Zgodovina in razvoj pomnilniških kartic

Pomnilniške kartice so elektronske naprave za shranjevanje podatkov, ki navadno uporabljajo bliskovni pomnilnik.

Kaj je bliskovni pomnilnik in kje vse ga najdemo?

Bliskovni pomnilnik (ang. flash memory) je kompakten, široko uporaben elektronski pomnilniški medij, ki ga je mogoče električno izbrisati in ponovno programirati. Podatke lahko shranjuje dlje časa, ne da bi bil priključen na napajalnik (njegov pomnilnik je obstojen, za razliko od RAM-a).

Obstajata dve vrsti bliskovnega pomnilnika, ki uporabljata enako osnovno tehnologijo z nekoliko drugačnimi načini branja in pisanja podatkov - bliskovni pomnilnik NAND in NOR.

Pomnilniške kartice se običajno uporabljajo v prenosnih elektronskih napravah, kot so digitalni fotoaparati, mobilni telefoni, prenosni računalniki, namizni računalniki, tablice, prenosni predvajalniki glasbe, konzole za video igre itd. Dandanes skoraj ne mine dan, ne da bi uporabili vsaj eno napravo, ki uporablja pomnilniško kartico.

Kdaj se je vse skupaj začelo?

Čeprav se je koncept bliskovnega pomnilnika pojavil v začetku osemdesetih let prejšnjega stoletja, se je prva oblika pomnilniške kartice za komercialno uporabo - PC kartica - pojavila šele leta 1990.

Zgodovina in razvoj pomnilniških kartic

1980-ta: Toshiba je razvila bliskovni pomnilnik tipa NOR iz EEPROM-a (električno izbrisljiv programirljiv pomnilnik, ki je namenjen samo za branje) v začetku osemdesetih let in ga predstavila trgu leta 1984. Leta 1991 je bila trgu prvič predstavljena tehnologija bliskovnega pomnilnika tipa NAND, prav tako razvita v Toshibi.

Bliskovni pomnilnik tipa NAND je pomenil novejšo in izboljšano konfiguracijo, ki je zmanjšala območje pomnilniške celice, tako da je bilo mogoče z njo doseči nižje stroške. Dr. Fujio Masuoka je razvil obe različici bliskovnega pomnilnika, ko je v osemdesetih letih delal za Toshibo.

1990: PC kartice (PCMCIA) so bili prvi komercialni formati spominskih kartic. PC kartica je pomnilniška naprava, zasnovana tako, da se prilega osebnemu računalniku in prenosnemu računalniku kot razširitev pomnilnika. Razvila jih je mednarodna zveza Personal Computer Memory Card International Association (PCMCIA). PC kartica je imela tri tipe, ki so se razlikovali po debelini. Na voljo je bila v 16-bitni in 32-bitni različici. Ta razvojni preboj je omogočil razvoj številnih naprav, ki so temeljile na nastavljivosti PC kartic, vključno z omrežnimi karticami, modemi in trdimi diski. PC kartice se sedaj v glavnem uporabljajo v industrijskih aplikacijah in za povezovanje naprav, kot so modemi. Od leta 1994 so prišli na trg številni formati pomnilniških kartic, manjši od PC kartic. Prva takšna kartica je bila CompactFlash kartica.

1994: Compact Flash I (CF-I) in II (CF-II) so bile naprave za shranjevanje z bliskovnim pomnilnikom, uporabljene predvsem v prenosnih elektronskih napravah. CF kartice je SanDisk specificiral in izdelal leta 1994 v dveh različicah, ki sta se razlikovali v debelini.

CF kartice so fizično večje od drugih bliskovnih kartic in v njih je bil prvotno uporabljen bliskovni pomnilnik tipa NOR, ki je lahko izvajal programe neposredno iz bliskovnega pomnilnika, ne da bi jih bilo treba kopirati v delovni pomnilnik (RAM) naprave. CompactFlash ostaja priljubljen format, podpirajo ga številne profesionalne naprave in uporabniške naprave višjega cenovnega razreda, kot so digitalni fotoaparati znamk Canon in Nikon. CF kartice imajo kapaciteto do 512 GB.

1995: SmartMedia kartica (SM/SMC) je standardna pomnilniška kartica, ki bazira na Toshibinem NAND bliskovnem pomnilniku. Lansirana je bila leta 1995 kot naslednica računalniške diskete. Zmogljivosti pomnilniških kartic SmartMedia so se gibale od 2 MB do 128 MB. Če to številko pretvorimo v današnje digitalne fotografije vidimo, da to ni ravno veliko prostora. Kartica SmartMedia je bila sestavljena iz čipa NAND, vdelanega v tanko plastično kartico in je bila ena najmanjših in najtanjših zgodnjih pomnilniških kartic (njena debelina je bila le 0,76 mm), zaradi česar je bila podvržena poškodbam zaradi upogibanja. Običajno so bile SmartMedia kartice v uporabi kot pomnilnška shramba za prenosne naprave, še posebej priljubljene so bile pri digitalnih fotoaparatih. Leta 2001 je Toshiba z njimi pridobila skoraj polovico trga digitalnih fotoaparatov.

