全面支持PCIe 4.0，SD卡再度提速

电子发烧友网报道（文/周凯扬）尽管高度集成的内置存储已经慢慢普及开来，但在一部分物联网设备、数字成像产品、游戏掌机和车载系统中，SD卡这类互通的外置移动存储依然是厂商在某些设计上的首选。而随着数据存储的需求越来越高，诸如8K视频录制、360°环绕/VR视频录制和需要快速读写的应用程序等，SD卡的速度已经开始变得有些力不从心了。
 
SD和SD Express
 
在原本的SD规范中，只有SD总线接口，其默认速度只有12.5MB/s，之后引入的High Speed、Ultra High Speed才慢慢将速度提上来。但即便是最为普及的高速UHS-II卡，其总线速度最高也只有312MB/s。然而随着NAND闪存技术的不断进步，SD协会也开始为下一代的移动存储卡铺路。

不同SD内存卡的速度对比 / SD协会

 
SD协会在SD 7.0规范中引入了全新的SD Express，借助PCIe 3x1实现高达985MB/s的速度。而在8.0规范中，SD协会更是引入了对PCIe 4x1和4x2的支持，最高实现3938MB/s
的速度，媲美主流的PCIe 4.0 SSD。
 
而在最近的SD 9.1规范中，SD协会为microSD Express同样引入了对PCIe 4.0x1的支持，最高速度可达1969MB/s，相较上一代速度翻倍。这对于不少有尺寸限制，又有升级存储需求的产品来说，小小的一张microSD Express卡就能获得媲美SSD级的性能。
 
除此之外，SD 9.1还引入了电源管理和热管理这两大新特性。SD Express卡可以设置多个最大功耗值，要想实现最高性能的话，主机会选取最高的最大功耗值。然而，并非每次操作都需要用到卡的最大性能，而电源管理和热管理会根据所需维持速度等级来选择合适的最大功耗值，并控制卡的内部温度。
 
挑战CFexpress
 
很明显，新的SD规范对PCIe 4.0的全面兼容，就是为了与逐渐开始在数字成像产品上普及的CFexpres卡展开竞争。后者已经通过率先支持PCIe 3.0，占据了一部分数字成像产品的市场，而SD协会尽管早就推出了SD Express卡的规范，但目前在售的SD Express卡似乎只有ADATA威刚科技一家。
 
除此之外，由于速度提升后需要新的等级规范，而不再是原来的V30、V60和V90这类给SD总线定义的速度等级。针对基于SD Express总线的SD、microSD卡，SD协会新增了E150、E300、E450和E600，其中E600意味着其最低读/写性能达到600MB/s。很明显，这对标的也是CompactFlash协会对CFexpres卡所做的VPG200、VPG400等速度等级认证。
 
但从SD卡新规范的落地速度来说，SD卡很可能会输给CFexpres卡，甚至会输给那些仍在使用UHS-II总线的SD卡。比如UHS-III是在2017年提出的，而目前几乎没有什么设备和存储卡支持这一总线协议。更重要的是，虽然SD Express可以做到向下兼容，但只支持基础的SD卡协议，所以如果读卡设备仅支持SD总线接口的话，哪怕支持到UHS-III，速度最高也只有104MB/s，在新的速度等级认证落地之前，甚至只能获得V30的认证。
 
写在最后
 
尽管SD协会拥有800家成员企业，但从目前全新面世的产品看来，UHS-II的SD卡速度基本已经满足了多数需要移动存储卡的要求。而在更高速的使用场景，除了内置固态硬盘外，大多数厂商还是选择了外置CFexpres卡的方案。如果SD协会想要打破这一局面的话，还是应该尽快推动SD Express控制器和读卡器控制器集成到更多设备中去，比如慧荣科技的SM2708、创惟科技的GL9767等。