コンパクトフラッシュ

Question: ハイスループットスクリーニングを開発したのは誰



コンパクトフラッシュ（CompactFlash, CF）は、小型カード型インタフェース、およびその規格による拡張カード。フラッシュメモリ型メモリーカードとして、ATAフラッシュメモリ、もしくはパラレルATA接続で使われる事が多い。
概要
コンパクトフラッシュは、1994年にアメリカのサンディスクによって開発されたため、「コンパクトフラッシュ」という名称は、サンディスクの登録商標である。そのため他のメーカーは商標の使用を避けるため「CFカード」や「CF」といった名称を用いることが多い。日本IBMは1995年発売のPalm Top PC 110内蔵のリーダーに「スマート・ピコ・フラッシュ」という名を与えていた。以下CFと略称で表記する。
大きさはPCカードの3分の1程度であり、汎用拡張カードの中では名前通り「コンパクト」であるが、2008年現在一般に普及しているフラッシュメモリーカードと比較すると最も大きい。製品の寸法は42.8mm×36.4mm×3.3mmのTypeIと、少し厚い5mmのTypeIIがある。PCカード規格と電気的な互換性があるため、「PCカードアダプタ」と呼ばれる、CFカードの50ピンをPCカードの68ピンへ変換するのみの、単純なアダプターを使用する事でPCカードスロットでも利用することができる。そのため、コンパクトフラッシュのPCカードアダプターは他のメモリーカードのPCカードアダプターに比べて安価に設定されている。
他のメモリーカードをCFカードスロットで利用するための変換アダプタも存在する。小型のメモリーカードであるSDメモリーカードやDuoサイズのMSやxDピクチャーカードはCFメモリーカードの大きさに変換するアダプタがある。大きめのメディアであるメモリースティックやスマートメディア用のアダプタは、使用時のサイズがCFカードより大きい。
過去に使用されていた、PCカード規格以前のSRAMカード類を除き、現在デジタルカメラやPDAなどの携帯機器に使用する半導体補助記憶装置の中でもサイズが大きめであるため大容量のものが存在する。一般に流通している最大容量は2014年4月現在512GBである。2010年のCF5.0規格から48bit LBA(BigDrive)に対応しており、仕様上の最大容量は144PBになっている。
CFカードサイズの1インチハードディスク・マイクロドライブ等のストレージ以外にも、Bluetoothなど、拡張スロットに収まる寸法のカードや、CFスロットからはみ出す形の、CFカード型PHSカード、有線/無線LANカード等の入出力デバイスもある。これら消費電力の多いI/Oカード用にCF+規格として電力容量が拡張されている。
内蔵ハードディスク等で使用されているパラレルATAとインタフェース上の互換性を持つため、コネクタの配線変換でIDE変換ができる。これを利用して、汎用のリムーバブルメディアとする以外にも、組み込み機器の起動メモリディスクとしてや、デジタルオーディオプレーヤーの内蔵記憶装置としてなど、内蔵部品としても使われる。またPCカード経由などでもハードディスクの代用として利用されている場合もある。パソコンなどへもIDE変換でパラレルATAやシリアルATAに直結するアダプタが有り、小容量のHDDの代替として古いPCの整備に使える状況である。
設計が古い分、メディアの製造や対応機器の製造に関するノウハウが十分蓄積されており、100円ショップで売られていたこともある。
デジタル一眼レフカメラとCFカード
現在はその大容量を生かし、デジタル一眼レフカメラなどの高級機器において使用されている。かつては、ニコン・キヤノンを中心にデジタルコンパクトカメラにも使われていたが、今ではデジタルコンパクトカメラ用として使用する記録媒体はほぼSDメモリーカードとなっている。転送速度の優位性から、一眼レフデジタルカメラの上級機種では、CFとSDのデュアルスロットを備え、両者を併用できるようになっているものもある。
転送速度
転送速度はレキサー・メディアがCDの転送速度の1倍速である150KB/s（1.2Mビット毎秒）を等倍とすると制定しており、各社はこの表現を採用している。規格の改定のたびに、パラレルATA規格の更新を取り入れている。CF Spec. Rev 6.0では、UDMA 7の最大1113倍速、167MB/sの転送速度である。
PCカードアダプタを介して接続した場合、従来の16ビットPCカードスロットでは速度が遅いものしかないため（最高35倍速5.3MB/s、一般に10倍速前後1〜2MB/s）、高速なCFカードはその性能を発揮できない。その場合は、CardBusアダプタ（バス速度444倍速66.6MB/s、2007年現在実測260倍速39MB/s）、または、ExpressCardアダプタ（2007年現在200倍速30MB/s、2008年現在300倍速45MB/s）を使用することで高速転送が可能となる。
USBカードアダプタを介して接続した場合、USB 2.0 では最大60MB/sとなり、超高速タイプ(90MB/sから100MB/s)のコンパクトフラッシュの性能が発揮できない。そのような場合は、USB 3.0対応のカードアダプタを使えば解決できる。
コンパクトフラッシュメモリーカード
本来のCF規格の目的である、フラッシュメモリなどを使ったメモリーカードである。CF規格では「コンパクトフラッシュストレージカード（CompactFlash Storage Card）」となっているが、ここでは一般に使われる事の少ない「ストレージカード」との表現を避け、一般的な「メモリーカード」として表記する。
PCカードATAと68ピンATAとの両用、5V電源と3.3V電源との両用、アドレス2kB制限、電流容量5V電源時100mA・3.3V電源時75mAまでの消費電流制限など、PCカードの一部仕様のみを必須として一部仕様を制限して採用した簡略仕様となっている。外形寸法は42.8mm×36.4mm×3.3mmのタイプ1と、42.8mm×36.4mm×5mmのタイプ2の二種類が基本だが、CFスロットからはみ出す物や、はみ出した部分がさらに厚くなった物へも対応している。
規格上ファイルシステム形式は策定されておらず、CFAはFAT12またはFAT16またはFAT32を推奨しているのみである。物理的にはカードリーダ/ライタがATA対応さえしていれば、CFメモリーカード側をFAT32等、いかようにも初期化できる。ただしATAの各種容量の壁に注意して対応を確認する必要がある。CF+カードをCF+非対応の古いカードリーダ/ライタに装着すると、電源容量が足りずカードを認識しない場合や、認識しても想定外の動作をすることがある。近年はデータの大容量化に伴い、CF+規格でFAT32の読み書きに対応した製品が多く流通するようになっている。
メモリ容量

