La carte SD est un format de carte mémoire flash non volatile propriétaire , développé par la SD Association (SDA). Elle existe en trois formats physiques : la carte SD standard...
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mémoire flash non volatile propriétaire , développé par la SD Association (SDA). Elle existe en trois formats physiques : la carte SD standard, la miniSD (désormais obsolète) et la microSD , la plus petite . Grâce à leur format compact, les cartes SD sont largement utilisées dans de nombreux appareils électroniques portables, tels que les appareils photo numériques , les caméscopes , les consoles de jeux vidéo , les téléphones mobiles, les caméras d'action et les drones.
Le format Secure Digital a été lancé en août 1999 par SanDisk , Panasonic (alors Matsushita) et Kioxia (alors filiale de Toshiba ). Conçu pour succéder au format MultiMediaCard (MMC), il intègre plusieurs améliorations, notamment un système de gestion des droits numériques (DRM), un boîtier plus robuste et un interrupteur mécanique de protection en écriture. Ces améliorations, conjuguées à un fort soutien de l'industrie, ont favorisé son adoption généralisée.
Pour gérer les licences et les droits de propriété intellectuelle, les sociétés fondatrices ont créé SD-3C, LLC. En janvier 2000, elles ont également fondé la SD Association, une organisation à but non lucratif chargée de développer les spécifications SD et de promouvoir le format. En 2023, la SDA comptait environ 1 000 entreprises membres. L’association utilise des logos déposés appartenant à SD-3C pour garantir la conformité aux normes officielles et indiquer la compatibilité des produits.
SanDisk a lancé le format CompactFlash (CF), l'un des premiers formats de cartes mémoire flash à connaître un franc succès. Le CF a rapidement surpassé plusieurs formats concurrents de l'époque, notamment la Miniature Card et la SmartMedia . Cependant, la fin des années 1990 a vu la prolifération de formats propriétaires tels que la Memory Stick de Sony et la xD-Picture Card d' Olympus et de Fujifilm , entraînant une fragmentation du marché des cartes mémoire.
Pour relever ces défis, SanDisk s'est associé à Siemens et Nokia en 1996 afin de développer une nouvelle carte mémoire de la taille d'un timbre-poste appelée MultiMediaCard (MMC). Bien qu'innovante sur le plan technique, l'adoption de la MMC a été lente, et même Nokia a tardé à intégrer sa prise en charge dans ses appareils mobiles.
En 1999, SanDisk a été sollicitée par Panasonic (alors Matsushita) et Kioxia (alors filiale de Toshiba ) pour développer un nouveau format, successeur de deuxième génération du MMC. L'objectif était de créer une carte mémoire portable et performante, dotée de fonctions de sécurité intégrées et d'une interopérabilité accrue. Soucieux de perdre des parts de marché face au Memory Stick propriétaire de Sony, Toshiba et Panasonic ont vu dans cette collaboration l'opportunité d'établir une norme ouverte, soutenue par l'industrie.
Panasonic et Toshiba, qui avaient déjà collaboré sur le disque Super Density Disc (précurseur du DVD ), ont réutilisé leur logo « SD » stylisé pour le format de carte Secure Digital (SD). Anticipant l'essor des lecteurs MP3, ils ont également plaidé en faveur de la gestion des droits numériques (DRM) afin de rassurer les éditeurs de contenu soucieux du piratage. Le système DRM adopté, Content Protection for Recordable Media (CPRM), avait été développé précédemment en partenariat avec IBM et Intel et était conforme à la norme Secure Digital Music Initiative . Bien que souvent cité comme un facteur expliquant le large soutien de l'industrie au format, le CPRM a rarement été mis en œuvre en pratique. Les cartes SD étaient également dotées d'un commutateur mécanique de protection en écriture, et les premiers emplacements pour cartes SD étaient rétrocompatibles avec les cartes MMC. Début 2000, les premières cartes SD commerciales ont été commercialisées.SD Association (SDA) lors du Consumer Electronics Show (CES) de janvier 2000. Basée à San Ramon, en Californie , la SDA comptait initialement 30 entreprises membres et regroupe aujourd'hui environ 800 organisations à travers le monde.
Formats plus petits
Cette carte microSDHC contient 8 milliards d'octets. Elle renferme une section de mémoire à tores magnétiques (utilisée jusqu'aux années 1970) qui stocke huit octets grâce à 64 tores. La carte couvre environ 20 bits ( 2 + 1/2 octets ).
Lors du salon CeBIT de mars 2003, SanDisk a présenté et fait la démonstration du format de carte miniSD. La SD Association (SDA) a adopté la miniSD plus tard dans l'année comme une extension compacte de la norme SD, principalement destinée aux téléphones mobiles. Cependant, ce format a été largement abandonné dès 2008 suite à l'introduction de la carte microSD, encore plus petite.
