какое максимальное разрешение видео характеризует класс v30
Руководство по классам скорости для карт памяти SD и microSD
Какой класс скорости требуется для карты памяти SD и microSD для работы с данным устройством? Мы разберемся в требованиях к скорости и что они означают, чтобы помочь вам выбрать подходящую карту памяти для камеры, видеорегистратора, дрона, 360-градусной камеры, экшн-камеры и других устройств.
| Speed Class | UHS Speed Class | Video Speed Class |
|---|---|---|
 |  |  |
| Метка «Класс скорости» | Метка «UHS Speed Class». | Метка «Video Speed Class».  |
Цифры с круглым символом «C», «U» или «V» рядом или вокруг них указывают классы скорости карты памяти. Изготовители используют эти символы для обозначения типа класса скорости и категории на карте памяти. Они должны помочь потребителям выбрать подходящую карту памяти для своих устройств с точки зрения скорости.
Speed Class
Самый первый класс скорости известен просто как исходный класс скорости и обозначается символом «C». В классе Speed Class есть четыре категории:
| Минимальная скорость последовательной записи | Класс скорости | Соответствующий формат видео | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Speed Class | UHS Speed Class | Video Speed Class (новое) | Видео 8K | Видео 4K | Видео в формате Full HD / HD | Стандарт Видео | |
| | | Необходимая скорость зависит от конкретного устройства записи / воспроизведения, даже при использовании одного и того же формата.ondition, even in the same format. | ||||
| 90MБ/с | | ||||||
| 60MБ/с |  | ||||||
| 30MБ/с |  | ||||||
| 10MБ/с |  | ||||||
| 6MБ/с |  | ||||||
| 4MБ/с | |||||||
| 2MБ/с | |||||||
C2 is the slowest speed class while C10 is the industry standard. Because of newer hardware devices requiring newer speed classes with higher speeds and capabilities, hardly anyone uses Class 2–6 nowadays. C10 is usually the minimum speed class requirement for most hardware devices made today.
UHS Speed Class
Следующий класс скорости — это UHS (Ultra-High Speed) Speed Class, который обозначается символом «U». В классе UHS Speed Class есть две категории:
Класс UHS Speed Class в настоящее время используется чаще, чем класс Speed Class, и для многих функций профессиональных камер, таких как запись видео с высоким разрешением, требуется карта памяти как минимум категории U3. Класс скорости UHS Speed Class в основном относится к минимальной постоянной скорости записи видео. Он возник вследствие того, что для устройств записи видео с поддержкой 4K требуется более высокая скорость записи. Как правило, для записывающих камер с поддержкой 4K требуется SD-карта как минимум категории U3.
Характеристики карт памяти U1 и U3 выше по сравнению с картами класса Speed Class вследствие того, что они используют один из двух интерфейсов шины UHS:
Карты памяти U1 и U3 могут использовать интерфейс шины UHS-I, но несовместимы с интерфейсом шины UHS-II.
Эти интерфейсы шины UHS указывают теоретические максимальные скорости чтения и записи, в отличие от постоянной скорости записи для классов скорости. Интерфейсы шины UHS обозначаются римскими цифрами «I» или «II» на лицевой стороне карты. Скорости шины относятся к теоретической скорости передачи данных самого интерфейса, в то время как SD-карта категории U3 имеет собственную постоянную скорость записи 30МБ/с. Например, карта UHS-I категории U3 гарантирует скорость записи 30МБ/с, но имеет потенциал для скорости чтения и записи до 104МБ/с при использовании с устройством, поддерживающим интерфейс шины UHS-I.
Карта памяти, совместимая с интерфейсом UHS-II, имеет потенциальную скорость чтения и записи до 312МБ/с. Интерфейсы шины UHS обратно совместимы, поэтому вы можете использовать карту UHS-II в устройстве, которое поддерживает UHS-I, но вы не увидите преимущества скорости UHS-II, поскольку карта по умолчанию вернется к более низким спецификациям UHS-I. И карта памяти, и интерфейс шины должны быть полностью совместимы, чтобы вы ощутили преимущества в скорости.