2000年: 8MB
2000年: 16MB
2000年: 24MB
2000年: 32MB
2000年: 64MB
2000年: 128MB
2000年: 256MB
2001年: 512MB
2002年: 1GB
2004年: 2GB
2006年: 4GB
2006年: 8GB
2007年: 16GB
2008年: 32GB
2009年: 64GB
2010年: 128GB
2012年: 256GB
2014年: 512GB
CF+カード

CFとして必須仕様の一部不採用や、電源容量などの拡張を採用できる、CF規格を拡張したCF+規格のカードが存在する。
どちらの電圧でも500mAまでの電流容量の拡張や、片方の電圧のみの対応や、68ピンATA互換の不採用など、CF規格からの逸脱部分が追加定義された。外形寸法もCFタイプ1よりもさらに下側を1mm以上厚く拡張された42.8mm×36.4mm×最小4.3mmのCF+拡張タイプ1がある。CF+拡張タイプ1のスロットからはみ出す物や、はみ出した部分がさらに厚くなった物へも対応している。
電流容量の500mAまでの拡張。CFハードディスク、マイクロドライブなど消費電力のみでCF+になっている物もある。
68ピンATA互換のTrueIDEモードの不採用。ATA互換で無いI/Oカードの全て。
対応電源電圧3.3Vのみのカード。一部PHSカードなどで消費電力を拡張制限内に抑えるために低電圧のみの採用など。
CFastカード

CFastとは、CompactFlash Associationが策定した規格である。
2014年9月の時点で仕様としてはCFast2.0となっている。
外観：従来のCFカードと同様の36.4mm×42.8mm×3.3mm
インターフェース:SATA3（シリアルATA）6Gbps(転送レート6.0Gb/s(600MB/s)
本体形状は同様でも従来のCFカードとの互換性はない。これはコネクター形状が独自になったためである。コネクタ内で曲がる可能性のあるピンを排除し、従来からの問題だった破損を防いでいる
物理的に従来のCFカードと互換性がなくなったが、転送速度表記は従来と同様に倍速表記が使用されている。従来のCFカードでは1113倍速（x1113等の表記）が最大だったのに対し、Cfast2.0カードにおいては3333倍速（x3333等の表記で500MB/s時)と大幅に向上している。
CFastカードを採用した例として、キヤノン製の一部カメラ（ハイエンドビデオカメラやEOS-1D X Mark II等）がある。
CFexpress
CFexpress（CFX）は、2016年9月に発表されたPCIe 3.0とNVMe 1.2をベースとした規格である[1]。2017年4月に公開されたCFexpress 1.0では、2レーンのPCIe 3.0を採用しており、最大転送速度2 GB/sに対応している[1]。将来的には8レーンまで増やすことで8 GB/sまで対応可能である。XQDメモリーカードと上位互換性を保持している。
規格のあゆみ
1.0（1994年）: 初リリース。PIOモード0〜2（55倍速8.3MB/s）。
1.1: コネクターの図面を追加。
1.2: 図面にミリメートル寸法から変換したインチ寸法を追加。
1.3（1998年）: CFタイプ2を追加。CFソケット・CFアダプターの図面を追加。
1.4（1999年）: CF+を追加。ATAコマンドを更新。CF+ & CompactFlashへの名称変更。消費電力とTrueIDEモードについて。電源管理機能の設計図を追加。CFタイプ2ソケット、CFタイプ2アダプターを追加。CF/CF+タイプ1表面実装カードスロットの図面を更新。
2.0（2003年5月）: ATA-4に合わせた、PIOモード3と4（111倍速16.6MB/s）やコマンドの追加更新。CRC誤り検出再送。CFタイプ2からPCMCIAタイプ2への変換アダプターを追加。著作権保護規格CPRMを追加。長い外形寸法を追加。CFアダプター配線表変更。
2.1（2004年5月）: TrueIDEモードにMultiword DMA0〜2（111倍速16.6MB/s）を追加。
3.0（2004年12月）: TrueIDEモードにUltra DMA0〜4（444倍速66.6MB/s）を追加。PCカードモードにPIO4〜6相当（166倍速25.0MB/s）とTrueIDEモードにPIO5と6（166倍速25.0MB/s）を追加。TrueIDEモードにMultiword DMA3と4（166倍速25.0MB/s）を追加。
3.1:
4.0（2006年5月）: PCカードUDMAモード0〜6（888倍速133MB/s）とTrueIDEモードにUDMA5と6（888倍速133MB/s）を追加。
4.1（2007年2月）:
5.0（2010年2月）: 48bit LBA(BigDrive)（最大容量144PB）対応を追加。QoSを追加。Trim対応を追加。
6.0（2010年11月）: UDMAモード7（1113倍速167MB/s）を追加。Sanitizeコマンドを追加。
関連項目
拡張カード
PCカード
ExpressCard
ATA
マイクロドライブ
メモリーカード
フラッシュメモリ
ハードディスクドライブ
XQDメモリーカード
SDメモリーカード
メモリースティック
脚注

外部リンク