Le format microSD a été introduit par SanDisk au CeBIT en 2004, initialement sous le nom de T-Flash, puis renommé TransFlash ou TF. En 2005, la SDA a adopté le format sous le nom officiel de microSD, bien que le nom TransFlash reste couramment utilisé comme terme générique pour les cartes microSD. Un adaptateur passif permet d'utiliser les cartes microSD dans les emplacements pour cartes SD standard, assurant ainsi la rétrocompatibilité entre les appareils.
Augmentation de la densité de stockage
Face arrière d'une carte microSD, montrant ses huit contacts électriques
La capacité de stockage des cartes SD a augmenté régulièrement tout au long des années 2010, grâce aux progrès réalisés dans la fabrication de la mémoire flash NAND et dans la vitesse des interfaces. En janvier 2009, la SDA a introduit le format Secure Digital eXtended Capacity (SDXC), prenant en charge jusqu'à…exFAT .
Les premières cartes SDXC sont apparues en 2010, les premiers modèles offrant des capacités deles systèmes de fichiers recommandés pour le formatage des cartes.
La carte Secure Digital ( SD ) originale a été lancée en 1999 pour succéder au format MMC. L'appellation SD Standard Capacity ( SDSC ) a été adoptée ultérieurement pour la distinguer des variantes plus récentes. Bien que basée sur la même interface électrique que la MMC, la carte SD a introduit plusieurs améliorations visant à optimiser son utilisation, sa durabilité et ses performances.
Une forme crantée et asymétrique pour éviter une insertion incorrecte.
Contacts électriques encastrés pour les protéger contre les dommages et la contamination.
Un bus de données à quatre lignes pour des transferts plus rapides, comparé à la ligne de données unique du MMC.
Un commutateur mécanique de protection en écriture.
Ces caractéristiques s'accompagnaient d'une augmentation de l'épaisseur des cartes : FAT12 ou FAT16 . Elles restent compatibles avec la plupart des appareils compatibles SD, mais ont été largement remplacées par des formats de plus grande capacité.
En raison de différences physiques, les cartes SD de taille standard ne rentrent pas dans les emplacements MMC fins réservés aux cartes SD.
SDHC
Calculs de capacité de stockage » ). De plus, les cartes SDHC sont généralement préformatées avec le système de fichiers FAT32 .
Les appareils compatibles SDHC sont nécessaires pour prendre en charge les anciennes cartes SDSC. Cependant, les anciens appareils SDSC peuvent ne pas reconnaître les cartes SDHC sans mise à jour du micrologiciel . Les anciens systèmes d'exploitation comme Windows XP nécessitent des correctifs ou des Service Packs pour accéder aux cartes SDHC.
SDXC
La technologie SD eXtended Capacity ( SDXC ) a été introduite dans la version 3.01 de la spécification SD, publiée en janvier 2009. Elle étend la capacité maximale àexFAT , requis par la norme SDXC. Si Windows Vista SP1 et versions ultérieures, ainsi que Mac OS X 10.6.5 et versions ultérieures, prennent en charge nativement exFAT, la prise en charge dans les distributions BSD et Linux était limitée jusqu'à la publication de la spécification exFAT par Microsoft et l'intégration d'un pilote open source dans le noyau Linux 5.4.
Les cartes SDXC peuvent être reformatées avec d'autres systèmes de fichiers (par exemple, ext4 , UFS , VFAT ou NTFS ), ce qui peut améliorer la compatibilité avec les périphériques ou systèmes plus anciens ne prenant pas en charge exFAT. De nombreux hôtes compatibles SDHC peuvent utiliser des cartes SDXC reformatées en FAT32, mais une compatibilité totale n'est pas garantie.
SDUC
La technologie SD Ultra Capacity ( SDUC ) a été introduite dans la spécification SD version 7.0, publiée en juin 2018. Elle étend la capacité maximale à
Vitesse du bus des combinaisons hôte et carte (en Mo/s)
UHS-I
UHS-II
UHS-III
Exprimer
UHS50
UHS104
UHS-I
UHS50
UHS-II
UHS-III
Exprimer
la signalisation différentielle basse tension (LVDS) à 3,3 V.les interférences électromagnétiques (IEM).
Les classes de vitesse UHS suivantes sont définies :
UHS-I
La prise en charge de l'interface UHS-I a été introduite dans la spécification SD version 3.01, publiée en mai 2010. Cette version a ajouté plusieurs nouveaux modes de transfert : SDR50 , qui utilise undébit de données double àFace arrière d'une carte microSD UHS-II, montrant la rangée supplémentaire de contacts
La prise en charge de l'interface UHS-II a été introduite dans la spécification SD version 4.0, publiée en janvier 2011. Elle a ajouté deux nouveaux modes de transfert : FD156 , prenant en charge jusqu'à en mode duplex intégral et HD312 , permettant jusqu'àrecto et verso d'une carte SD Express
SD Express a été introduit dans la spécification SD version 7.0, publiée en juin 2018. En intégrant une seule voie PCI Express 3.0 (PCIe) et en prenant en charge le protocole de stockage NVM Express (NVMe), SD Express permet des vitesses de transfert en duplex intégral pouvant atteindre…l'accès direct à la mémoire (DMA), ce qui peut améliorer les performances. Cependant, des chercheurs en sécurité ont averti que cela pourrait également accroître la surface d'attaque en cas de carte compromise ou malveillante. Les cartes compatibles doivent prendre en charge les interfaces PCIe et NVMe et peuvent être formatées en SDHC, SDXC ou SDUC. Pour assurer la rétrocompatibilité, les cartes SD Express doivent également prendre en charge les interfaces de bus haute vitesse et UHS-I. Toutefois, l'interface PCIe réutilisant la deuxième rangée de broches précédemment utilisée par les interfaces UHS-II et UHS-III, la compatibilité avec les anciens périphériques est limitée aux vitesses UHS-I. La spécification réserve également l'emplacement de deux broches supplémentaires pour une utilisation future.
