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存储速度简要说明

存储速度简要说明

作者: 之乎 | 来源:发表于2017-02-28 22:19 被阅读142次

    本篇笔记对存储介质中使用的速度规格做一个说明。

    即便是同一厂牌,速度规格也成为区分高低阶的重要指标

    目录

    1. 数据量直接表达
    2. 规格量化
      2.1. Class标准
      2.2. UHS标准
      2.3. USB
      2.4. Ultra DMA
    • 传统遗留对比速度
    • 参考与引用

    数据量直接表达


    最直观的表达方式,就是用数据传输量除以时间,单位一般为KB/s、MB/s以及以此扩张的其他单位。

    在作为购买参考指标的时候,需要注意,是『最小持续写入』或是『平均写入』以及『峰值写入』,这些看起来细微但很重要的差异,会对你的应用场景产生影响。

    规格量化


    为了应对一些特殊需求,部分组织制定了需求的速度标准。

    Class标准

    所谓的Class,说的是Speed Class Rating,是用于规范SD系存储卡的最小写入速度的标准。
    最早诞生了3个标准:

    1. Class2
    2. Class4
    3. Class6

    分别对应2MB/s、4MB/s与6MB/s的写入速度,随着Full HD记录的普及,增补了Class10(最低10MB/s写入),取代Class6的位置。

    Class10的标志,是一个演化的C和10的结合

    UHS标准

    UHS,是Ultra High Speed总线的简称,用于约束部分SDHC及SDXC的存储卡。总体而言比上述Class标准会更高。

    UHS-I
    UHS-I的Class1级别规定了最低10MB/s的写入;增补的Class3级别,『UHS-I 3』,对应30MB/s写入与读取,这一规格也可视作4k视频录制的一个门槛。 UHS-I 3 不是 UHS-III!

    这是一张示意图,注意是在一个 U 里写一枚 3

    UHS-II
    算是对I代的进化,高码率4K视频记录,以及更高水准要求的存储卡。
    UHS-II标准的卡,在背面可以观察到有增补触点,十分容易辨认。

    一张SanDisk出品,支持UHS-II规格的SDXC存储卡的背面

    因为增补了触点,所以要使用新一代高速标准,不能简单通过固件更新等方式实现,需要在硬件上进行升级。最早支持UHS-II的相机是富士公司的X-T1,差不多是2014年投放市场,同期记得SanDisk和Toshiba较早生产这类型的卡。而2017年初这一时间点,如奥林巴斯 E-M1 MarkII 以及 松下 GH-5 等均支持UHS-II的SD存储卡。

    没错,你的读卡器也要更新了。

    UHS-III
    非常新鲜热辣,是2017年2月份发布的标准。直接就说是『UHS-II的两倍速度』,长远来看可能步子小了一点,也许以后会有增补吧。可以查看此处

    读卡器还没更新吧?要不再等等吧~

    贡献一个表格:

    名称 最低写入速度 图标 备注
    Class2 2MB/s 针对标清视频记录
    Class4 4MB/s HD(720p)或1080i视频记录
    Class6 6MB/s HD(720p)或1080i视频记录
    Class10 10MB/s 针对Full HD(1080p)视频记录的一般标准
    UHS-I Class1
    简写U1
    10MB/s
    UHS-I Class3
    简写U3
    30MB/s
    UHS-II 156MB/s (FD156)
    312MB/s (HD312)
    这类SD、TF卡具有增补触点
    UHS-III 312MB/s (FD312)
    624MB/s (FD624)
    这类SD、TF卡具有增补触点
    A1 30MB/s 这是针对智能设备扩展用,指的是可以在其上直接运行APP<br />除了速度指标,要求最低达到1500读与500写进程每秒

    话说未来8K视频,如果保持60fps记录,不计算特别的压缩算法,
    数据量就相当于1080p@30fps的32倍,相当可观。

    USB

    USB,是为Universal Serial Bus(通用串行总线)简写,“宇宙存储总线”,今日而言,无处不在~

    USB的仿三叉戟标志

    其几代规格颇有时代速度的代表性,罗列如下:

    USB 1.x,大约活跃在1996~2000的日子里。其规定最高速度为12Mbit/s,折换约1.5MB/s。

    USB 2.0,大约活跃在2000~2010的时光,其实到现在也不鲜见,其中最高规格的High Speed的有效速度,在280 Mbit/s,或称35MB/s。

    USB 3.0,在2008年规范议定,逐渐流行;其规定的最高速度为5Gbit/s,约625MB/s。
    USB 3.1,则是对3.0的增补,其中最高速的 USB 3.1 Gen 2 规定的最高速度为 10Gbit/s,也就是1.25GB/s。