Ob povečanju ločljivosti digitalnih fotoaparatov pa so se pričele pojavljati težave. Kartice večje od 128 MB niso bile na voljo, kompaktni digitalni fotoaparati pa so dosegali velikosti, kjer so bile tudi kartice SmartMedia prevelike, da bi bile priročne. Z letom 1999 je Toshiba prešla na manjše, varnejše digitalne SD kartice. Pomnilniške kartice SmartMedia niso več v izdelavi.

1997: Multimedijsko kartico (MMC) sta leta 1997 razvila SanDisk in Siemens AG. Multimedijske kartice MMC so na voljo v velikosti do 512 GB in se uporabljajo v potrošniški elektroniki. Od uvedbe SD kartic (leta 1999), so MMC kartice izgubile svojo priljubljenost, vendar je vgrajeni MMC (eMMC) še vedno široko uporabljen kot notranji pomnilnika v prenosnih napravah. Vgrajen je lahko v telefone Android ali celo v poceni osebne računalnike kot nadomestilo za dražji, tradicionalni fiksni pogon (SSD).

1998: Memory Stick (MS) je oblika bliskovne pomnilniške kartice, ki jo je Sony predstavil trgu konec leta 1998. Na voljo je bila v velikostih od 4 MB do 128 MB. Kasneje so bile predstavljene tudi številne revizije originalnih kartic z večjo zmogljivostjo shranjevanja, večjimi hitrostmi prenosa in manjšimi velikostmi. Sony je med leti 2000 in 2010 ekskluzivno uporabljal Memory Stick v svojih izdelkih (npr. v digitalnih fotoaparatih Cyber-shot, televizorjih WEGA, računalnikih VAIO in prenosnih ročnih igralnih konzolah PlayStation). Toda z naraščajočo priljubljenostjo SD kartic je Sony leta 2010 začel podpirati tudi SD kartice. Danes Sonyjevi digitalni fotoaparati uporabljajo pomnilniške kartice SD in SDHC. Posodobitve njihovih lastnih kartic niso bile izdane od leta 2010, zato bo najverjetneje Sony-jev Memory Stick ukinjen.

1999: Secure Digital card (SD) je oblika pomnilniške kartice, ki jo je razvilo združenje SD Card Association (SDA) za uporabo v prenosnih napravah. SD kartice so bile trgu predstavljene leta 1999, kot skupno prizadevanje podjetij SanDisk, Panasonic (Matsushita Electric) in Toshibe, kot izboljšava v primerjavi z Multimedijsko kartico (MMC). Postale so industrijski standard.

2000: USB (Universal Serial Bus) sta razvila in predstavila trgu IBM in podjetje Trek Technology. USB pogon je »plug and play« naprava za shranjevanje podatkov, ki je zgrajena iz bliskovnega pomnilnika z integriranim vmesnikom USB. USB ključi se pogosto uporabljajo za shranjevanje, varnostno kopiranje in prenos datotek in so na voljo v različnih velikostih. Podpirajo jih vsi sodobni operacijski sistemi, kot so Windows, Linux, macOS in drugi Unixu podobni sistemi, pa tudi številni sistemi, ki temeljijo na BIOS-u.

2003: miniSD kartice so bile predstavljene trgu leta 2003 kot manjša različica kartice SD. Kljub temu, da so bile nove kartice zasnovane posebej za mobilne telefone, so navadno opremljene z adapterjem miniSD, ki zagotavlja združljivost s standardno režo za spominsko kartico SD. Leta 2005 so bile predstavljene mikro SD kartice, ki so na voljo v zmogljivostih 32, 64 in 128 MB, sledile so jim mikro M2 kartice (velike od 64 MB do 16 GB) in mikro SDHC kartice (2 GB do 32 GB) v letu 2006. Kartice so v tem času napredovale v zmogljivosti in hitrosti.

2010: Pomnilniške kartice SDXC (Secure Digital Extended Capacity) so bile razvite leta 2010, z enakimi dimenzijami kot prejšnje različice SD kartic, vendar se njihove kapacitete začnejo pri 64 GB prostora za shranjevanje in gredo vse do 2 TB. Zaščitene so tudi pred prahom, so vodoodporne in lahko prenesejo do 16kg pritiska, obenem pa so tudi zelo hitre. Kartica SDXC uporablja Microsoftov datotečni sistem exFAT za obdelavo velikih količin podatkov in datotek. Na voljo je tudi različica micro SDXC.

V tem trenutku razvoja pomnilniških kartic je vse v vse večjih hitrostih, manjših velikosti, višji zanesljivosti, večjem prostoru za shranjevanje in večji robustnosti.

