移动存储 两代同堂 ---- 在所谓的“后PC时代”里,各类手持计算设备将随处可见,它们必备的移动存储卡也会随之扮演越来越重要的角色,而传统和新型的移动存储产品将“两代同堂”、携手共助移动计算。除了在容量、价格、读写速度和数据交换方式等方面持续发生变化以外,移动存储卡在微缩化、安全性、兼容性以及接口规范应用的延伸等方面将使其技术得到前所未有的发展。 移动存储也升温 ---- 数码相机、MP3播放器、PDA等掌上电子产品的流行趋势在加剧,甚至在PC市场相对低迷的当今,它们受欢迎的程度却有增无减。以数码相机为例,其在全球许多局部地区的照相机市场上已经抢占了近半数的份额。若放眼将来,随着这些掌上电子产品在性能(计算速度、存储容量、网络接入、电池容量、功能整合)等方面取得进一步发展,它们所面临的市场契机将会越来越庞大,甚至在许多场合、许多用户群体中代替当前的标准PC而成为主流的计算设备。 ---- 掌上电子产品的崛起带动了各自对应的配件、软件甚至服务行业的发展: 数码相机的普及会推动CCD技术的发展以及数码冲印市场的扩大;MP3播放器会影响音像行业的发展模式;PDA的发展又依赖于其处理器计算速度的提高、各类应用软件的不断丰富......不过,无论是哪一类掌上电子产品,都无一例外地牵动着一个共同的重要部件——移动存储介质的发展步伐。惟有在各类移动存储卡的支持下,这些掌上电子产品才可以存储和使用文本、程序、图像、音频和视频等多媒体内容。众所周知,商用计算领域的企业存储市场正呈现出一片红火之势; 而在个人移动计算领域,这些掌上电子产品所用的移动存储卡也正在悄悄地发生着革命。 ---- 概括而言,各类掌上电子产品的快速普及对移动存储卡的影响主要有:价格的迅速下降; 存储密度(单卡容量)的成倍提高; 新一代产品的问世和快速市场化; 移动存储市场将逐渐产生新的格局; PC对移动存储卡的支持与日俱增等等。 传统的移动存储卡 ---- 老面孔也有新动向 ---- 诸如CompactFlash卡(简称CF,有Ⅰ型和Ⅱ型)、SmartMedia卡(简称SM)、Memory Stick记忆棒等移动存储产品,早已在市场上广为流行,尤其是数码相机用户对它们已经非常熟悉。虽然这些仍为市场上的主流移动存储产品,但面对正在与其分食市场的新一代产品(MMC和SD等,详见下文),它们在某些方面相对落后的特性注定会成为传统的移动存储概念(参见下文附表)。作为比较成熟而且已经很普及的第一代移动存储卡,相信多数读者朋友对这些产品的技术特性已经非常了解,本栏目也曾在过去对它们有过详细的介绍,所以在技术细节上不再赘述。 ---- 对这些主流的移动存储卡,人们对其重点关注的是价格和存储容量方面的走势。此外,面对越来越多的移动存储卡种类,以及不同的掌上电子产品采用规范各异的移动存储卡,各卡的相互不兼容性将影响用户的投资和在交换数据过程中的方便程度,所以这些传统移动存储产品在未来各自的命运究竟如何也是人们关注的热点。 ---- 价格正当喜人 ---- CF卡、SM卡、Memory Stick记忆棒以及Microdrive的价格最近呈现急剧下降的趋势。在北京中关村市场,过去一年里同一容量存储卡的售价下降了一半以上,而且现阶段仍然没有放慢继续降价的步伐。掌上电子产品的普及导致的市场扩大和规模量产、半导体集成度的提高以及各种不同规格产品之间的竞争,也许是价格急剧下降的主要原因。拥有掌上电子产品的广大消费者自然会从降价中受到实惠。若您过去为自己手中的数码相机所标配的8~16MB存储容量而经常陷于“卡中羞涩”的局面,却又长期为较大容量的存储卡居高不下的价格持币观望的话,那么现在只需200元左右的投资为数千元的数码相机扩充64MB的存储容量已经非常值得考虑了。 ---- 容量稳中有进 ---- 在存储密度的提高方面,过去各类移动存储卡一直进展较慢。以Sony公司的Memory Stick为例,厂商积极研发而用户期盼已久的256MB的产品至今仍未在市场上见到踪影;512MB的SM产品的问世虽然早有耳闻,但要进入市场似乎还遥遥无期。