En février 2019, la SD Association a lancé microSD Express, ainsi que des marques visuelles mises à jour pour aider les utilisateurs à identifier les cartes et les appareils compatibles.
La spécification SD version 8.0, publiée en mai 2020, a étendu l'interface pour prendre en charge PCIe 4.0 et a introduit des configurations à double voie pour les cartes pleine taille en ajoutant une troisième rangée de contacts électriques, portant le total à 26. Cela a permis d'augmenter le débit de transfert maximal théorique àSamsung a commencé à distribuer des échantillons de ses premières cartes microSD Express, mais leur disponibilité commerciale est restée limitée. L’intérêt Nintendo a annoncé que la Switch 2 ne prendrait en charge que les cartes microSD Express, la compatibilité avec les cartes UHS-I étant limitée au transfert de données depuis les modèles précédents.
Les classes de vitesse ont été introduites pour indiquer les performances minimales de transfert de données d'une carte SD (par opposition à la vitesse du bus, qui indique les performances du périphérique) en termes de performances d'écriture séquentielle soutenue. Ces performances sont importantes lors du transfert de fichiers volumineux, notamment pour des tâches comme l'enregistrement vidéo, qui nécessitent un débit constant afin d'éviter les pertes d'images.
Lorsque les classes de vitesse se chevauchent, les fabricants affichent souvent plusieurs symboles sur la même carte pour indiquer la compatibilité avec différents périphériques hôtes et normes.
Classe de vitesse d'origine (C)
Les classes de vitesse d'origine (classes 2, 4, 6 et 10) spécifient des vitesses d'écriture minimales soutenues de 2, 4, 6 et 10.vidéo 4K .
Classe de vitesse vidéo (V)
Les classes de vitesse vidéo (V6, V10, V30, V60 et V90) spécifient des vitesses d'écriture minimales soutenues.la 8K et pour correspondre aux caractéristiques de performance de la mémoire flash NAND à cellules multiniveaux .
Classe de vitesse SD Express (E)
Les classes de vitesse SD Express (E150, E300, E450 et E600) spécifient des vitesses d'écriture minimales soutenues.
Notation
Approximatif (Mo/s)
Classe de vitesse comparable
16×
2,34
(13×)
32×
4,69
(27×)
48×
7.03
(40×)
100×
14.6
(67×)
lecteur CD-ROM standard (la fragmentation des fichiers , l'amplification d'écriture due à la gestion de la mémoire flash, les opérations de nouvelle tentative du contrôleur pour la correction des erreurs logicielles et les modèles d'écriture séquentiels ou aléatoires.
Dans certains cas, des cartes de même classe de vitesse peuvent présenter des performances très différentes. Par exemple, les vitesses d'écriture aléatoire de petits fichiers peuvent être nettement inférieures aux performances séquentielles. Une étude de 2012 a révélé que certaines cartes de classe 2 surpassaient les cartes de classe 10 en écriture aléatoire. Un autre test réalisé en 2014 a fait état d'une différence de performances d'écriture de petits fichiers d'un facteur 300 entre les cartes, une carte de classe 4 surpassant des cartes mieux classées dans certains cas d'utilisation.
Évaluations de performance
Comparaison des notes de classe de performance des applications
Les classes de performance des applications ont été introduites en 2016 pour identifier les cartes SD capables d'exécuter et de stocker des applications de manière fiable, ainsi que des tâches générales telles que l'enregistrement de photos, de vidéos, de musique et de documents.
Les anciennes classifications de vitesse des cartes SD se concentraient sur les performances de lecture et d'écriture séquentielles, essentielles lors du transfert de fichiers volumineux. Cependant, l'exécution d'applications et de systèmes d'exploitation implique des accès fréquents à de nombreux petits fichiers ( accès aléatoire ), ce qui impose des exigences différentes en matière de stockage. Avant l'introduction des classes de performance d'application, les performances d'accès aléatoire pouvaient varier considérablement d'une carte à l'autre et constituaient un facteur limitant dans certains cas d'utilisation.
Avec l'utilisation croissante des cartes SD pour le stockage d'applications et le démarrage du système, notamment dans les appareils mobiles, les ordinateurs monocartes et les systèmes embarqués, une nouvelle mesure de performance est devenue nécessaire. Ce besoin s'est fait plus pressant avec la fonctionnalité de stockage adaptable d'Android , qui permet aux cartes SD de fonctionner comme stockage interne (non amovible) sur les smartphones et les tablettes.