Video Speed Class
Последний класс скорости Video Speed Class был создан для поддержки видео более высокого разрешения и таких функций записи, как несколько видеопотоков, 360-градусная съемка, контент VR и видео с разрешением 4K или 8K. Такие карты памяти обычно маркируются символом «V». В классе Video Speed Class есть пять категорий:
Уникальность класса скорости Video Speed Class заключается в том, что он может использовать и интерфейс UHS-I, и интерфейс UHS-II. Карты памяти с классом скорости от V6 до V90 могут использовать интерфейс шины UHS-II, но интерфейс шины UHS-I может поддерживать только карты памяти с классом скорости от V6 до V30.
Класс скорости Video Speed Class обеспечивает самую высокую доступную скорость и идеально подходит для видео сверхвысокого разрешения, высококачественного видео и многофайловой записи с помощью дронов и камер с обзором на 360 градусов. Он поддерживает форматы HD вплоть до видео 8K в дронах, 360-градусных камерах, экшн-камерах и VR-камерах.
При поиске оптимальной карты памяти для своего устройства выбирайте тот же или более высокий класс скорости, который требуется для вашего устройства. Например, если вашему устройству требуется карта памяти класса Class 4, вы можете использовать класс скорости Speed Class 4, 6 или 10. Если требуется карта памяти UHS Speed Class 1, можно использовать класс скорости UHS Speed Class 1 или 3. То же самое относится и к классу скорости Video Speed Class. Обратите внимание, что карта более высокой категории, превышающей требования к классу скорости для устройства, все равно будет работать, но вы не ощутите все преимущества более высокого класса скорости, поскольку устройство поддерживает только более низкий класс.
Выбираем флеш-карты: подробное руководство по разновидностям Secure Digital
При выборе жесткого диска у «продвинутого» покупателя обычно не возникает особых проблем. Взять тот же WD6003FZBX на 6 ТБ: скорость вращения шпинделя 7200 оборотов в минуту, вместительный кэш в 256 мегабайт и наличие высокоскоростного интерфейса SATA III с пропускной способностью 6 Гбит/с красноречиво свидетельствуют о том, что перед нами высокопроизводительное решение, способное удовлетворить нужды как заядлых геймеров и энтузиастов, так и профессионалов. Единственный нюанс, который здесь необходимо учитывать, заключается в том, что показатель 6 Гбит/с — это пропускная способность самой шины: хотя скорость передачи информации из кэша в систему составляет 550 МБ/с, реальная скорость обмена данными между системой и накопителем для рассматриваемой модели достигает 227 МБ/с, что все равно является превосходным результатом для классических винчестеров. Впрочем, об этом и так знает практически любой технически подкованный пользователь ПК.
Когда же речь заходит о флеш-картах, в тупик может зайти даже бывалый админ. За примерами далеко ходить не надо: достаточно открыть страницу карты памяти SanDisk Extreme PRO UHS-I. Помимо привычных строк «скорость чтения: до 170 МБ/с» и «скорость записи: до 90 МБ/с», в спецификациях красуется таинственная надпись «скорость видео: C10, U3, A2, V30». Но позвольте, мы уже знаем скоростные характеристики продукта. Зачем нужны еще какие-то непонятные классы скорости, да еще и в количестве четырех штук? И в чем вообще состоит принципиальное отличие перечисленных показателей друг от друга? Именно в этих вопросах нам предстоит разобраться в сегодняшнем материале.
Первая версия Secure Digital Memory Card была разработана в 1999 году при участии SanDisk (в настоящее время является дочерним предприятием Western Digital), Panasonic и Toshiba. Уже в 2000 году в рамках International Consumer Electronics Show (CES) было объявлено о создании некоммерческой организации SD Card Association, учредителями которой стали перечисленные выше корпорации. На сегодняшний день в ее работе участвуют более 1000 компаний, инженеры которых помогают в проектировании и развитии целого комплекса спецификаций, описывающих практически все параметры съемных карт памяти — начиная от форм-фактора и заканчивая особенностями интерфейса обмена данными с клиентским устройством. Документ носит название «SD Specification», а с его содержанием можно ознакомиться на официальном сайте https://www.sdcard.org. Давайте внимательно изучим ресурс и разберемся, что же означают различные аббревиатуры и маркировки.
