Secure Digital

Secure Digital (SD) on säilmäluga, täpsemalt välkmäluga, mälukaardi formaat, mille töötas välja SD Card Association (SDA) kasutamiseks infotehnoloogilistes kandeseadmetes. SD-standardiga tehnoloogia on laialdaselt kasutusel paljude tootjate seadmetes. SD-mäluformaat on kasutusel eeskätt paljudes mobiiltelefonides, digitaalsetes helimängijates, navigatsioonisüsteemides ja elektroonilistes raamatutes.

Standardse mahutusega SDSC- (Standard-Capacity) mälukaardid mahutavad kuni 2 GB andmeid, suure mahutavusega SDHC- (High-Capacity) mälukaartide mahtuvus on 4–32 GB ja suurendatud mahutavusega SDXC- (eXtended-Capacity) mälukaartidel alates 32 GB kuni 2 TB.

Ühendatava seadme jaoks on sama põlvkonna kaardid võrdsed. SD-, miniSD- ja microSD- kaardid kuuluvad SD-põlvkonda, SDHC-, miniSDHC- ja microSDHC-kaardid kuuluvad SDHC-põlvkonda ning SDXC-, miniSDXC- ja microSDXC-kaardid kuuluvad SDXC-põlvkonda. SDIO ja miniSDIO kuuluvad SDIO-põlvkonda. Sama põlvkonna mõõtudelt väiksemaid kaarte saab adapterite abil tööle panna seadmes, kuhu sobivad ainult suuremad kaardid. Adapterid on füüsiliselt suurema mõõduga passiivsed elemendid, kuhu saab sisestada füüsiliselt väiksema mõõduga kaarte. Adapter ühendab nende kontaktid, seega saab kasutada mõõdult väiksemaid kaarte ka neis seadmetes, kus seadme enda füüsiline kaardipilu on mõeldud ainult suurema mõõduga kaartidele.

Erinevate põlvkondade kaardid on füüsiliselt samasugused. Näiteks microSD, microSDHC ja microSDXC on mõõtmetelt ühesuurused, aga töötavad ainult enda põlvkonna jaoks mõeldud seadmes või vanemaski. Kaardid on edasiühilduvad ehk tavalisi SDSC-kaarte saab kasutada ka uuemate kaartide jaoks mõeldud seadmetes, aga uuema põlvkonna kaarte ei saa kasutada vanade kaartide jaoks mõeldud seadmetes.

Ajalugu
1999. aastal nõustusid SanDisk, Matsushita ja Toshiba arendama ja turustama SD-mälukaarti, mis oli MMC (MultiMediaCard) mälukaardi edasiarendus. Mälukaardi füüsilisteks mõõtmeteks sai 32×24×2,1 mm ja uus kaart toetas nii DRM- (digital rights management) kui ka SDMI- (Secure Digital Music Initiative) standardit.

Uus mälukaardiformaat loodi võistlemaks Sony Memory Sticki formaadiga. Tol ajal eeldati ekslikult, et just piraatlusvastased standardid, nagu DRM, leiavad laialdaselt kasutust.

2000. aasta Consumer Electronics Show´l (CES) kuulutasid Matsushita, SanDisk ja Toshiba Corporation välja SD Card Association´i, et edendada SD-kaarte. Varajased näidised SD-kaartidest olid saadaval 2000. aasta esimeses veerandis. Kolm kuud hiljem olid jaemüügis saadaval 32 ja 64 MB kaardid.

2003. aasta märtsis töötas SanDisk välja uue miniSD-kaardi ja demonstreeris seda 2003. aasta CeBIT-il. Samal aastal võttis SD Association kasutusele miniSD kui sama põlvkonna väikesemõõdulise mälukaardi. Uued kaardid olid küll mõeldud väiksematele kandeseadmetele, kuid need tulid turule koos täissuuruses SD-adapteriga, et neid saaks kasutada igas SD-mälukohaga seadmes.