Pour remédier à cela, la SD Association a introduit les classes de performances d'application. La première, A1, définie dans la spécification SD 5.1 (publiée en novembre 2016), exige un minimum de 1 500 opérations d'entrée/sortie par seconde ( IOPS ) en lecture et de 500 IOPS en écriture.mise en file d'attente des commandes et de la mise en cache des écritures , fonctionnalités qui permettent à la carte d'optimiser l'exécution de plusieurs tâches simultanées et de stocker temporairement des données. En l'absence d'une prise en charge adéquate, les performances retombent au niveau de la classe A1. Les cartes A1 et A2 doivent également maintenir une vitesse d'écriture séquentielle minimale deSchéma illustrant un interrupteur de protection en écriture coulissant orange en position déverrouillée et verrouilléeCarte SD Sony Tough Series, l'une des rares cartes du marché sans languette coulissante sur l'encoche de protection en écriture.
La plupart des cartes SD standard sont dotées d'un commutateur de protection en écriture mécanique : une languette coulissante située au-dessus d'une encoche sur le côté gauche (vu de dessus, le coin biseauté étant à droite). Ce commutateur indique au périphérique de considérer la carte comme étant en lecture seule. En faisant glisser la languette vers le haut (vers les contacts), la carte devient accessible en lecture/écriture ; en la faisant glisser vers le bas, elle devient accessible en lecture seule. Cependant, la position du commutateur n'est pas détectée par les circuits internes de la carte. Par conséquent, certains périphériques l'ignorent, tandis que d'autres permettent de le contourner.
Les cartes miniSD et microSD ne possèdent pas d'encoche intégrée, mais peuvent être utilisées avec des adaptateurs qui en comportent une. Les cartes sans encoche sont toujours inscriptibles ; les cartes avec du contenu préchargé possèdent une encoche mais pas de languette coulissante.Les appareils Windows Phone 7 utilisent des cartes SD conçues pour être accessibles uniquement au fabricant du téléphone ou à l'opérateur mobile. Une carte SD insérée dans le téléphone, sous le compartiment de la batterie, est verrouillée au téléphone à l'aide d'une clé générée automatiquement, de sorte qu'elle ne peut être lue par aucun autre téléphone, appareil ou ordinateur. Les appareils Symbian , en revanche, font partie des rares appareils capables d'effectuer les opérations de formatage de bas niveau nécessaires sur les cartes SD verrouillées. Il est donc possible d'utiliser un appareil tel que le Nokia N8 pour reformater la carte en vue d'une utilisation ultérieure dans d'autres appareils.
cartes SmartSD
Une carte mémoire smartSD est une carte microSD dotée d'un « élément sécurisé » interne qui permet le transfert de commandes ISO 7816 Application Protocol Data Unit , par exemple, à des applets JavaCard exécutées sur l'élément sécurisé interne via le bus SD.
Les premières versions de cartes mémoire microSD avec éléments sécurisés ont été développées en 2009 par DeviceFidelity, Inc., , pionnière de la communication en champ proche (NFC) et des paiements mobiles , avec le lancement des produits In2Pay et CredenSE, commercialisés et certifiés pour les transactions mobiles sans contact par Visa en 2010. DeviceFidelity a également adapté la carte microSD In2Pay pour qu'elle fonctionne avec l' iPhone d'Apple grâce à l'iCaisse, et a réalisé les premières transactions NFC et les premiers paiements mobiles sur un appareil Apple en 2010.
Diverses implémentations de cartes smartSD ont été réalisées pour des applications de paiement et d'authentification sécurisée. En 2012, Good Technology s'est associé à DeviceFidelity pour utiliser des cartes microSD avec éléments sécurisés pour l'identité mobile et le contrôle d'accès .
Les cartes microSD avec Secure Elements et NFC ( communication en champ proche ) sont utilisées pour les paiements mobiles et ont été utilisées dans les portefeuilles mobiles et les solutions bancaires mobiles destinés directement aux consommateurs, dont certaines ont été lancées par de grandes banques du monde entier, notamment Bank of America , US Bank et Wells Fargo , tandis que d'autres faisaient partie de nouveaux programmes néobancaires innovants destinés directement aux consommateurs tels que moneto, lancé pour la première fois en 2012.
Les cartes microSD dotées d'éléments sécurisés ont également été utilisées pour le chiffrement vocal sécurisé sur les appareils mobiles, ce qui permet d'atteindre l'un des plus hauts niveaux de sécurité dans les communications vocales interpersonnelles. Ces solutions sont largement utilisées dans les domaines du renseignement et de la sécurité.
En 2011, HID Global s'est associé à l'Arizona State University pour lancer des solutions d'accès au campus pour les étudiants utilisant la technologie microSD avec Secure Element et MiFare fournie par DeviceFidelity, Inc. C'était la première fois que des téléphones portables ordinaires pouvaient être utilisés pour ouvrir des portes sans avoir besoin de clés d'accès électroniques.
