bits es opcional u obligatoria. [ 40 ]

Después de determinar que la tarjeta SD lo admite, el dispositivo host también puede ordenar a la tarjeta SD que cambie a una velocidad de transferencia más alta. Hasta que determine las capacidades de la tarjeta, el dispositivo host no debe usar una velocidad de reloj más rápida de 400  kHz. Las tarjetas SD que no sean SDIO (ver más abajo) tienen una velocidad de reloj "Predeterminada" de 25  MHz. El dispositivo host no está obligado a usar la velocidad de reloj máxima que admite la tarjeta. Puede operar a una velocidad de reloj inferior a la máxima para ahorrar energía. [ 40 ] Entre comandos, el dispositivo host puede detener el reloj por completo.

MBR y GRASA

La mayoría de las tarjetas SD vienen preformateadas con una o más particiones MBR , donde la primera o única partición contiene un sistema de archivos . Esto les permite funcionar como el disco duro de una computadora personal . Según la especificación de la tarjeta SD, una tarjeta SD está formateada con MBR y el siguiente sistema de archivos:

  • Para tarjetas SDSC:
  • Para tarjetas SDHC:
    • Capacidad de menos de 16.450.560 / 1..63 -> límite: 1024x255x63 = 16450560 --> sectores lógicos (menores que7,8  GB ): FAT32 con tipo de partición 0Bh y EBPB 7,1
    • Capacidad de al menos 16.450.560 sectores lógicos (mayor que7,8  GB ): FAT32 con tipo de partición 0Ch y EBPB 7.1
  • Para tarjetas SDXC: exFAT con tipo de partición 07h

La mayoría de los productos de consumo que admiten tarjetas SD esperan que estén particionadas y formateadas de esta manera. La compatibilidad universal con FAT12, FAT16, FAT16B y FAT32 permite el uso de tarjetas SDSC y SDHC en la mayoría de los ordenadores con un lector de tarjetas SD compatible, para ofrecer al usuario el método familiar de archivos con nombre en una estructura de directorios jerárquica.

En estas tarjetas SD, se pueden usar programas de utilidad estándar como la Utilidad de Discos de Mac OS X o CHKDSK de Windows para reparar un sistema de archivos dañado y, a veces, recuperar archivos eliminados. También se pueden usar herramientas de desfragmentación para sistemas de archivos FAT en estas tarjetas. La consolidación de archivos resultante puede proporcionar una mejora marginal en el tiempo necesario para leer o escribir el archivo, [ 149 ] pero no una mejora comparable a la desfragmentación de discos duros, donde almacenar un archivo en múltiples fragmentos requiere un movimiento físico adicional y relativamente lento del cabezal de la unidad. [ 150 ] Además, la desfragmentación realiza escrituras en la tarjeta SD que se descuentan de la vida útil nominal de la tarjeta. La resistencia a la escritura de la memoria física se analiza en el artículo sobre memoria flash ; la tecnología más reciente para aumentar la capacidad de almacenamiento de una tarjeta proporciona una resistencia a la escritura peor.

Al formatear una tarjeta SD con una capacidad de al menos32  MB (65.536 sectores lógicos o más), pero no más de  Se recomienda 2 GB FAT16B con tipo de partición 06h y EBPB 4.1 [ 148 ] si la tarjeta es para un dispositivo de consumo. (FAT16B también es una opción paraTarjetas de 4  GB , pero requiere el uso de Clústeres de 64 KB , que no son ampliamente compatibles. ) FAT16B no admite tarjetas superiores4  GB en total.

La especificación SDXC exige el uso del sistema de archivos propietario exFAT de Microsoft , que a veces requiere controladores apropiados (por ejemplo , / en Linux). [ 151 ]exfat-utilsexfat-fuse

Riesgos del reformateo

Formatear una tarjeta SD con un sistema de archivos diferente, o incluso con el mismo, puede ralentizarla o acortar su vida útil. Algunas tarjetas utilizan nivelación de desgaste , en la que los bloques modificados con frecuencia se asignan a diferentes porciones de la memoria en distintos momentos, y algunos algoritmos de nivelación de desgaste están diseñados para los patrones de acceso típicos de FAT12, FAT16 o FAT32. [ 152 ] Además, el sistema de archivos preformateado puede usar un tamaño de clúster que coincide con la región de borrado de la memoria física de la tarjeta; el reformateo puede cambiar el tamaño del clúster y hacer que las escrituras sean menos eficientes. La SD Association proporciona el software SD Formatter, de descarga gratuita, para solucionar estos problemas en Windows y Mac OS X. [ 153 ]