    发展过程中,与USB相爱相杀的还有FireWire(IEEE 1394)、Thunderbolt(俗称雷电)。它们的数据如下:

    • FireWire 400 —— 400Mbit/s,约49.152MB/s
    • FireWire 800 —— 原初的800Mbit/s,约100MB/s;后期的1394b可以支持到约400MB/s,理论上限
    • Thunderbolt v1 —— 双通道满载极限为20Gbit/s
    • Thunderbolt v2 —— 20通道满载极限为20Gbit/s
    • Thunderbolt v3 —— 40Gbit/s,约5GB/s
    THUNDERBOLT商标

    FireWire感觉苹果很青睐,还有就是DV上很喜欢这个口,其他根本想不到;而且没有自带电力供应,也使得不如USB方便(想想现在那么多的USB供电设备)。苹果后来去到了雷电,由传输的PCIE和显示的DP撑腰(接口界面就是mini DP),在一些高端和专有设备上存在,但仍然不敌USB的大众化;结果到了3代,现在界面都和USB Type-C一致了,也许未来会是一个大融合的态势。

    Ultra DMA

    UDMA从ATA控制器的标准演化得到,按说属于计算机内部速度标准,但因为CF卡的电气规格也是从ATA中而来,所以有共通之处。

    早年的IDE硬盘接口(严格来说是PATA),从UltraATA33演化到UltraATA133(速度就标在名称上,133MB/s)。到了UDMA7,便一起拿来用做CF6.0的规格,传输速度上限为167MB/s

    索尼主导去做的XQD,号称是CF接班人,用的PCI Express 3.0规范,最高支持8Gbit/s ,约1000 MB/s,但是似乎一直在消费级铺展不开,目前似乎仅尼康D4支持,这方面大约不如SD阵营的UHS-II进化。

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    ](https://img.haomeiwen.com/i144392/73a3a2f42c248eb8.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

    传统遗留对比速度


    一个由CD时代传下来的『倍速』说法。
    一张CD的播放时间74分钟,但作为数据存储,大约为80分钟长(这其中的标准演变不展开,参见此处),而其用于存储数据的量为700MB,那么在这段播放时间内完成数据量的传输,即为一倍速(写作1x),以此类推而有2x、4x、16x等。这其中的一倍速,<a>大约为150KB/s</a>。
    在CD驱动器的末代,市售产品的读取速度上限大约为52x。

    类似的,到了DVD普及时代,也以DVD盘的数据量与DVD的标准播放时间之比,重新作为一倍速。单张数据DVD碟片数据量为4.38GB,对应记录时间为120min,<a>所以DVD的1x 折合1.32MB/s</a>。末代的民用DVD光驱似乎止步于16x读取的水平。

    在HD DVD与Blu-ray争霸战落幕之后,Blu-ray作为蓝光技术光碟代表,也有了自己的定义:单张碟片标称数据量为23.25GB,时间为180min,<a>Blu-ray的一倍速约为4.29MB/s</a>。Blu-ray现在往着更多层的结构进化,但是连索尼自己都不在PS4 Pro上配置最新的蓝光光驱,有人解读为索尼更看好网络流传播。

    在目前市售的存储卡中,仍有以该项数据作为标称的写法,特别是没有前述规范约束的CF卡,想来是照顾早年用户。

    [图片上传失败...(image-4cfad4-1513445758057)]](https://img.haomeiwen.com/i144392/323511863916db3e.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

    参考与引用


    USB - 英文维基
    https://en.wikipedia.org/wiki/USB

    Thunderbolt雷电接口 - 英文维基
    https://en.wikipedia.org/wiki/Thunderbolt_(interface)

    Compact Disc Digital Audio - 英文维基
    https://en.wikipedia.org/wiki/Compact_Disc_Digital_Audio

    SD存储卡的区别
    http://www.toshiba-personalstorage.cn/overview/overview_sd.html

    SD卡组织定义的速度标准
    https://www.sdcard.org/consumers/speed/bus_speed/

    SDアソシエーション、新UHSスピードクラス「UHS-III」を発表
    http://dc.watch.impress.co.jp/docs/news/eventreport/1046330.html

    SDカードがSATA 6Gbpsより高速な転送速度624MB/sのUHS-IIIに進化
    ~全二重通信の採用でUHS-IIから2倍に高速化
    http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1046118.html





    之乎,于2017-02-28
    2017-12 更新

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