Améliorations du fournisseur
Eye-Fi MobiCartes SD à double interface : SD et USB
Les fournisseurs ont cherché à différencier leurs produits sur le marché grâce à diverses caractéristiques propres à chaque fournisseur :
Wi-Fi intégré – Plusieurs fabricants proposent des cartes SD avec émetteur-récepteur Wi-Fi intégré . Ces cartes permettent à tout appareil photo numérique doté d'un emplacement pour carte SD de transmettre les images capturées via un réseau sans fil ou de les stocker sur la carte mémoire jusqu'à ce qu'il soit à portée d'un réseau sans fil. Certains modèles géolocalisent également les photos.
Contenu préchargé – En 2006, SanDisk a annoncé Gruvi , une carte microSD dotée de fonctionnalités de gestion des droits numériques (DRM) supplémentaires, conçue comme support de publication de contenu. SanDisk a de nouveau annoncé des cartes préchargées en 2008, sous le nom de slotMusic , cette fois sans utiliser les fonctionnalités DRM de la carte SD. En 2011, SanDisk a proposé diverses collections de 1 000 chansons sur une seule carte slotMusic pour environ 40 $, désormais réservées aux appareils compatibles et sans possibilité de copie des fichiers.
Connecteur USB intégré – Plusieurs entreprises produisent des cartes SD avec connecteurs USB intégrés permettant d'y accéder depuis un ordinateur sans lecteur de carte.
Affichage intégré – En 2006, ADATA a annoncé une carte Super Info SD dotée d'un affichage numérique qui fournissait une étiquette à deux caractères et indiquait la quantité de mémoire inutilisée sur la carte.
Cartes SDIO
Marque d'entrée/sortie numérique sécurisée (SDIO)Caméra utilisant l'interface SDIO pour se connecter à certains périphériques HP iPAQ
SDIO (Secure Digital Input Output) est une extension de la spécification SD qui prend en charge les périphériques d'entrée/sortie (E/S) en plus du stockage de données. Les cartes SDIO sont physiquement et électriquement identiques aux cartes SD standard, mais nécessitent des périphériques hôtes compatibles dotés de pilotes appropriés pour utiliser leurs fonctions d'E/S. Parmi les exemples courants, on peut citer les adaptateurs pour GPS , Wi-Fi , appareils photo , lecteurs de codes-barres et modems . Concrètement, le bus SD, plus rapide (plus large), remplace le bus SPI précédemment utilisé pour ces périphériques d'E/S. SDIO n'a pas connu un large succès.
Compatibilité
Les périphériques hôtes conformes aux versions plus récentes de la spécification assurent la rétrocompatibilité et acceptent les anciennes cartes SD. Par exemple, les périphériques hôtes SDXC acceptent toutes les familles précédentes de cartes mémoire SD, et les périphériques hôtes SDHC acceptent également les cartes SD standard.
Les périphériques hôtes plus anciens ne prennent généralement pas en charge les formats de cartes plus récents, et même lorsqu'ils peuvent prendre en charge l'interface de bus utilisée par la carte, plusieurs facteurs entrent en jeu :
Une carte plus récente peut offrir une capacité supérieure à celle que le périphérique hôte peut gérer (plus desystème de fichiers que le périphérique hôte ne peut pas parcourir ( FAT32 pour SDHC, exFAT pour SDXC).
L'utilisation d'une carte SDIO nécessite que le périphérique hôte soit conçu pour les fonctions d'entrée/sortie fournies par la carte.
L'interface matérielle de la carte a été modifiée à partir de la version 2.0 (nouvelles horloges de bus haute vitesse, redéfinition des bits de capacité de stockage ) et de la famille SDHC (bus ultra-rapide (UHS)).
L'UHS-II possède physiquement plus de broches, mais est rétrocompatible avec l'UHS-I et les systèmes non-UHS, tant pour les emplacements que pour les cartes.
Certains fournisseurs ont produit des cartes SDSC au-dessus
Tableau de compatibilité SD
SDSC
SDHC
SDHC UHS
SDXC
SDXC UHS
SDIO
SDSC
Une carte microSD dans un tiroir de smartphone
Les cartes microSD sont largement utilisées dans les téléphones mobiles pour étendre le stockage, notamment pour les photos, les vidéos, la musique, les documents et autres fichiers rarement consultés.
En 2015, la compatibilité avec les cartes microSD était courante sur les smartphones Android . Cependant, en 2025, cette compatibilité a diminué, notamment sur les modèles haut de gamme. Cette évolution s'explique par la disponibilité de mémoires internes moins chères et de plus grande capacité, offrant des performances supérieures à celles des cartes microSD, par les préoccupations liées à l'expérience utilisateur concernant les cartes contrefaites, et par l'amélioration de la disponibilité, de la vitesse et de la sécurité des services de stockage en nuage.