Форм-фактор карт памяти Secure Digital
Начнем с самого простого — форм-фактора. SD Specification предусматривает три типоразмера карт памяти:
Помимо перечисленных, существует и еще один, уникальный в своем роде форм-фактор — nanoSD, представленный в октябре 2018 года компанией Huawei. По размеру данные карты памяти полностью идентичны nanoSIM и имеют габариты 12,3×8,8×0,67 мм, то есть оказываются практически на 45% миниатюрнее обычных microSD. Они были выпущены одновременно со смартфонами Huawei Mate 20 и Mate 20 Pro, поддерживающими работу исключительно с данным форматом флеш-карт, а также с фирменными двухпортовыми (USB + Type-C) кардридерами, позволяющими работать с другими моделями мобильных девайсов, настольными компьютерами и ноутбуками.
К сожалению, единственным козырем новых карт оказался миниатюрный размер, тогда как по цене и техническим характеристикам они существенно уступают классическим microSD. Например, Huawei Nano SD емкостью 128 ГБ и скоростью последовательного чтения 90 МБ/с, стоит в официальном магазине практически 6 тысяч рублей. Для сравнения, Sandisk Extreme аналогичной емкости, обладающая куда более впечатляющими характеристиками (скорость чтения/записи до 160/90 МБ/с соответственно, с защитой от воздействия воды, высоких и низких температур, ударов и рентгеновского излучения) обойдется вам в 2200–2500 рублей по данным «Яндекс.Маркета» (приведенные сведения актуальны на момент написания материала).
Поскольку новый формат до сих пор не был согласован с SD Card Association и не получил официального статуса, говорить о его дальнейшем распространении пока рано. А в свете санкций США против компании Huawei и торговой войны с Китаем, перспективы nanoSD становятся еще более туманными.
Стандарты карт памяти Secure Digital
Если с форм-фактором все достаточно очевидно, то со стандартами флеш-карт ситуация несколько более сложная. На сегодняшний день SD Specification описывает 5 поколений карт Secure Digital, различающихся объемом и другими техническими характеристиками. Рассмотрим каждое из них по отдельности.
Данный стандарт представлен в двух версиях: 1.0 и 1.1. Карты памяти SD 1.0 имеют объем от 8 МБ до 2 ГБ, тогда как емкость устройств, отвечающих спецификации 1.1, достигает уже 4 ГБ. SD-карты этого типа используют побайтную адресацию и 32-разрядные адреса (чем и объясняется максимальный предел емкости в 4 гигабайта), поддерживая файловые системы FAT16 и FAT32.
Карты памяти, удовлетворяющие SD Specification версии 2.0. Их главным отличием от предшествующих является поддержка посекторной адресации, что позволило увеличить максимальный объем флеш-карт до 32 гигабайт. Негативная сторона данного преимущества — отсутствие обратной совместимости с устройствами, ориентированными на работу с обычными SD-картами. В качестве файловой системы используют FAT32.
Стандарт, представленный SD Association в 2009 году в рамках профильной международной выставки International Consumer Electronics Show (CES). Аббревиатура расшифровывается как Secure Digital eXtended Capacity («SD-карты повышенной емкости»). Карты памяти SDXC могут иметь объем до 2 ТБ и используют файловую систему exFAT, а также получили шину UHS (о ней мы поговорим ниже), способную работать в четырехбитовом режиме и обеспечивать скорость передачи данных вплоть до 312 МБ/с. Еще одной особенностью нового стандарта является прямая и обратная совместимость с предшествующими стандартами: устройства с поддержкой SDXC способны работать с картами памяти SD и SDHC, а карты памяти SDXC могут работать в устройствах с поддержкой SDHC при условии, что были предварительно отформатированы в FAT32.
Этот стандарт вошел в перечень спецификаций SD Specification версии 7.0. Подобно SDXC, данные карты памяти используют файловую систему exFAT, однако их максимальная емкость может достигать уже 128 ТБ.