Las tarjetas de memoria SD/SDHC/SDXC tienen un "Área protegida" en la tarjeta para la función de seguridad del estándar SD. Ni los formateadores estándar ni el formateador de la SD Association la borrarán. La SD Association sugiere que los dispositivos o el software que utilizan la función de seguridad SD pueden formatearla. [ 153 ]

Consumo de energía

El consumo de energía de las tarjetas SD varía según su modo de velocidad, fabricante y modelo. [ 154 ] Durante la transferencia puede estar en el rango de66–330  mW (20–100  mA a una tensión de alimentación de3,3  V ). Las especificaciones de TwinMOS Technologies indican un máximo de149  mW (45  mA ) durante la transferencia. Toshiba enumera264–330  mW (80–100  mA ). [ 155 ] La corriente en espera es mucho menor, menor que0,2  mA para una tarjeta microSD de 2006. [ 156 ]

Las tarjetas UHS-II modernas pueden consumir hasta2,88  W , si el dispositivo anfitrión admite el modo de velocidad de bus SDR104 o UHS-II. El consumo mínimo de energía en el caso de un anfitrión UHS-II es720  mW .

Capacidad de almacenamiento y compatibilidad

Todas las tarjetas SD permiten que el dispositivo anfitrión determine cuánta información puede almacenar la tarjeta, y la especificación de cada familia de SD garantiza al dispositivo anfitrión la capacidad máxima que indica una tarjeta compatible.

Para cuando se completó la especificación de la versión 2.0 (SDHC) en junio de 2006, los proveedores ya habían ideado2  GB yTarjetas SD de 4  GB , ya sea como se especifica en la versión 1.01 o mediante la lectura creativa de la versión 1.00. Las tarjetas resultantes no funcionan correctamente en algunos dispositivos anfitriones. [ 157 ] [ 158 ]

Tarjetas SDSC de más de 1 GB

Un [ e ] no estándar Tarjeta SDSC de 4 GB

Se asume la versión 1.00 de SD.512  bytes por bloque. Esto permitía tarjetas SDSC de hasta1  GB .

La versión 1.01 permite que una tarjeta SDSC utilice un campo de 4 bits para indicar1024 o 2048  bytes por bloque en su lugar. [ 40 ] : 41, 98 Hacer esto habilitó tarjetas conCapacidad de 2  GB . [ e ]

Cálculos de capacidad de almacenamiento

El formato del registro de datos específicos de la tarjeta (CSD) cambió entre la versión 1 (SDSC) y la versión 2.0 (que define SDHC y SDXC).

Versión 1

En la versión 1 de la especificación SD, capacidades de hasta2  GB se calculan combinando campos del CSD. [ e ]

Las versiones posteriores establecen (en la Sección 4.3.2) que unaLa tarjeta SDSC de 2  GB deberá configurar su READ_BL_LEN (y WRITE_BL_LEN) para indicar1024  bytes , de modo que el cálculo [ e ] informe correctamente la capacidad de la tarjeta, pero para mayor coherencia, el dispositivo host no debe solicitar (mediante CMD16) longitudes de bloque superiores a512  bytes . [ 40 ] : 29

Versiones 2 y 3

En la definición de tarjetas SDHC en la versión 2.0, la porción C_SIZE del CSD es de 22 bits e indica el tamaño de la memoria en múltiplos de512  KB (se elimina el campo C_SIZE_MULT y ya no se utiliza READ_BL_LEN para calcular la capacidad). El registro SCR identifica la familia de la tarjeta: SD_SPEC = 2 selecciona SDHC o SDXC. SD_SPEC3 = 1 selecciona SDXC. Debido a estas redefiniciones, los dispositivos host más antiguos no identifican correctamente las tarjetas SDHC o SDXC ni su capacidad correcta. [ 40 ] : 107

  • Las tarjetas SDHC están restringidas a informar una capacidad no superior a32  GB . [ 40 ] : 104
  • Las tarjetas SDXC pueden usar los 22 bits del campo C_SIZE. Las tarjetas SDHC solo pueden establecer un valor máximo de 65375, usando los 16 bits inferiores. [ 40 ] : 104

La capacidad del área de datos del usuario se calcula a partir de C_SIZE de la siguiente manera: [ 40 ] : 104

Capacidad de memoria = (C_SIZE + 1) ×512  KB El tamaño mínimo del área de usuario de la tarjeta SDHC es de 4.211.712 sectores (2  GB +8,5  MB ). El valor mínimo de C_SIZE para SDHC en la versión 2.0 de CSD es 001010h (4112). El tamaño máximo del área de usuario de la tarjeta SDHC es (32  GB −80  MB ) El valor máximo de C_SIZE para SDHC en CSD Versión 2.0 es 00FF5Fh (65375). El tamaño mínimo del área de usuario de la tarjeta SDXC es de 67.108.864 sectores (32  GB ).