2016: Samsungov Flash Universal Storage (UFS) je bliskovni pomnilnik za digitalne fotoaparate, mobilne telefone in potrošniške elektronske naprave. Njegov cilj je povečati hitrost prenosa podatkov in zanesljivost bliskovnega pomnilnika. Tehnologija UFS omogoča istočasno zapisovanje in branje podatkov v pomnilnik in je mišljena kot nadomestitev eMMC in SD kartic (ki lahko opravljajo le eno operacijo naenkrat). Samsung že uporablja UFS v nekaterih svojih telefonih. Razvili so pomnilniške kartice UFS z 32, 64, 128 in 256 GB prostora. Ampak, čeprav imajo UFS kartice veliko boljšo hitrost in izkoriščenost baterije, so SD kartice še vedno bolj priljubljene na trgu.

2018: SDUC, napovedan junija 2018, naj bi sledil korakom originalnih kartic SD, SDHC in SDXC. Glede na specifikacije bo znova dvignil najvišjo raven zmogljivosti shranjevanja (z 2 TB na 128 TB) in ponovno povečal hitrost (1,58x v primerjavi s prejšnjo različico spominskih kartic). Trenutno še ni točno določenega datuma, ko bomo nove kartice videli na trgu.

(2) Prednosti in slabosti bliskovnega pomnilnika

Pomnilniške kartice so zanesljive, saj nimajo gibljivih delov in na njih ne vplivajo magnetna polja. Njihov pomnilnik je obstojen, kar zagotavlja stabilnost podatkov na kartici. So načeloma brez mehanskih težav in niso podvržene poškodbam. Za povprečnega uporabnika so zelo trpežne, vse dokler nanje ne pade skala. So majhne, lahke in kompaktne, zaradi česar so enostavno prenosne.

Imajo visoko kapaciteto shranjevanja, kar uporabniku olajša doseganje večjega prostora za shranjevanje (na primer v pametnem telefonu z omejenim pomnilniškim prostorom). Imajo majhne potrebe po porabi energije (kar pomeni, da z njimi ne praznite baterije na svoji napravi), omogočajo takojšen dostop do podatkov (in enostaven dostop do podatkov preko osebnega računalnika s čitalcem kartic) in ker so enostavno odstranljive jih lahko enostavno uporabljate v različnih napravah.

Na voljo so v naboru različnih velikostih. Njihovo vsebino lahko izbrišete in nato nanje ponovno pišete ter jih tako ponovno uporabite. In vendar vse to ne pomeni, da so brezhibne.

Čeprav splošna zasnova pomnilniške kartice omogoča odpornost na fizične poškodbe, kljub vsemu ne zagotavlja popolne zaščite. Spomin se lahko izgubi, založi, zdrobi in elektronsko pokvari ter postane neberljiv. Običajno so počasnejše od primarnega pomnilnika in imajo omejeno število ciklov branja/pisanja, kar pomeni, da se postopoma razgrajujejo.

Podatke lahko hranijo do 10 let brez degradacije, vendar je njihova življenjska doba končna, zato je za varnost podatkov pomembno, da uporabnik hrani varnostne kopije podatkov.

(3) Kaj pa prihodnost bliskovnega pomnilnika?

Napredek razvoja pomnilniških kartic gre vzporedno z vse večjo zapletenostjo tehnologije mobilnih telefonov, digitalnih fotoaparatov in drugih elektronskih naprav. To na splošno vodi v zmanjšanje velikosti in cene kartic ter povečanja njihove hitrosti (hitrejše branje in pisanje podatkov) in povečanje pomnilniških kapacitet, ki jih pomnilniške kartice ponujajo uporabnikom.

Izboljšave pomnilniških kartic so omogočile znatno rast prodaje digitalnih fotoaparatov, ne pozabimo pa tudi na prodajo drugih potrošniških izdelkov - televizorjev, mobilnih telefonov, glasbenih predvajalnikov, osebnih digitalnih pomočnikov, konzol za video igre, videokamer in drugih naprav, ki uporabljajo bliskovni pomnilnik.

V prihodnosti bodo trgu rutinsko predstavljene še manjše različice pomnilniških kartic, ki bodo potrošnikom ponujale enostaven način za prenos podatkov z ene naprave na drugo, z vse višjo hitrostjo. Glede na njegov trenutni pomen bo bliskovni pomnilnik vsekakor v široki uporabi tudi v prihodnjih letih.

Če vas zanima zgodovina pomnilniških naprav preberite našo objavo ali si oglejte naše video vsebine na temo zgodovine pomnilniških naprav:

• Video 1.del
• Video 2.del

Želite govoriti z nami? Pridružite se nam na Koofr subredditu.

Vam je bil všeč ta članek? Oglejte si kaj počnemo.