这也许是因为市场对如此高容量的产品的需求尚不十分迫切,也可能高容量产品的稳定性或读写速度、生产成本等问题成为其发展的一时瓶颈。令人欣慰的是,当前主流的各类移动存储卡都有128MB的产品以较经济的价格(基本上在400~600元左右)走入市场,这对掌上电子产品发烧友或各类有特殊需求的用户们不得不说是一大利好势头。此外,最流行的CF卡在高容量方面做出了一路表率,其256MB的产品早以700多元的价格走到了中国消费者面前,预计512MB的产品很快会随之跟进。 ---- 选择当宜权衡 ---- 尽管移动存储卡的价格会持续走低,然而与PC上的刻录机/刻录盘片等主流的个人存储产品相比,前者的存储成本仍然高高在上。所以,对于已经拥有掌上电子产品的用户来说,选购移动存储卡的时机和容量是需要权衡的; 对于尚没有购买掌上电子产品的用户来说,哪类移动存储卡将来会更普及、兼容性更好、性能/价格比和利用率更高等因素,应该成为选购掌上电子产品时考虑的重要方面。市场上CF、SM、Memory Stick和Microdrive等已流行的多种规格产品本已让这个问题使人困惑,而最近SD和MMC等新一代产品的兴起无疑使用户的抉择陷入更多的迷茫当中。接下来,我们先认识一下新一代移动存储卡中最强有力的竞争者——MMC和SD,尔后再对新旧两代移动存储卡的未来进行展望。 新一代移动存储卡 ---- MMC——瘦身冠军? ---- MMC(MultiMediaCard,多媒体存储卡)由SanDisk和Siemens公司在1997年发起,与传统的移动存储卡相比,其最明显的外在特征是尺寸更加微缩——只有普通的邮票大小(是CF卡尺寸的1/5左右),而其重量不超过2g。这使其成为世界上最小的半导体移动存储卡,它对于越来越追求便携性的各类手持设备形成强有力的支持。另外,由于采用更低的工作电压,MMC比CF和SM等上代产品更加省电(参见下文附表)。 ---- 同样的规格,两大发起厂商却生产不同类型的产品: SanDisk公司生产闪存MMC卡(读或写),Siemens公司生产ROM MMC卡(只读)。MMC采用7个针脚的简单串行界面封装,所以它很容易被集成到各种不同的设备当中,而不论这些设备是否配置有微处理器。MMC在设计之初是瞄准手机和寻呼机市场,之后因其小尺寸等独特优势而迅速被引进更多的应用领域(数码相机、PDA、MP3播放器、笔记本电脑、便携式游戏机、数码摄像机乃至手持式GPS等)。 ---- SanDisk和Siemens公司最初之所以将MMC主要定位在手机上,是因手机产品的发展需求而致。当前的大多数手机存储容量相当有限,而功能和各种通信增值服务的增加又对手机的存储容量提出越来越高的要求(更多的电话号码、短消息、手机铃声、图片、录制的声音、记事本甚至EMS多媒体短消息等),但是为越做越小的手机扩充存储容量的难度比其他掌上电子产品更高。而邮票般大小的MMC会比CF等传统产品更适合手机。目前,在中国市场上深受时尚一族欢迎的Siemens 6688手机,就设计了MMC卡槽,不仅帮助增强了其通信和个人事务管理等功能,还整合了MP3这一重要附加功能。此外,JVC公司早在1999年已推出了采用MMC的数码摄像机(保存抓拍的静态画面)。最近随着Compaq、Casio、Toshiba等主流品牌的Pocket PC和几乎所有的新型Palm PDA开始提供SD插槽(兼容MMC),MMC在市面上成为一时的新宠。 ---- 为了推动MMC的应用,在1998年成立了MMC协会(MMCA),目前其成员除了发起厂商以外还包括Motorola、Nokia、Ericsson、Intel、TI、HP和Toshiba等数百家业界知名厂商。 ---- SD——安全第一? ---- SD(Secure Digital,安全数据存储卡)是由SanDisk、Toshiba和Panasonic公司在1999年推出的,它在MMC的基础上发展而来,因而在数据传输和物理规范上与MMC完全兼容,即MMC卡完全可以在支持SD卡的设备插槽中使用。