2006. aasta aprillis avalikustas SD Association detailsed spetsifikatsioonid turvalisust mitte puudutavate osade kohta SD-mälukaardi standardis. Lisaks avalikustati ka SDIO- (Secure Digital Input Output) kaartide spetsifikatsioon. Samal aastal anti väikesemõõdulise microSD ja SDHC detailne kirjeldus. Viimane võimaldas mahtusid üle 2 GB ning püsivat lugemis- ja kirjutamiskiirust 17,6 Mbit/s.

2006. aasta septembris töötas SanDisk välja 4 GB miniSDHC. Füüsiliselt oli see sama suur kui varasem miniSD, aga nõudis ühendatavalt seadmelt HC-valmidust.

2009. aasta jaanuaris evitas SD Association SDXC-põlvkonna, mis toetab kaarte mahuga kuni 2 TB ja kiirusi kuni 300 MB/s.

Disain ja rakendus
SD-kaardid põhinevad vanemal MMC- (MultiMediaCard) formaadil ja toovad endaga kaasa mitmeid erinevusi.
SD-kaart on asümmeetrilise kujuga, seda ei saa valepidi sisestada.
SD-kaardid on paksemad kui MMC-d. SD kaardi paksus on 2,1 mm. On olemas ka MMC-paksusi (1,4 mm) ThinSD-kaarte, mida küll eriti ei kasutata, sest kui seadmes on vaja õhemat kaarti, siis eelistatakse pigem juba sama põlvkonna miniSD või microSD mõõdus kaarte.
SD-kaardi kontaktpinnad on välispinnast seespool. See väldib nende kokkupuudet sõrmedega.
SD-kaartidel, eriti uue põlvkonna omadel, on suurem andmevahetuskiirus kui MMC-kaartidel.
SD-pesaga seadmetes saab kasutada õhemaid MMC-formaadi kaarte, aga õhemates MMC-pesaga seadmetes paksemaid SD-formaadi kaarte mitte. Koos aktiivse elektroonilise adapteriga on võimalik SD-kaarte kasutada CompactFlash-kaardi või PC cardi pesas. On olemas ka USB-ühendusega SD-kaarte, millega saab mälukaardi otse arvutiga ühendada.

Mõõtmed

Iga SD-kaardi põlvkond on saadaval kuni kolmes suuruses. SD- ja SDHC-põlvkond on saadaval kõigis kolmes suuruses, SDXC pole saadaval minisuuruses ja SDIO pole saadaval micro-suuruses.
Standardsuurus
 SD, SDHC, SDXC, SDIO
 32 mm × 24 mm × 2,1 mm; MMC ja haruldased õhukesed (thin) SD-kaardid on 1,4 mm paksud.
Mini-suurus
 miniSD, miniSDHC, miniSDIO
 21,5 mm × 20 mm × 1,4 mm
Micro-suurus
 microSD, microSDHC, microSDXC
 15 mm × 11 mm × 1,0 mm

Failisüsteem
SD-kaardid on eelvormindatud failisüsteemiga. Tavaliselt kasutatakse SD-kaartidel FAT16-, SDHC-kaartidel FAT32- ja SDXC-kaartidel exFAT-failisüsteemi. FAT16- ja FAT32-failisüsteemid on laialdaselt levinud, seega on võimalik nendes vormingutes mälukaarte kasutada praktiliselt kõigis SD-kaarte toetavates seadmetes. Alates 4 GB mahuga kaardist on aga vajalik vormindamine FAT32-failisüsteemi, et mälukaardi kogu maht oleks kasutatav.

Kui andmed on mälukaardil killustunud, võib kaardi defragmentida, et paraneks lugemis- ja kirjutamiskiirus, aga meeles peab pidama, et defragmentimine teeb mälukaardile kirjutamisi, mis lühendavad kaardi tarbimisiga. Ühe sektori eluiga võib lõppeda juba 100 000 kirjutamiskorra juures.

Kiirused
SD-kaardid on erineva kiirusega, mille määratlemiseks kasutatakse klasside süsteemi (Speed Class Rating), vanem kiiruse määraja oli × ehk kordaja.

