CompactFlash

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CompactFlash（CF卡）最初是一种用于便携式电子设备的数据存储设备，于1994年首次由SanDisk公司生产并制定相关规范。它的物理格式被多种设备所采用。从外形上CF卡可以分为两种：CF I型卡（3.3mm）以及稍厚一些的CF II型卡（5mm）。CF II型卡槽主要用于微型硬盘等一些其他的设备。

CF是与出现更早且尺寸更大的PCMCIA I型内存卡竞争的第一批闪存标准之一，它最初是建立在英特尔的或非型闪存的基础上，之后改为使用与非型闪存。CF是最老也是最成功的标准之一，尤其在早期的专业数码相机市场。

CF卡可以通过转换器直接用于PCMCIA卡插槽，也可以通过读卡器连接到多种常用的端口，如USB、Firewire等。另外，由于它具有较大的尺寸（相对于较晚出现的小型存储卡），大多数其他格式的存储卡可以通过适配器在CF卡插槽上使用，其中包括SD卡／MMC卡、Memory Stick Duo、XD卡以及SmartMedia卡等。

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## 概述

由于使用的NOR型闪存存储密度低于较新的NAND闸闪存，CF卡的体积是90年代初期出现的三种记忆卡中最大的（另两种是Miniature Card—MiniCard和SmartMedia卡）。

在之后，CF卡也改用NAND型闪存。另外，IBM的微型硬盘使用CF Type II型界面，但并不是固态硬盘。日立和希捷也有制造微型硬盘。

CompactFlash的电气特性与PCMCIA-ATA界面一致，但外形尺寸较小。

连接器宽度43mm，深度36mm，厚度分3.3mm（CF Type I型卡）和5mm（CF Type II型卡）两种。

Type I型卡可以用于Type II型卡插槽，但Type II型卡由于厚度的关系无法插入Type I型卡的插槽中。CF闪存卡多数是Type I型卡。

CF卡比早期的PC卡（PCMCIA）I型更窄小，然而厚度则和PC卡I及II型相同。CF卡是早期记忆卡规格之中最成功的，受欢迎程度比Miniature Card、SmartMedia卡及PC卡I型更胜一筹。在应用在体积较小的器材时，SmartMedia卡曾经是CF卡的主要竞争对手，从市场渗透率而言甚至一度超越CF卡。不过，SmartMedia受制于其最大128MB的容量，逐渐被其他新制式的记忆卡淘汰（大约于2002－2005年时）。

九十年代末至廿一世纪初出现的各种记忆卡规格（如SD／MMC／Secure Digital High Capacity（SDHC），Memory Stick，xD图像卡等等）有着激烈竞争。新款记忆卡的体积比CF卡小数倍，某程度上与当时CF比PC Card的相差还要大。新式小型记忆卡已主导掌上电脑，手提电话以及消费级数码相机，特别是超迷你型号。

虽然如此，CF卡仍然是一些顶级专业数码相机的标准配置。在2007年出产的半专业级数码相机（专业消费级之数码相机、单镜反光相机）中，有相当比例还是支援CF卡。过往，CF的特点主要是以最少的价钱换取最大的储存容量，但如今相同容量的小型记忆卡已比CF卡便宜得多。现时高端SD卡的容量和性能已经不输CF卡，但平均来说CF卡仍往往有着比其他小型记忆卡更高的容量（自CF 1.0标准开始已支援137GB之理论上限，至2007年第三季，最大容量为64GB）、更快的存取速度（Sandisk Extreme IV :40MB/s，CF 4.0标准支援最高133MB/s），更开放的规格及使用条款，较佳的相容性（自CF 1.0标准起极少出现重大的改动，CF Type II能使用MicroDrive，以及透过转接器使用多种较小的记忆卡）。

闪存型存储设备具有非挥发性和固态等特质，所以它比磁盘驱动器更稳固，耗电量仅相当于磁盘驱动器的5%，却具有较快的传输速率（SanDisk Extreme IV型CF卡的写入速度和读取速度可达40MB/s）。工作电压为3.3伏特或5伏特，可以在不同的系统间转换。闪存型CF卡可以适应极端的温度变化，工业标准的闪存卡甚至可以在-45至85摄氏度的范围内工作。

2018年，CF卡的容量规格从最小的8MB到最大可达256GB。（这里的1MB=1,000,000byte，1GB=1000MB）

## 微型硬盘

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微型硬盘是一种符合CF Type II型标准的微型硬盘驱动器（约1英寸宽）。在1999年IBM首次发布拥有340MB容量的微型硬盘，后于2002年将其部门连同Microdrive商标一起卖给日立。许多其他厂商（如：希捷、索尼等）也有出售微型硬盘，截止至2005年中期，微型硬盘的容量达到6GB并且还在高速成长。

做为一种机械式存储设备，这些微型硬盘在运行的时候需要消耗比闪存更多的能源，所以在某些供能不足的设备上它们也许不能很好的运行。同时，作为机械设备，它们对物理震动和温度的变化要比闪存更加敏感，尽管在实际使用中并无大碍。