SD Express
Стандарт, представленный SD Association широкой общественности 27 июня 2018 года. В него вошли сразу три разновидности флеш-карт, отличающиеся друг от друга максимальной емкостью: SDHC Express (до 32 ГБ), SDXC Express (до 2 ТБ) и SDUC Express объемом до 128 ТБ. Новое поколение карт памяти принципиально отличается от своих предшественников, так как использует интерфейс PCI Express 3.0 и протокол NVMe 1.3 (на втором ряду контактов), что позволяет им развивать скорость передачи данных вплоть до 0,9 ГБ/с. При этом флеш-карты данного типа обратно совместимы с устройствами, поддерживающими работу с шиной UHS.
Что касается SDXC и SDUC, необходимо понимать, что SD Card Association при разработке стандартов играет на опережение, так как на создание соответствующих технологий и практическое внедрение принятых спецификаций требуется достаточно продолжительное время. На сегодняшний день самой вместительной и самой быстрой картой памяти является SanDisk Extreme емкостью 1 ТБ: в довесок к рекордному объему данная карта демонстрирует впечатляющую скорость последовательного чтения (до 160 МБ/с), при том что сам стандарт SDXC, как было сказано выше, предусматривает максимальную емкость карты до 2 ТБ и скорость передачи данных до 312 МБ/с, то есть потенциально флеш-карта SDXC может быть в 2 раза вместительнее и вдвое быстрее.
Создание данной карты стало возможным благодаря использованию новейшей 64-слойной трехмерной флеш-памяти 3D NAND BiCS, выполненной по 28-нанометровому техпроцессу, о которой мы подробно рассказывали в предыдущих материалах, посвященных твердотельным накопителям. Именно повышение плотности упаковки ячеек практически в 1,4 раза по сравнению с предыдущим поколением трехмерной памяти помогло нам создать флеш-карту рекордной по меркам современного рынка емкости. Дальнейшее же развитие перспективной технологии позволит в будущем увеличить количество слоев в трехмерном кристалле до 128 и создавать еще более совершенные продукты, отвечающие спецификации SDUC.
Скоростные характеристики SD-карт
Со стандартами разобрались, пришло время изучить скоростные классы. Однако для того чтобы в дальнейшем не возникало путаницы, необходимо разобраться с таким понятием, как UHS. Данная аббревиатура расшифровывается как Ultra High Speed — «сверхскоростная передача данных». Термин имеет два значения. Прежде всего это название шины, спецификация которой впервые появилась в третьей версии стандарта Secure Digital. Главным отличием UHS от предшественников стала поддержка 4-битового режима передачи информации, что позволило вывести производительность флеш-карт на принципиально новый уровень. Так, UHS-I, спецификации которой были определены в стандарте Secure Digital 3.01, поддерживает скорость обмена данными 50 или 104 МБ/с, а UHS-II (вошла в обновленную версию стандарта Secure Digital 4.0) — уже 156 МБ/с или 312 МБ/с, тогда как для SD-карт с интерфейсом High Speed пределом мечтаний были 25 МБ/с.
Кстати, запись «50 или 104 МБ/с» не является ошибкой. Здесь имеется в виду не диапазон скоростей, а два возможных режима работы. Карты UHS-I способны функционировать в режиме SDR50 или SDR104. В режиме SDR (Single Data Rate) за один такт передается одно слово данных и принимается одна управляющая команда. Таким образом, при частоте 100 МГц шина способна передавать 50 мегабайт в секунду, а при частоте 208 МГц — уже 104 МБ/с.
С интерфейсом UHS-II все несколько сложнее. Такие карты памяти имеют две строки контактов.
Верхняя обеспечивает обратную совместимость с интерфейсами High Speed и UHS-I, тогда как нижняя — возможность функционирования карты в двух дополнительных режимах: FD156 и HF312. Использование пары низковольтных (0,4 В) полос в дуплексном режиме (а FD означает не что иное, как Full Duplex) позволяет добиться честных 156 МБ/с при частоте 52 МГц, а полудуплексный режим (HD, то есть Half Duplex) — уже 312 МБ/с при той же частоте, однако при этом данные могут передаваться только в одном направлении в каждый конкретный момент времени.