Speed Class Rating
SD Association on disaininud kiirusklassi nii, et klassi number näitab minimaalset püsivat kirjutamiskiirust MB/s ehk megabaiti sekundis. Alates 2010. aastast on kasutuses olnud ka kiirusklassi standardid U1 ja U3, mis toetavad Full HD resolutsioonis videote filmimist.

× ehk ühekiirussüsteem
Pärineb CD-ROM-idelt, kus 1× tähistab kiirust 1,2 Mbit/s (150 kB/s). Erinevalt kiiruseklassist, kus number näitas minimaalset kiirust, on kordajasüsteemis reeglina märgitud just maksimaalne lugemiskiirus, mis tavaliselt ületab kirjutamiskiirust.

Tabel levinud kiiruskordajatest ja kiirusklassidest SD-mälukaartidel.
{| style="margin:auto;" class="wikitable"
|-
! valign="top" | Kordaja
! valign="top" | Lugemiskiirus (Mbit/s)
! valign="top" | Lugemiskiirus (MB/s)
! valign="top" | Kirjutamiskiirus (Mbit/s)
! valign="top" | Kirjutamiskiirus (MB/s)
! valign="top" | Kiiruse klass
|- style="text-align:right;"
|| 6×
|| 7,2
|| 0,9
||
||
||
|- style="text-align:right;"
|| 10×
|| 12,0
|| 1,5
||
||
||
|- style="text-align:right;"
|| 13×
|| 16,0
|| 2,0
|| 16,0
|| 2,0
|| 2|- style="text-align:right;"
|| 26×|| 33,0|| 4,0|| 32,0|| 4,0|| 4|- style="text-align:right;"
|| 32×
|| 38,4
|| 4,8
|| 40,0
|| 5,0
||
|- style="text-align:right;"
|| 40×|| 48,0|| 6,0|| 48,0|| 6,0|| 6|- style="text-align:right;"
|| 66×|| 80,0|| 10,0|| 80,0|| 10,0|| 10|- style="text-align:right;"
|| 100×
|| 120,0
|| 15,0
|| 120,0
|| 15,0
|| 
|- style="text-align:right;"
|| 133×
|| 160,0
|| 20,0
|| 160,0
|| 20,0
|| 
|- style="text-align:right;"
|| 150×
|| 180,0
|| 22,5
|| 180,0
|| 22,5
|| 
|- style="text-align:right;"
|| 200×
|| 240,0
|| 30,0
|| 240,0
|| 30,0
|| 
|- style="text-align:right;"
|| 266×
|| 320,0
|| 40,0
|| 320,0
|| 40,0
|| 
|- style="text-align:right;"
|| 300×
|| 360,0
|| 45,0
|| 360,0
|| 45,0
|| 
|- style="text-align:right;"
|| 400×
|| 480,0
|| 60,0
|| 480,0
|| 60,0
|| 
|- style="text-align:right;"
|| 600×
|| 720,0
|| 90,0
|| 720,0
|| 90,0
|| 
|}

SDHC
SDHC (Secure Digital High Capacity, SD 2.0) on standardsete SD-kaartide laiendus, mis suurendas nende mahutavust 32 GB-ni. SD- ja SDHC-kaardid jagavad sama kujutegurit nii füüsilistes mõõtmetes kui ka elektrilistes nõuetes. See võimaldab kasutada SDHC-standardiga seadmetes ka vanemaid SD-kaarte. Mahu suurendamiseks kasutab SDHC-standard baidi adresseerimise asemel sektori adresseerimist. Baidi adresseerimine võimaldas mahtusid kuni 4 GB, aga sektori adresseerimine võimaldab teoreetilist maksimummahtu 2 TB. Praegune standard määrab aga SDHC mahutavuse maksimumiks 32 GB.