## 规范

### CompactFlash

在CompactFlash规范第一次标准化的时候，即使是全尺寸的硬盘容量也很少超过4GB，因此ATA规范自身存在的限制被认为是可接受的。但是，在硬盘由于不断增长的容量需求而对ATA规范作出大量改变的今天，闪存卡很快就超过4GB的限制，在原始版本1.0后所制造的CF卡已经可以达到512GB。6.0版本运行在PATA模式，未来版本预期会使用SATA模式。

- CompactFlash 版本 1.0 (1995),最高 8.3 MB/s (PIO mode 2), 容量最大可达 128 GB。
- CompactFlash+ （或称CompactFlash I/O）(1997)。
- CF+ 和 CompactFlash 版本 2.0 (2003) 最高 16.6 MB/s (PIO mode 4)，2003年底，增加DMA 33传输（最高 33MB/s），从2004年中期开始提供。容量最大可达 137GB（根据CompactFlash协会（CFA）的资料）。
- CF+ 和 CompactFlash 版本 3.0 (2004) 最高 66 MB/s(UDMA 66)，PC卡模式下 25 MB/s，添加密码保护以及许多功能。CFA建议记忆卡大于2GB时，使用FAT32档案系统。
- CF+ 和 CompactFlash 版本 4.0 (2006) 支援 IDE Ultra DMA Mode 6，最高 133 MB/s (UDMA 133)，容量最大可达137GB。
- CF+ 和 CompactFlash 版本 4.1 (2007) 支援Power Enhanced CF记忆卡。
- CompactFlash 版本 5.0 (2010) 增加许多功能，包括48位元定址（容量最大可达 128 PiB），最高32 MB的大型区块传输，QoS和视讯性能保证，以及其他增强功能。
- CompactFlash 版本 6.0 (2010年11月) 支援 Ultra DMA Mode 7 (最高 167 MB/s), ATA-8/ACS-2 sanitize指令、TRIM指令，和可选的卡温度工作温度范围告知功能。

### CFast

CompactFlash的变体，基于 Serial ATA 总线，全称CompactFast，简称CFast。

CFast卡在物理和电气规格上都不相容于CompactFlash卡，不过SATA可以模拟PATA的指令协定，现有的CompactFlash软件驱动程式可以继续使用。如果撰写使用AHCI的新驱动程式，大多都会有可观的效能增长。

CFast卡使用7 PIN的SATA母座与17 PIN的电源母座，可透过转接器转接成一般的SATA界面。

- CFast 1.0 / 1.1支援比CompactFlash更快的传输速度，使用SATA 2.0（300 MB/s）界面，首款于2009年底上市。
- CFast 2.0 于2012年第二季发布，更新为SATA 3.0（600 MB/s）。截至2014年，唯一采用CFast 2.0卡的产品是Arri Amira数位摄影机，可以在 2048×1080 分辨率下达到 200 fps；也有用于Arri Alexa / XT相机的CFast 2.0转接器。

2014年4月7日，Blackmagic Design宣布URSA电影摄影机将使用CFast卡。

2015年4月8日，佳能公司宣布推出XC10摄影机，也使用CFast卡。Blackmagic Design还宣布其URSA Mini摄影机将使用CFast 2.0。

截至2016年10月，越来越多的相机、摄影机、录音设备使用CFast媒体提供的更快的数据速率。像是Arri Amira、Arri Alexa Mini、哈苏H6D-100C、佳能C700、C300 Mark II、EOS 1D X II、XC10、Blackmagic Ursa、Ursa Mini 4.6K、Ursa Mini 4K。用于视讯的其他录制设备包括Atomos Ninja Star、Atomos Shogun Studio 4K。

截至2017年，在更广泛使用CF的嵌入式电子行业中，从CF换到CFast的过渡仍相对缓慢，可能是由于硬件成本考虑和一些惯性（熟悉CF）以及因为较低性能的CF卡已经能满足需求，因此没有理由改变。

### CFexpress

2016年9月7日发布，采用PCIe界面和高效的NVM Express。

2017年4月18日，CompactFlash协会发布CFexpress 1.0规范。使用XQD外形尺寸（38.5 mm×29.8 mm×3.8 mm）和PCIe 3.0 x2，传输速度最高可达 2 GB / s。NVMe 1.2协定用于低延迟、低开销和高并行存取。

2019年2月28日，CompactFlash协会发布CFexpress 2.0规范。提升为NVM Express 1.3，一样使用PCIe 3.0。

有3种类型，A型：PCIe x1；B型：PCIe x2；C型：PCIe x4。

## 符合CF标准的其他设备

CompactFlash规范还被应用于多种输入／输出以及接口设备。由于它的电气性能与PCMCIA卡一致，因此大多数PCMCIA卡都有类似的CF版本。如：

- 以太网
- 调制解调器
- 无线局域网
- 数码相机
- GPS（全球卫星定位系统）
- 条码扫描器
- 磁条读写器
- Super VGA显示适配器
- 多种其它闪存卡的读卡器
- GBA电影播放器

## 外部链接

- CompactFlash协会
- Rob Galbraith DPI: CF Performance Database
- SATA to CF转接卡