El valor mínimo de C_SIZE para SDXC en CSD Versión 2.0 es 00FFFFh (65535).

Recuperación de datos

Una tarjeta SD defectuosa puede repararse con equipo especializado, siempre que la parte central, que contiene la memoria flash, no esté dañada físicamente. De esta forma, se puede eludir el controlador. Esto puede resultar más difícil o incluso imposible en el caso de una tarjeta monolítica, donde el controlador reside en el mismo chip físico. [ 159 ] [ 160 ]

Adaptadores

Existen diversos adaptadores pasivos que permiten utilizar tarjetas SD más pequeñas en ranuras para tarjetas SD más grandes.

Apertura de la especificación

El formato SD se introdujo en agosto de 1999. [ 7 ] Al igual que la mayoría de los formatos de tarjetas de memoria, SD está protegido por patentes y marcas registradas . Se aplican regalías a la fabricación y venta de tarjetas SD y adaptadores host, con la excepción de los dispositivos SDIO. A partir de 2025, la SD Association (SDA) cobraba cuotas anuales de membresía de US$2,500 para miembros generales y US$4,500 para miembros ejecutivos. [ 161 ]

Las primeras versiones de la especificación SD solo estaban disponibles bajo un acuerdo de confidencialidad (NDA), lo que restringía el desarrollo de controladores de código abierto . A pesar de estas limitaciones, los desarrolladores realizaron ingeniería inversa de la interfaz y crearon controladores de software libre para tarjetas SD que no utilizaban gestión de derechos digitales (DRM). [ 162 ]

En 2006, la SDA comenzó a publicar una "Especificación Simplificada" bajo una licencia menos restrictiva. Incluye documentación para la capa física, SDIO y ciertas extensiones, lo que permite una implementación más amplia sin necesidad de un acuerdo de confidencialidad ni una membresía de pago. [ 163 ] [ 164 ]

Revisiones

Véase también

Comparación de tamaño de varias tarjetas de memoria flash: SD, CompactFlash , MMC , xD

Notas a pie de página

  1. ↑ Los requisitos de clase de velocidad de grabación y reproducción necesarios pueden variar según el dispositivo.
  2. 1 2 3 Ver la discusión sobre capacidad de almacenamiento y compatibilidades .
  3. ↑ CompactFlash utiliza una interfaz eléctrica compatible con la interfaz obsoleta de disco duro ATA paralelo . No es necesario que el firmware del equipo que arranca desde dicha tarjeta implemente explícitamente la compatibilidad con el arranque de CompactFlash.
  4. ↑ Algunos adaptadores SD a USB (lectores de tarjetas) no implementan completamente la clase de dispositivo de almacenamiento masivo USB o requieren controladores especiales. En estos casos, el arranque mediante dicho lector puede resultar imposible.
  5. 1 2 3 4
    • Tarjeta de memoria SD de capacidad estándar (SDSC): Hasta e incluyendo2  GB [ 40 ] : 3
    • LEN La capacidad de memoria de la tarjeta se calcula a partir de las entradas C_SIZE, C_SIZE_MULT y READ_BL_LEN de la siguiente manera: capacidad de memoria = BLOCKNR * BLOCK_LEN, donde BLOCKNR = (C_SIZE+1) * MULT MULT = 2 C_SIZE_MULT+2 , (C_SIZE_MULT < 8) BLOCK_LEN = 2 READ_BL_LEN , (READ_BL_LEN < 12) Para indicar2  GB , BLOCK_LEN será1024  bytes . Por lo tanto, la capacidad máxima que se puede codificar es 4096*512*1024 =2  GB . El tamaño máximo del área de datos de una tarjeta SD de capacidad estándar es de 4.153.344 sectores (2028 MB). [ 40 ] : 99

Referencias

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  4. ↑ "Usar tarjetas de memoria SD es fácil" . SD Association. 22 de junio de 2010. Archivado del original el 29 de octubre de 2021. Consultado el 2 de enero de 2014 .
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  6. ↑ Andrews, Ben (25 de octubre de 2022). "Retrospectiva: la historia de la tarjeta SD y por qué creemos que merece más reconocimiento" . Digital Photography Review . Consultado el 19 de junio de 2024 .
  7. 12"Matsushita Electric, SanDisk and Toshiba Agree to Join Forces to Develop and Promote Next Generation Secure Memory Card". DP Review. August 24, 1999. Archived from the original on September 4, 2019. Retrieved February 23, 2016.
  8. ↑The Odd History of the SD Logo. Retrieved June 19, 2025.
  9. ↑"Press Releases 17 July 2003". Toshiba. July 17, 2003. Archived from the original on September 8, 2010. Retrieved August 22, 2010.
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