Аббревиатура UHS также используется для обозначения класса скорости флеш-карт, снабженных данным интерфейсом (полное название — UHS Speed Class). Но, прежде чем перейти к его обсуждению, имеет смысл четко определиться с используемой терминологией. Для этого обратимся к техническим характеристикам карт памяти SanDisk Extreme PLUS SDHC/SDXC UHS-I.
Здесь цифры 90 и 60 МБ/с — это номинальная скорость, достижимая в определенных сценариях (последовательное чтение и запись соответственно) при идеальных условиях, в которых клиентское устройство полностью раскрывает потенциал конкретной карты. На практике подобные ситуации крайне редки: чаще всего карта работает в смешанном режиме, а сам девайс может являться «бутылочным горлышком». В связи с этим появилось понятие «класс скорости» — минимальный устойчивый показатель производительности в наихудших условиях тестирования на совместимом оборудовании. На сегодняшний день существуют 4 класса скорости:
Наличие сразу трех классификаций, определяющих пригодность той или иной карты для работы с потоковым видео, объясняется как постоянным развитием самих флеш-карт, так и распространением новых форматов видеозаписи. Первой классификацией стала Speed Class, включающая 4 класса производительности (от 2 до 10 МБ/с). Классификация UHS Speed Class была введена специально для устройств с шиной UHS и включает всего два класса: 1 (10 МБ/с) и 3 (30 МБ/с). Video Speed Class была впервые представлена SD Card Association в ходе ежегодной выставки CP+, проведенной в Иокогаме в 2016 году, и вошла в спецификацию SD 5.0. Данная классификация учитывает поддержку записи потокового видео сверхвысоких разрешений (4K, 8K и 3D) и охватывает диапазон скоростей от 6 до 90 МБ/с.
Application Performance Class вошел в дополненную версию спецификации SD Specification 5.1. Потребность в его разработке была во многом обусловлена появлением возможности использования флеш-карт в качестве внутреннего хранилища в мобильных устройствах на базе Android (возможность полноценного объединения собственной памяти смартфона с пространством флеш-карты появилась начиная с 6-й версии операционной системы Marshmallow). Хотя карты памяти демонстрировали хорошие результаты при записи потокового видео, их производительности зачастую оказывалось недостаточно для работы с приложениями, а появление нового стандарта как раз и было призвано исправить этот недостаток.
Все перечисленные классификации используют единый формат сокращенных обозначений: XY, где X — литера, указывающая на тип используемой классификации, а Y — число, обозначающее собственно сам класс. Классам скорости флеш-карт соответствуют следующие латинские буквы:
Speed Class
UHS Speed Class
Video Speed Class
Минимальная устойчивая скорость записи
Выбор флеш-карт для системы видеонаблюдения: на что обратить внимание?
Современные цифровые камеры видеонаблюдения не идут ни в какое сравнение со своими аналоговыми предками. Каждая из них представляет собой полноценную независимую единицу в составе охранной инфраструктуры, способную решать множество прикладных задач в автономном режиме, без участия видеорегистратора или вмешательства человека. Прошивка такой видеокамеры, по сути, является полноценной операционной системой, позволяющей тонко настраивать все аспекты ее работы, включая как чисто технические параметры (разрешение, скорость записи, используемый кодек), так и smart-функции (запись по событию, обнаружение несанкционированных действий или забытых предметов, распознавание лиц или автомобильных номеров, тревожное оповещение о разрыве сети и попытках доступа к оборудованию и многие другие).
Использование «умных» камер обеспечивает целый ряд важнейших преимуществ, ключевым из которых является повышение отказоустойчивости охранной инфраструктуры. Поскольку каждое такое устройство способно функционировать автономно, задача условного злоумышленника, который пожелает проникнуть на охраняемый объект, осложняется тем, что теперь ему необходимо вывести из строя буквально каждый девайс на своем пути, что, при условии продуманной системы резервного питания, становится практически невыполнимой задачей. Взлом и отключение видеосервера в данном случае оказываются бессмысленными: многочисленные цифровые «глаза» продолжат неустанно следить за вверенной территорией, скрупулезно фиксируя все происходящее на карту памяти. Вот только для работы в составе системы видеонаблюдения подойдет отнюдь не каждая флеш-карта: большинство потребительских и даже профессиональных моделей оказываются попросту непригодными для столь специфических нагрузок. На что же следует обратить внимание, выбирая накопитель для камеры видеонаблюдения? Давайте разбираться.
