Carte SD

En 1999, SanDisk, Matsushita et Toshiba ont choisi de développer et de commercialiser la carte mémoire Secure Digital (SD), dérivée de la carte MultiMediaCard (MMC), qui assure la gestion des droits numériques selon la norme Secure Digital Music Initiative (SDMI).

Elle a été conçue pour concurrencer la Memory Stick, un produit DRM que Sony avait lancé l'année précédente. Les concepteurs ont estimé que la prise en charge des DRM induirait une large utilisation par les fournisseurs de musique préoccupés par le piratage.

Le logo SD a été développé à l'origine pour le disque Super Density Disc, qui a échoué dans la guerre du format DVD. C'est pourquoi le D du logo ressemble à un disque optique.

Lors du Consumer Electronics Show (CES) de 2000, les trois sociétés ont annoncé la création de la SD Association (SDA) afin de promouvoir les cartes SD. La SD Association, dont le siège est situé à San Ramon, en Californie (États-Unis), comptait une trentaine de sociétés, à sa création, et compte aujourd'hui environ 1 000 fabricants de produits qui produisent des cartes et des périphériques interopérables. Les premiers échantillons de la carte SD furent disponibles au premier trimestre 2000, et 3 mois plus tard des cartes de 32 et 64 Mo apparaissaient sur le marché.

Le format miniSD a été créé en 2003 par la SD Association. Il est dérivé du format SD classique, mais est physiquement plus petit. Contrairement au format SD, prévu pour une utilisation dans les appareils photo numériques, le format miniSD a été créé pour être utilisé essentiellement dans les téléphones mobiles et les smartphones.

Les cartes miniSD sont totalement compatibles avec les cartes SD, à travers un adaptateur mécanique, généralement fourni avec les cartes.

Le format miniSDHC existe aussi : il est dérivé des cartes SDHC et offre les mêmes avantages que ce dernier.

Le format microSD a été créé en 2005 par la SD Association. Il s'agit d'une adaptation de la norme TransFlash (T-Flash ou TF), format de cartes mémoire créé par SanDisk. Il est dérivé du format SD classique, mais est physiquement plus petit. Le format SD visait un usage dans les appareils photo numériques et un remplacement éventuel des clés USB ; le format microSD cible les téléphones mobiles, smartphones, et tablettes. Il a remplacé rapidement le format miniSD, car il est plus petit et offre les mêmes avantages. Le format microSD est utilisé en 2012 par la majorité des constructeurs de téléphones.

Les cartes microSD sont totalement compatibles avec les cartes SD et les cartes miniSD, à travers un adaptateur mécanique, souvent fourni avec les cartes.

Afin d'assurer la compatibilité entre les différents formats de carte SD, il existe des adaptateurs permettant de transformer une carte SD de plus petite taille en une carte SD de plus grande taille.

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  Carte miniSD et adaptateur vers carte SD
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  Adaptateur MicroSD vers SD (démonté). La carte MicroSD illustre la position des contacts.

Vue du circuit interne d'une carte SD avec la puce de gestion et l'élément de stockage (ici 8 Go).

Les cartes mémoire utilisent de la mémoire flash NAND. La finesse de la photolithographie (ou « gravure ») de ces puces peut différer d'un fabricant à l'autre. Plus le procédé est fin, plus on peut inclure de transistors sur une galette de silicium.

Les mémoires flash NAND sont de deux types, Multi Level Cell et Single Level Cell :

• les mémoires Single Level Cell sont utilisées pour des cartes hautes performances ;
• les mémoires Multi Level Cell permettent d’atteindre de plus grandes capacités.

L'indice de débit en écriture des cartes SD standard était à l'origine exprimé en multiples d'un débit minimal, « 1× » équivalant à 150 ko/s (la même façon de calculer que pour un CD). Les débits en lecture sont en général sensiblement plus élevés que ceux en écriture.

En 2006, sous l’impulsion de la SD Card Association (qui regroupe les constructeurs de cartes SD), il a été décidé de ne plus spécifier la vitesse d’écriture maximale supportée par les cartes SD en multiples, mais d’utiliser le terme « classe » pour indiquer la vitesse d’écriture minimale garantie par ces mêmes cartes, le numéro de classe figurant encerclé[7] par un « C ».

Classification des cartes
en fonction de leur vitesse d'écriture[alpha 1] - [8]

Classe
Débit écriture (Mo/s)	2	4	6	10
Taux	13×	26×	40×	66×

Un « test » effectué avec un fichier de 700 Mo sur une microSD SanDisk de 8 Go classe 2 peut donner un débit maximum de 12 Mo/s en écriture — avec des débits moyens de 2 Mo/s minimum — et 19 Mo/s en lecture. La classe est donc une indication du débit minimum mais pas du débit crête. En effet, le débit crête dépasse de plusieurs fois le débit minimum garanti indiqué par la classe. Pour de l'enregistrement vidéo, ce débit minimum garanti peut cependant importer plus que le débit moyen.