En revanche, Apple n’a jamais inclus d’emplacement pour carte microSD dans l’iPhone, préférant s’appuyer sur le stockage flash intégré et les services cloud.
disque dur principal via le contrôleur ATA intégré, car aucune variante ne prend en charge la signalisation ATA. L'utilisation comme disque dur principal requiert un contrôleur hôte SD dédié et un micrologiciel compatible avec le démarrage à partir d'une carte SD (ce qui est plutôt courant sur les systèmes récents et les tablettes PC) ou un convertisseur SD vers CompactFlash . Cependant, sur les ordinateurs compatibles avec le démarrage USB, une carte SD insérée dans un adaptateur USB peut servir de disque de démarrage, à condition qu'elle contienne un système d'exploitation prenant en charge l'accès USB une fois le démarrage terminé.
Sur les ordinateurs portables et les tablettes, les cartes mémoire insérées dans un lecteur intégré offrent un avantage ergonomique par rapport aux clés USB. Ces dernières dépassent de l'appareil et l'utilisateur doit faire attention à ne pas les heurter lors du transport, ce qui pourrait endommager le port USB. Les cartes mémoire, de forme uniforme, n'occupent pas de port USB lorsqu'elles sont insérées dans le lecteur de cartes dédié de l'ordinateur.GUID Partition Table .
L'utilisation et la popularité des cartes SD augmentent parmi les propriétaires d' ordinateurs anciens comme les Atari 8 bits . Par exemple, l'adaptateur SIO2SD ( SIO étant un port Atari permettant de connecter des périphériques externes) est désormais couramment utilisé. Le logiciel d'un Atari 8 bits peut tenir sur une seule carte SD d' une capacité inférieure à 4-8 Go (2019).
Systèmes embarqués
Une carte d'extension ( carte fille ) permettant aux microprocesseurs de prototypage Arduino d'accéder aux cartes SD
Alors que certains microcontrôleurs modernes intègrent du matériel SDIO utilisant le mode de bus SD propriétaire 4 bits, plus rapide, la quasi-totalité des microcontrôleurs modernes disposent au moins d' une interface SPI permettant de se connecter à une carte SD fonctionnant en mode de bus SPI 1 bit, plus lent. À défaut, il est possible d'émuler le SPI par manipulation directe de bits (par exemple, un emplacement pour carte SD soudé à un routeur Linksys WRT54G-TM et connecté à des broches GPIO à l'aide du noyau Linux DD-WRT) .Raspberry Pi de petits ordinateurs monocartes utilisait à l'origine des cartes SD de taille standard comme mémoire principale avant de passer aux cartes microSD pour les versions plus récentes.
Il existe une catégorie de cartes SD industrielles, distincte des cartes SD commerciales classiques, couramment utilisées dans les systèmes embarqués industriels. Elles offrent généralement des garanties plus élevées en matière d'endurance (tant pour les données que pour les performances après une certaine utilisation), de fiabilité et de plages de températures d'utilisation. Nombre d'entre elles proposent également une fonctionnalité SMART .
Carte SD non amovible
En 2008, la SDA a spécifié la norme Embedded SD, « tirant parti des normes SD bien connues » pour permettre l'intégration de dispositifs non amovibles de type SD sur des cartes de circuits imprimés. Cependant, cette norme n'a pas été adoptée par le marché, tandis que la norme MMC est devenue la norme de facto pour les systèmes embarqués. SanDisk propose de tels composants de mémoire embarquée sous la marque iNAND.
Plus récemment (en 2020), l'interface à 8 broches de la carte microSD a été adaptée pour une utilisation sur circuits imprimés sous forme de puce de circuit intégré montée en surface (soudée) au format standard LGA8 ou WSON8, mesurant 8 mm × 6 mm × 1 mm ( 5/16 po × 15/64 po × 3/64 po ) . Une telle puce est appelée une carte microSD .slotMusic et slotRadio de SanDisk et MQS d' Astell & Kern .
contrefaçons
On trouve fréquemment sur le marché des cartes Secure Digital contrefaites ou mal étiquetées, affichant une capacité erronée ou fonctionnant plus lentement que prévu. Des logiciels permettent de vérifier et de détecter les produits contrefaits , et, dans certains cas, il est possible de réparer ces dispositifs afin de supprimer les informations de capacité erronées et d'utiliser leur capacité de stockage réelle.
La détection des cartes contrefaites consiste généralement à copier des fichiers contenant des données aléatoires sur la carte SD jusqu'à saturation, puis à les recopier. Les fichiers recopiés peuvent être vérifiés soit en comparant leurs sommes de contrôle (par exemple, MD5 ), soit en tentant de les compresser . Cette dernière méthode exploite le fait que les cartes contrefaites permettent à l'utilisateur de lire des fichiers, lesquels sont alors composés de données uniformes facilement compressibles (par exemple, des séquences 0xFF répétées).
Carte microSD Samsung authentique (à gauche) et contrefaite (à droite). La contrefaçon prétend avoirune perte de données se produit.
Images de cartes microSD authentiques, douteuses et contrefaites avant et après décapsulation. Plus de détails à la source .