Чтобы четко определить критерии выбора флеш-карт для системы видеонаблюдения, сперва необходимо разобраться, в каких именно условиях они будут эксплуатироваться. И здесь необходимо учитывать следующее:
1. Видеокамеры, предназначенные для контроля за периметром, устанавливаются снаружи зданий, зачастую в труднодоступных местах (непосредственно на фасадах на большой высоте, на фонарных столбах или опорных мачтах). Как правило, они имеют антивандальную защиту и способны эффективно противостоять сильным ударам, однако при этом непрерывно подвергаются воздействиям таких негативных факторов окружающей среды, как перепады температур, высокая влажность, пыль и атмосферные осадки.
Камеры видеонаблюдения, смонтированные на фонарном столбе
2. Хотя большинство современных камер и NVR поддерживают активацию по событию (обнаружение движения в зоне интереса, пересечение объектом обозначенной границы), в реальной жизни могут возникнуть ситуации, при которых запись будет вестись в течение нескольких часов подряд. Кроме того, на особо охраняемых объектах и в местах массового скопления людей видеофиксация в режиме 24/7 является обязательным условием обеспечения безопасности.
3. Флеш-карты для камер видеонаблюдения играют роль резервного хранилища для наиболее актуальной информации: данные на них имеют ограниченный жизненный цикл и постоянно перезаписываются.
Теперь вести разговор можно более предметно. Начнем с самого простого — защиты от механических воздействий и факторов окружающей среды.
Насколько важны ударопрочность и влагостойкость?
Самый очевидный способ вывести из строя видеокамеру — разбить, поэтому все уличные модели имеют «антивандальное» исполнение и способны выдерживать весьма сильные удары. Как и сами microSD-карты: в отличие от жестких дисков, накопители на основе флеш-памяти практически невосприимчивы к ударам и вибрации, поскольку не имеют в своем составе подвижных частей. Если винчестеры способны выдерживать высокоэнергетические воздействия около 50g во время работы, то флеш-карты без проблем справляются с ударами в 500g, и даже падение на твердую поверхность с высоты в несколько метров никоим образом на них не отразится.
А вот с влагостойкостью уже не все так просто. Если уличная камера имеет маркировку IP68, это говорит о том, что ее корпус герметичен и при соблюдении условий эксплуатации ни вода, ни пыль внутрь не проникнут. Но что, если во время сервисного обслуживания нерадивый сотрудник нарушил технологию сборки? И что произойдет, если настырному хулигану все же удастся повредить прочный кожух? Производители видеокамер предусмотрели и этот сценарий.
Электронные компоненты, используемые в камерах наружного наблюдения, защищены конформным (то есть в точности повторяющим геометрию изделия) покрытием, дополнительно защищающим печатные платы и микрочипы от воздействия воды и пыли. Такие составы создаются на основе акрила, силикона, парилена или других высокомолекулярных соединений. В промышленности для их нанесения используют автоматизированные установки, а контроль целостности защитной пленки осуществляется с использованием технологий машинного зрения, что гарантирует высокое качество покрытия и отсутствие в нем микротрещин.
Нанесение конформного покрытия на печатную плату
Это позволяет минимизировать вероятность выхода камеры из строя даже в том случае, если целостность ее корпуса была нарушена. В то же время это означает, что и используемые в них флеш-карты должны соответствовать высоким стандартам защиты и уметь противостоять воздействию факторов внешней среды.
Качественный термокожух с водяным охлаждением для камеры видеонаблюдения обойдется вам в дополнительные 100 тысяч рублей на устройство
Итак, с физическими параметрами разобрались, настало время осветить такой вопрос, как рабочий ресурс карт памяти и понять, почему для видеокамер не подходит ни одна из «гражданских» моделей флеш-накопителей.