Cartes SD. À gauche avec le connecteur classique, à droite avec le nouveau connecteur UHS-II.

À ces classes viennent s'ajouter les spécifications UHS-I (Ultra High Speed I, ultra haute vitesse 1), dont les technologies de RAM utilisées permettent un débit théorique moyen plus élevé, en fonction du périphérique utilisant la carte.

La seconde version de cette norme UHS-II ajoute une seconde rangée de pins sur la carte, permettant une compatibilité entre les dispositifs et cartes des différentes versions même si, bien évidemment, les performances ne sont alors plus les mêmes[9].

Il n'y a donc pas d'incompatibilité entre les différentes normes de vitesses, mais uniquement en fonction de la technologie de capacité des cartes, les cartes SDXC ne pouvant pas être utilisées sur des périphériques ne gérant que SD ou SDHC.

Interface du Bus	Logo de la carte	Logo du bus	vitesse du bus	Version des spécifications
Vitesse standard		—	12,5 Mio/s	1.01
Haute vitesse			25 Mio/s	2.00
Très haute vitesse 1 (UHS-I)			12,5 Mio/s (SDR12) 25 Mio/s (SDR25) 50 Mio/s (SDR50, DDR50) 104 Mio/s (SDR104)	3.01
Très haute vitesse 2 (UHS-II)			156 Mio/s (FD156) 312 Mio/s (HD312)	4.00/4.10[10]
Très haute vitesse 3 (UHS-III)			312 Mio/s (FD312) 624 Mio/s (FD624)	6.0[11]
			985 MB/s	7.0

Ces standards définissent la vitesse d'écriture minimale qu'assure la carte qui en est estampillée.

Vitesse d’écriture séquentielle minimale	Classe de vitesse	Classe haute vitesse	Classe vitesse vidéo	Application
2 Mo/s	Classe 2 (C2)	-	-	Enregistrement de vidéos en définition standard.
4 Mo/s	Classe 4 (C4)	-	-	Enregistrement de vidéos Haute définition (HD) incluant la Full HD (de 720p à 1080p/1080i).
6 Mo/s	Classe 6 (C6)	-	Classe 6 (V6)
10 Mo/s	Classe 10 (C10)	Classe 1 (U1)	Classe 10 (V10)	Enregistrement de vidéos en Full HD (1080p) et enregistrements HD consécutifs (bus de données High Speed) partage en temps réel et lecture de gros fichiers vidéo HD (bus UHS).
30 Mo/s	-	Classe 3 (U3)	Classe 30 (V30)	Enregistrement de fichiers vidéo en 4K et 60/120 fps (bus UHS).
60 Mo/s	-	-	Classe 60 (V60)	Enregistrement de fichiers vidéo en 8K et 60/120 fps (bus UHS).
90 Mo/s	-	-	Classe 90 (V90)

Classe	Vitesse d’écriture séquentielle soutenue minimale	Lecture aléatoire minimum	Écriture aléatoire minimum
Classe 1 (A1)	10 Mo/s	1 500 IOPS	500 IOPS
Classe 2 (A2)		4 000 IOPS	2 000 IOPS

Par exemple une carte neuve estampillée classe 10 U1 garantie 10 Mo minimum par seconde en lecture et en écriture. Passée dans un logiciel libre de mesure de vitesse, elle obtient un score de 15 Mo/s en lecture et 16 Mo/s en écriture soit +55% de marge à même d'assurer la garantie légale de 2 ans. Après 3 ans d'utilisation normale elle obtient 15 Mo/s et 7 Mo/s en écriture, on constate que la vitesse de lecture est inchangée (probablement seules des rayures pourraient l'altérer) et que la vitesse d'écriture est drastiquement réduite en dessous de la norme (probablement à cause de l'oxydation due à l’air ambiant). Après 5 à 30 ans la carte est tout simplement illisible et à jeter (probablement à cause de l'oxydation, les supports amovibles ne sont pas des stockages à long terme).

Trois tailles de cartes SD existent :

• la taille originelle, utilisée dans les appareils photo et les caméras ;
• les cartes miniSD (2003), plus petites ;
• les cartes microSD (2005), encore plus petites sont principalement utilisées dans les baladeurs audio numériques, les téléphones mobiles, les smartphones, les phablettes, les tablettes, les petites caméras d'actions et les consoles portable de jeux (JXD S7300[12] - [13] sorti en 2013[14], Archos GamePad sortie en 2013[15], Nvidia Shield[16], Neogeo X[17]).

On peut théoriquement trouver chacune des capacités de stockage dans chacune des trois tailles physiques.

Des adaptateurs à bas coût permettent d'utiliser les cartes micro et mini dans les lecteurs SD de taille originelle et sont même souvent fournis d'office avec une carte miniSD ou microSD.

En 2019, les capacités de stockage disponibles sur le marché vont jusqu'à 1 To[18] pour les cartes SDXC (le maximum prévu par la norme étant 2 To).

• (en) Site officiel

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « SD card » (voir la liste des auteurs).