Détails techniques
Taille physique
Comparaison de la taille des familles : SD (bleu), miniSD (vert), microSD (rouge)
La spécification des cartes SD définit trois tailles physiques. Les familles SD et SDHC sont disponibles dans les trois tailles, mais les familles SDXC et SDUC ne sont pas disponibles au format mini, et la famille SDIO n'est pas disponible au format micro. Les cartes plus petites peuvent être utilisées dans les emplacements plus grands grâce à un adaptateur passif.
Standard
SD (SDSC), SDHC, SDXC, SDIO, SDUC
le bus d'interface périphérique série est principalement utilisé par les microcontrôleurs embarqués . Ce type de bus ne prend en charge qu'une interface 3,3 volts. C'est le seul type de bus qui ne nécessite pas de licence hôte.de signalisation différentielle basse tension pour le transfert des commandes et des données. Les cartes UHS-II intègrent cette interface en plus des modes de bus SD.
L'interface physique comprend 9 broches, sauf que la carte miniSD ajoute deux broches non connectées au centre et que la carte microSD omet l'une des deux broches V SS (masse).
Numéros de broches officiels pour 4 types de cartes (de haut en bas) : MMC , SD, miniSD, microSD. Ce schéma illustre l’évolution depuis l’ancienne carte MMC, sur laquelle la carte SD est basée. Remarque : ce schéma ne représente pas les 8 nouveaux contacts UHS-II ajoutés dans la spécification 4.0.
À l'intérieur d'unflash NAND contenant les données (en bas) et À l'intérieur d'unflash NAND (en haut et au milieu), puce contrôleur SD (en bas)À l'intérieur d'unsynchrone à un bit, où le périphérique hôte fournit un signal d'horloge qui active et désactive des bits individuels sur la carte SD. Le périphérique hôte envoie ainsi des commandes de 48 bits et reçoit des réponses. La carte peut signaler qu'une réponse sera retardée, mais le périphérique hôte peut interrompre le dialogue.
En émettant diverses commandes, le périphérique hôte peut :
Déterminez le type, la capacité de mémoire et les fonctionnalités de la carte SD.
Configurez la carte pour qu'elle utilise une tension différente, une fréquence d'horloge différente ou une interface électrique avancée.
Préparez la carte pour recevoir un bloc à écrire dans la mémoire flash, ou pour lire et répondre avec le contenu d'un bloc spécifié.
L'interface de commandes est une extension de l' interface MultiMediaCard (MMC). Les cartes SD ont abandonné la prise en charge de certaines commandes du protocole MMC, mais ont ajouté des commandes liées à la protection contre la copie. En utilisant uniquement les commandes compatibles avec les deux normes jusqu'à ce que le type de carte insérée soit déterminé, un périphérique hôte peut accepter les cartes SD et MMC.
interface électrique
Toutes les familles de cartes SD utilisent initialement unepartitions MBR , la première (et unique) contenant le système de fichiers . Cela leur permet de fonctionner comme le disque dur d'un ordinateur . Conformément aux spécifications des cartes SD, une carte SD est formatée avec MBR et le système de fichiers suivant :
Pour les cartes SDSC :
Capacité inférieure à 32 680 secteurs logiques (inférieure àFAT12 avec type de partition 01h et BPB 3.0 ou EBPB 4.1
Capacité de 32 680 à 65 535 secteurs logiques (entreFAT16 avec type de partition 04h et BPB 3.0 ou EBPB 4.1
Capacité d'au moins 65 536 secteurs logiques (plus deFAT16B avec type de partition 06h et EBPB 4.1
Pour les cartes SDHC :
Capacité inférieure à 16 450 560 / 1..63 -> limite : 1024 × 255 × 63 = 16 450 560 --> secteurs logiques (inférieurs àFAT32 avec type de partition 0Bh et EBPB 7.1
Une capacité d'au moins 16 450 560 secteurs logiques (plus deFAT32 avec type de partition 0Ch et EBPB 7.1
Pour les cartes SDXC : format exFAT avec type de partition 07h
La plupart des appareils grand public compatibles avec les cartes SD s'attendent à ce qu'elles soient partitionnées et formatées de cette manière. La prise en charge universelle des systèmes de fichiers FAT12, FAT16, FAT16B et FAT32 permet l'utilisation des cartes SDSC et SDHC sur la plupart des ordinateurs équipés d'un lecteur de carte SD compatible, offrant ainsi à l'utilisateur une organisation classique des fichiers nommés dans une arborescence hiérarchique.Sur ces cartes SD, des utilitaires standards tels que l'Utilitaire de disque de macOS ou CHKDSK de Windows permettent de réparer un système de fichiers corrompu et parfois de récupérer des fichiers supprimés. Les outils de défragmentation pour les systèmes de fichiers FAT peuvent également être utilisés. La consolidation des fichiers qui en résulte peut légèrement améliorer le temps de lecture ou d'écriture , mais cette amélioration n'est pas comparable à celle obtenue par la défragmentation d'un disque dur. En effet, le stockage d'un fichier en plusieurs fragments nécessite des déplacements physiques supplémentaires et relativement lents de la tête de lecture /écriture . De plus, la défragmentation effectue des écritures sur la carte SD, ce qui réduit sa durée de vie nominale. L'endurance en écriture de la mémoire physique est abordée dans l'article consacré à la mémoire flash ; les technologies plus récentes visant à augmenter la capacité de stockage d'une carte offrent une endurance en écriture moindre.formatée en FAT16B avec un type de partition 06h et EBPB 4.1 est recommandée si elle est destinée à un appareil grand public. (FAT16B est également une option pourLes clusters de propriétaire exFAT de Microsoft , qui nécessite parfois des pilotes appropriés (par exemple / sur Linux). exfat-utilsexfat-fuse
Risques liés au reformatage
Le reformatage d'une carte SD avec un système de fichiers différent, ou même avec le même, peut ralentir la carte ou réduire sa durée de vie. Certaines cartes utilisent l'équilibrage d'usure , qui consiste à répartir les blocs fréquemment modifiés sur différentes portions de mémoire à différents moments. Certains algorithmes d'équilibrage d'usure sont conçus pour les schémas d'accès typiques des systèmes de fichiers FAT12, FAT16 ou FAT32. De plus, le système de fichiers préformaté peut utiliser une taille de cluster correspondant à la zone d'effacement de la mémoire physique de la carte ; le reformatage peut modifier cette taille de cluster et rendre les écritures moins efficaces. La SD Association propose le logiciel SD Formatter, téléchargeable gratuitement, pour Windows et macOS afin de résoudre ces problèmes.