Рабочий ресурс карт памяти для системы видеонаблюдения
Представим ситуацию. Несколько лет назад вы подыскивали карту для смартфона и остановили свой выбор на недорогой модели емкостью 64 гигабайта. Впоследствии ваша уверенность в том, что вы поступили правильно, лишь крепла: карточка успешно пережила пару мобильных телефонов, прекрасно себя чувствовала в любительском фотоаппарате, да и сегодня продолжает служить вам верой и правдой, будучи установленной в рабочий планшет. Означает ли это, что для корпоративной системы видеонаблюдения вам следует закупиться аналогичными флеш-картами, тем более что за эти годы производитель полностью обновил линейку, сделав накопители еще лучше?
Разумеется… нет. Ведь реальный срок службы карты памяти зависит не от того, сколько вы ее используете, а от того, как вы это делаете. Рассмотрим живой пример. Вы приобрели карту памяти для MP3-плеера. Единожды закачав подборку альбомов любимых исполнителей, в дальнейшем большую часть времени вы будете лишь корректировать плей-листы, не перезаписывая данные целиком. К тому же, крайне маловероятно, что вы сможете использовать доступный объем на все 100%. Конечно, со временем ваша коллекция будет расти, и, чтобы освободить место для новинок, вы будете периодически удалять заслушанные до дыр альбомы и загружать новые, но происходить все это будет постепенно. И здесь в игру вступает технология выравнивания износа (Wear Leveling).
При всех многочисленных преимуществах, флеш-память имеет и весьма серьезный недостаток: ее ресурс строго ограничен. Кодирование битов информации происходит путем изменения заряда в ячейках памяти за счет квантового туннелирования электронов сквозь слой диэлектрика, что вызывает постепенный износ диэлектрических слоев с последующей утечкой заряда. И чем чаще меняется заряд в конкретной ячейке (а это происходит каждый раз при перезаписи информации), тем раньше она выйдет из строя. Выравнивание износа как раз направлено на то, чтобы каждая из доступных ячеек перезаписывалась примерно одинаковое количество раз, и, таким образом, способствует увеличению срока службы карты памяти.
Поскольку операционные системы или прикладной софт оперируют логическими адресами, а управляющие контроллеры — физическими, это позволяет равномерно распределять нагрузку по всему объему доступной памяти и, таким образом, существенно продлить срок службы карты в целом. За это как раз и отвечают алгоритмы выравнивания износа.
Схематично их работу можно описать следующим образом. Пусть в нашем распоряжении есть новенькая флеш-карта, только что из магазина. Мы записали на нее несколько видеороликов, использовав 8 из 16 гигабайт. Через некоторое время мы удалили часть ненужных видео, освободив 3 гигабайта, и записали новые, объем которых составил 2 ГБ. Казалось бы, можно задействовать только что освободившееся место, однако механизм выравнивания износа выделит под новые данные ту часть памяти, которая ранее никогда не использовалась. Хотя современные контроллеры «тасуют» биты и байты куда более изощренно, общий принцип остается неизменным.
Принцип работы алгоритмов выравнивания износа
Благодаря выравниванию износа даже карты памяти потребительского класса могут исправно функционировать годами, но, разумеется, лишь в стандартных сценариях использования. Когда же речь заходит о применении таких карточек в качестве накопителей для камер видеонаблюдения, они демонстрируют свою полную несостоятельность, а все из-за того, что даже интеллектуальные алгоритмы в данном случае оказываются практически бесполезны.
Занимательная математика: сколько прослужит флеш-карта?
Строго говоря, расчет системы видеонаблюдения — тема для отдельной статьи, слишком уж много параметров надо учитывать. С другой стороны, наша задача — наглядно продемонстрировать, сколько дискового пространства будет расходовать одна цифровая камера в сутки, и, чтобы облегчить ее решение, давайте введем несколько констант. Пусть видеозапись будет вестись непрерывно, в разрешении Full HD (сейчас это уже необходимый минимум, во всяком случае, если вы хотите полноценно использовать функции видеоаналитики) при максимальном качестве изображения и в режиме реального времени (то есть при фреймрейте 25 кадров в секунду). При этом мы будем использовать кодек H.265. В зависимости от динамичности сцены, результаты будут выглядеть следующим образом.
Кодек
Интенсивность движения в кадре
Использование дискового пространства за сутки, ГБ