存储卡的速度之谜是什么?

我们都知道 , NAND闪存是一种比机械硬盘内的磁盘更快、更安全、更稳定的存储介质 , 并已攻陷了包括硬盘、闪存盘、存储卡、智能手机、平板电脑、智能电视等内置存储空间的设备(市场) 。
存储卡的速度之谜是什么?
文章图片
问题来了 , 既然都是将NAND作为存储单元 , 为何存储卡和SSD硬盘之间的读写性能会存在极大的差异呢?
简单来说 , 存储卡、手机和SSD固态硬盘内置闪存芯片的封装标准各不相同 , 比如SSD内的闪存芯片表面积就已经和一些闪存盘的大小相当 , 存储卡内置的闪存芯片尺寸则更迷你 。
存储卡的速度之谜是什么?】一般来说 , 同容量但封装尺寸更大(所以SSD性能先天占优)或单芯片容量越大(内部可组成类似双通道的工作模式)的闪存芯片具备更好的性能潜力 , 性能越好 。
此外 , NAND闪存自身也是在不断迭代进化的 , 2021年主流闪存的性能肯定要比几年前的闪存强很多 。
影响闪存自身性能的因素有很多 , 比如制程工艺、闪存架构、3D堆叠技术等 。 其中 , 闪存架构即我们熟悉的SLC、MLC、TLC和QLC , 目前中高端闪存均以TLC为主 , 而QLC虽然性能有所降低但凭借成本优势正在逐渐蚕食TLC闪存的市场 。 制程工艺和3D堆叠技术相辅相成 , 最新工艺+96层或144层的3DNAND技术可以将1TB容量封装进一颗NAND闪存芯片里 。
存储卡的速度之谜是什么?
文章图片
如今很多1TBSSD的PCB主板上仅需1颗闪存芯片
下面 , 咱们就先来了解一下存储卡的速度之谜 , 如果你对闪存盘感兴趣 , 可以关注CFan的后续报道 。
存储卡的速度之谜
存储卡包含SecureDigitalMemoryCard(SD)、MicroSDCard(又称TF)、CompactFlash(CF)、MemoryStick(MS)等诸多形态 , 但如今依旧流行的则只剩下了SD和MicroSD(TF) , 并逐渐衍生出了SDHC(SD2.0)、SDXC(SD3.0)和SDUC(SD7.0)标准 。
虽然存储卡轻巧迷你 , 但它也算“五脏俱全” , 除了裸露在外的金手指外 , 内部还同时封装了主控芯片和闪存芯片 。
存储卡的速度之谜是什么?
文章图片
不过 , 存储卡的主控只需要实现最基础的功能即可 , 并不像SSD硬盘那般需要针对闪存颗粒进行读写优化、写入策略优化等 , 所以尺寸和功耗极低 , 没什么存在感 。
一款存储卡的性能 , 主要看它采用的SD规范标准以及总线接口 。 以通用性最好的MicroSD存储卡为例 , 目前市面上多以SDXC+UHS-I为主 , 读取速度普遍在100MB/s~170MB/s之间 。
存储卡的速度之谜是什么?
文章图片
采用UHS-II或UHS-III总线标准的存储卡速度可以媲美SATASSD , 但它们的价格昂贵 , 而且采用了双排金手指 , 兼容这类存储卡的设备也多以专业单反相机和摄像机为主 。
存储卡的速度之谜是什么?
文章图片
SD7.x是最新的SD卡规范标准 , 它们引入了PCIe总线和NVMe协议 , 读取速度理论可达985MB/s , 目前威刚已经推出了符合该标准的PremierExtremeSDXCSDExpress存储卡 , 但SD7.x存储卡的价格更是吓人 , 兼容这种存储卡的设备也是凤毛麟角 。
存储卡的速度之谜是什么?
文章图片
总的来说 , 存储卡是NAND介质存储产品中速度(相对)最慢的 , 其性能更加依赖终端设备(如手机、相机、笔记本)身上的的读卡器以及控制芯片 , 而相关的OEM厂商并不愿意在这方面增加预算 , 所以哪怕存储卡已经有了超高速的SD7.x标准 , 但至今连UHS-II还未大规模普及 , 普通用户更是很难接触到 。