メモリカードとは
メモリーカードとは、薄いカード形状の補助記憶装置のことです。
メモリカードは小型で、データの書き換えが可能かつ消費電力が少ないため、モバイル情報機器等の記録メディアとして広く採用されています。
メモリカードの使用用途
メモリカードは、記録メディアとして様々な電子機器で使用されています。例えばデジタルカメラやビデオカメラにおける画像情報の記録と保管、スマートフォンでのデータ保存、オーディオプレーヤーでは音楽データの記録など、様々な電子機器の記録媒体です。
また、消費電力が少なく小型/軽量という特徴から、PCやタブレット端末のデータ保存用デバイスとしても利用され、多くのPCにおいてメモリカードリーダーが搭載されています。
メモリカードの原理
メモリカードには様々な規格がありますが、基本的にはNAND型フラッシュメモリとコントローラー回路から構成されて、一つのパッケージに収められています。NAND型フラッシュメモリは、電源が印可されていない場合でもデータを保持する不揮発性メモリの一種で、次の特徴があります。
- データの書き込み速度が速い
- 容量あたりの単価が安い
- 回路構造から記憶素子の (メモリセル) を多く配置することが可能で、高集積化して容量を増やしやすい
このため、大容量のデータストレージに適しています。ただし、ブロック単位でのアクセスが基本的な動作なので、ランダムアクセスを実行する場合は低速になることが避けられません。
また、コントローラ回路はフラッシュメモリへのデータの読み出し/書き込みを制御するものです。一方、フラッシュメモリは書き換え回数に上限があり、NAND型フラッシュメモリの場合、せいぜい10万回程度と言われています。また、記録されたデータの保持期間も通常であれば10年程度です。
そのため、メモリカードはこの制約から逃れられません。定期的に新しいメモリカードに交換する事や記録したデータは長期保存に適した別の記録装置に保存することが望ましいでしょう。
メモリカードの種類
これまで様々な種類のメモリーカードが提案されてきましたが、現在はCFカードやSD、microSDカードに集約されつつあります。
1. CFカード
コンパクトフラッシュとは、SanDiskが開発したメモリーカードの規格です。一般的にはCFカードと呼ばれます。CFカードはPCカードと互換性を持たせた電気的仕様となっているので、嘗てはアダプタを装着してPCカードスロットから使用することもありました。
入出力インターフェースの規格がATAであることから、PCからはハードディスクと同様の記憶装置と見なすことができます。
2. CFexpressカード
CFexpressはCFカードの後継と言えるメディアで、その仕様はCFの策定団体であるCFA (CompactFlash Association) で策定されました。その最大の特長は、PCのSSDなどで採用される通信プロトコルNVMeに対応したことです。
なお、CFexpressは次の3種類が規定されています
- Type B
最初に実用化されたもので転送速度は最大16Gbpsでした。寸法は長さ38.5mm、幅29.6mm、厚さ3.8mmです。最新の高性能一眼レフカメラやミラーレスカメラに採用されています。 - Type A
長さ28mm、幅20mm、厚さ2.8mmとコンパクトなサイズで、PCIe Gen.3×1、NVMe 1.3の採用で転送速度は8Gbpsと規定されています。 - Type C
長さ74.5mm、幅54.4mm、厚さ6.2mmと大型ですが、PCIe Gen.3×4、NVMe 1.3によって32Gbpsと極めて高速なデータ転送速度となっています。
3. SDメモリーカード
SanDisk社、松下電器産業、東芝の3社が共同開発したメモリカードの規格で、サイズは長さ24mm、幅32mm、厚さ2.1mmながら、1TBの大容量を実現しています。また著作権保護機能CPRM (Content Protection for Recordable Media) を内蔵している事も特徴の一つです。
SDメモリカードはデーター転送速度でクラス分けされていますが、最速のものでもCFカード並みの2Gbps程度で、CFexpressカードには及びません。しかし小型で使い易い上に安価なことから、一般的なデータ保存には幅広く利用されています。
4. microSDカード
SDカードをさらにコンパクトにした記録メディアがmicroSDカードです。そのサイズは長さ15mm、幅11mm、重さ約0.4gと極小です。携帯電話やスマートフォンをはじめ、タブレット、デジタルオーディオプレーヤーなどで使われています。
5. SmartMedia
東芝によって提唱された切手サイズ (横37mm、長さ45mm、厚さ0.76mm、重さ1.8g) のメモリカードの規格です。デジタルカメラ、PDA、デジタルオーディオ、ゲーム機などに広く利用されていました。
6. miniSD
SDメモリーカードのサイズを縮小したもので、主に携帯電話のメモリカードとして採用されていましたが、更に小型のmicroSDカードが出現し、そちらに置き換わりました。
7. マルチメディアカード
Siemens社とSanDisk社が共同開発したメモリカードです。主にデジタルカメラや携帯電話などに利用されていましたが、後発のSDカードに置き換わりました。SDカードはマルチメディアカードを改良したものと云われています。
8. xDピクチャーカード
オリンパス光学工業と富士写真フイルムが共同開発したメモリカードの規格で、主な用途としてデジタルカメラの記憶媒体をターゲットとしたものです。一時期両社のデジタルカメラに採用されていましたが、追従するメーカーはなく、両社とも現行製品ではSDカードやminiSDカードに変更しています。
9. メモリースティック
ソニーが提唱した著作権保護機能が搭載されたメモリカードで、かなり長い間ソニー製のPCやデジタルカメラ、デジタルオーディオ機器などの記録メディアとして採用されていました。2011年以降、新たな動きはありません。
10. メモリースティック Duo
メモリースティックを小型化した規格で、携帯電話の記録メディアとして開発されたものです。携帯電話、デジカメ、DVビデオカメラ、PSPなどに採用されていました。
この他にも様々なメモリーカードが利用されてきましたが、新たな機器に採用されることは最早ないでしょう。その中でも代表的なメモリーカードを上記で紹介しましたが、既に販売を終了したものもあります。
参考文献
https://www.paltek.co.jp/techblog/techinfo/210215-01
https://xtech.nikkei.com/it/pc/article/knowhow/20090223/1012529/
http://web.tku.ac.jp/~densan/local/memorycard/memorycard.html
http://cashari.net/basic/m_card_2.htm