SD ja SDHC ühilduvuse probleemid
Seadmed, millel ei tooda välja SDHC ühilduvust, ei tööta SDHC-kaartidega. Mõningaid seadmeid on võimalik püsivara uuenduse abil SDHC-kaarte toetama panna.
SDHC-seadmed on tagasiühilduvad SD-kaartidega.
Mõni tootja on loonud 4 GB SD-kaarte, mis ei vasta ei SDHC- ega SD-standardile.
Microsoft Windows võib vajada kiirparandust, et tunnistada SDHC-kaarte.

SDXC
SDXC- (Secure Digital Extended Capacity) formaat avalikustati 2009. aasta Consumer Electronics Show-l (CES). SDXC-standardi maksimaalne mahutavus on 2 TB (2048 GB). Maksimaalne andmeedastuskiirus on SDXC-kaardil SD 3.0 spetsifikatsiooni järgi 832 Mb/s ja plaanitav SD 4.0 spetsifikatsioon võib maksimaalse kiiruse tõsta 2,4 Gb/s-ni.

Ajalugu
7. jaanuar 2009 – SanDisk ja Sony kuulutasid välja koostöö XC-versiooni loomisel võistleva Memory Sticki formaadi jaoks, mis toetaks sama 2 TB maksimaalset mahutavust nagu SDXC.

8. jaanuar 2009 – Panasonic teavitas plaanidest hakata tootma 64 GB SDXC-kaarte.

6. märts 2009 – Pretec tutvustas maailma esimest SDXC-kaarti, mis oli 32 GB mahutavusega ning 400 Mb/s lugemis- ja kirjutamiskiirusega. Tutvustamise ajal polnud veel ühtegi SDXC-standardiga seadet, milles seda kaarti kasutada.

3. august 2009 – Toshiba evitas maailma esimese 64 GB SDXC-kaardi lugemiskiirusega 480 Mb/s. 64 GB kaart (THNSU064GAA2BC) oli plaanitud välja lasta 2010. aasta kevadel. Toshiba kaart oli kättesaadav alates 13. aprillist.

6. jaanuar 2010 – Panasonic esitles esimesi 64 ja 48 GB mahuga SDXC-kaarte, mis pidid olema saadaval veebruarist.

6. jaanuar 2010 – Sony evitas videokaamera Handycam HDR-CX55V, millel oli ka SDXC toetus.

8. veebruar 2010 – Canon esitles uut digitaalset peegelkaamerat Canon EOS 550D. See oli esimene peegelkaamera, mis toetas SDXC-formaati.

19. veebruar 2010 – Panasonic laskis Jaapanis välja maailma esimesed avalikult kättesaadavad SDXC-kaardid, mis olid 64 ja 48 GB mahutavusega. Lisaks evitas Panasonic SDXC-formaadiga ühilduvad USB-kaardilugerid.

22. veebruar 2010 – SanDisk lasi välja 64 GB SanDisk Ultra SDXC-kaardi.

Jaanuar 2011 – Centon Electronics, Inc. hakkas müüma 64 GB ja 128 GB klassi10 SDXC-kaarte.

Märts 2011 – Lexar tõi turule 128 GB klassi 10 SDXC-kaardid.

September 2011 – SanDisk hakkas tootma 64 GB microSDXC-kaarti.

Lisafunktsioonidega SD-kaardid
Erinevad tootjad proovisid mitmeid viise, et oma kaartidega teiste hulgast välja paista.SD Plus – SanDiski SD-kaardi tüüp, millel on integreeritud USB-konnektor, et mälukaarti saaks arvutiga ühendada ilma adapterita. See oli väga edukas idee ja seda on hakanud kasutama ka teised tootjad.Mahutavuse ekraan''' – 2006. aastal esitles A-DATA SD-kaarti, millel oli küljes digitaalne ekraan, näitamaks kaardil olevat vaba mahtu.
Eye-FI toodab SD-kaarte, millel on ka Wi-Fi tugi. See võimaldab mälukaardil traadita side võrgu levialas saata pildid otse arvutisse või eelseatud internetisaidile.
Gruvi – haruldane microSD-kaart, millele oli lisatud piraatlusvastaseid lahendusi.

Viited 

Arvuti mälu