Les cartes mémoire SD/SDHC/SDXC possèdent une « zone protégée » dédiée à la fonction de sécurité de la norme SD. Ni les logiciels de formatage standard ni celui de la SD Association ne peuvent l'effacer. La SD Association suggère que seuls les appareils ou logiciels utilisant la fonction de sécurité SD peuvent la formater.
Consommation d'énergie
La consommation électrique des cartes SD varie selon leur mode de vitesse, leur fabricant et leur modèle. Lors d'un transfert, elle peut se situer dans la plage de
Exigences relatives aux cartes dans les différents modes de vitesse du bus
mode de vitesse du bus
Vitesse maximale du bus [MB/s]
Fréquence d'horloge maximale [MHz]
Tension du signal [V]
SDSC [W]
SDHC [W]
SDXC [W]
HD312
312
52
0,4
Un non-standard
Adaptateur microSD vers SD démonté, montrant la connexion passive entre l'emplacement pour carte microSD en bas et les broches SD en haut.
Adaptateur microSD vers SD (à gauche), adaptateur microSD vers miniSD (au centre), carte microSD (à droite)
Carte mémoire MiniSD avec adaptateur
Carte microSD (à gauche), adaptateur microSD vers carte SD (à droite)
Carte microSD insérée dans l'adaptateur microSD vers carte SD
En 2008, Olympus a commencé à inclure des adaptateurs de carte microSD vers carte xD-Picture Card avec ses appareils photo numériques.
Ouverture des spécifications
Le format SD a été introduit en août 1999. Comme la plupart des formats de cartes mémoire, le format SD est protégé par des brevets et des marques déposées . Des redevances s'appliquent à la fabrication et à la vente des cartes SD et des adaptateurs hôtes, à l'exception des périphériques SDIO. En 2025, la SD Association (SDA) facturait une cotisation annuelle de accord de non-divulgation (NDA), ce qui limitait le développement de pilotes open source . Malgré ces limitations, des développeurs ont procédé à une rétro-ingénierie de l'interface et créé des pilotes logiciels libres pour cartes SD qui n'utilisaient pas de gestion des droits numériques (DRM).
En 2006, la SDA a commencé à publier une « spécification simplifiée » sous une licence moins restrictive. Elle comprend la documentation relative à la couche physique, à SDIO et à certaines extensions, permettant une implémentation plus large sans nécessiter d’accord de confidentialité ni d’adhésion payante.
Révisions
Historique des versions de la spécification SD
2006
Version initiale officielle
2.00
Ajout des classes SDHC et de vitesse C2, C4 et C6
3.01
2010
Ajout des cartes SDXC, du bus UHS-I et de la classe de vitesse C10/classe de vitesse UHS U1
4.10
2013
Ajout d'un bus UHS-II, d'une classe de vitesse UHS U3 et d'une prise en charge améliorée de l'alimentation et des fonctions
5,00
2016
Ajout des classes de vitesse vidéo V6, V10, V30, V60 et V90
5.10
Ajout de la classe de performance A1 pour les applications
6.00
2017
Ajout de la classe de performance applicative A2 (avec mise en file d'attente des commandes et mise en cache en écriture) et de la protection de la propriété des cartes
7.10
2020
Ajout des ports SD Express et microSD Express, ainsi que de SDUC ; CPRM est désormais optionnel.
8.00
Ajout de PCIe 4.0, ajout de PCIe double voie sur les cartes pleine taille
9.00
2022
Introduction de nouvelles fonctionnalités de sécurité et d'une protection en écriture améliorée
9.10
2023
Ajout des classes de vitesse SD Express E150, E300, E450 et E600
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