SD卡的长和宽与MMC完全相同,在尺寸上具备了邮票般大小的同等优势。只是SD卡略厚,存储密度的提升方面会比MMC更容易;而且SD比MMC多了2个针脚作为数据传输通道,所以其读写速度比后者要快(据称是后者的4倍之多); 另外与MMC明显不同的是,SD还多出了一个物理写保护开关(参见下文附表)。 ---- 当然,顾名思义,SD的发起者为它赋予的更重要特征在于其安全性,即对数字内容版权的保护。SD内建的数据安全技术遵从CPRM(Content Protection for Recordable Media,针对存储介质的内容保护组织)下属的SDMI(Secure Digital Music Initiative,数字音乐保护组织,由美国的众多硬件厂商、音像公司和录制工业协会等组成)的相关规定,其加密算法和授权认证技术标准都由4C Entity,LLC(由IBM、Intel、Panasonic和Toshiba这4家公司所组成的为数字内容版权保护技术进行认证的组织)所制订。在采用了这一安全技术以后,SD存储卡内的控制电路首先会侦测正在使用它的外部设备是否合法,惟有经过授权的合法设备才会被允许在其受保护的区域内进行读或写操作。 ---- 由于SD是在MMC的基础上发展而来的,前者不但具有后者的所有优点,而且有更快的读写速度、更容易提高的容量和数字安全特性,所以有着更广阔的应用前景。未来随着容量和读写速度的不断提高(图2),SD几乎可以被用于存储任何格式和类型的数据。目前主要用于存储文本、软件、图像和音频,将来很快会延伸到存储视频数据。 ---- SD的发展同样有一个SD协会(SDA)的推动。截止2002年5月10日,该组织已扩大到452个成员的规模,包括了Intel、IBM、Microsoft、HP、Motorola等IT业界的绝大多数知名厂商,而且涵盖了硬件、软件、音像、消费电子、个人计算、通信、数码影像和汽车等领域和行业。SDA的庞大阵容、SD目前所具备的众多优势以及今后的发展蓝图,似乎奠定了SD在未来移动存储领域的王者地位。 移动存储的未来 ---- MMCA和SDA的下一步打算 ---- Secure MMC 为了让MMC不至于昙花一现、过早夭折,MMCA也推出了具有安全特性的Secure MMC移动存储卡新标准。它最早由Hitachi、Siemens、Sanyo和Fujitsu等公司在2001年联合发起,其起到安全保护作用的核心部件是Hitachi公司生产的SuperH RISC微处理器,它能以很高的速度实现与安全相关的各种操作。据称,Secure MMC具有比SD更多的优势,最主要的一点是它比后者具有更灵活的版权管理方式——Secure MMC不仅可由音像公司以ROM形式提供,用来保护数字内容版权,而且可由个人或企业用户自由定义其安全特性,用以保护自己数据的安全。此外,Secure MMC的安全规范是完全公开的,而SD的安全规范则需要授权;Secure MMC最近还确定了1.8V的更低工作电压,而SD对此尚在讨论之中;还有,Secure MMC能用在过去的MMC插槽中,而SD则不能反过来适合该插槽。 ---- SD I/O 对于SD,SDA最近重点加紧推行的是其I/O规范,这一补充规范使SD的意义不仅仅限于移动存储卡,而且延伸到各类扩展设备。有了统一的I/O规范后,设计有SD插槽的设备(笔记本电脑、PDA、手机、数码相机、打印机、传真机、音频设备和GPS等)可以通过采用SD I/O接口规范的各种扩展卡相互连接和无线通信,从而在这一点上与CF具有同样的竞争优势。 ---- SD I/O已经于2001年底被SDA批准,并很快由Toshiba公司生产出采用该规范的蓝牙卡(图3),被Palm公司投放到欧美市场。这种SD蓝牙卡的尺寸只比邮票略大一些,主要使当前设计有SD插槽的PDA与其他设备进行无线数据传输。由于在新型的PDA中,几乎所有的Palm产品和大多数Pocket PC都开始设计有SD插槽,所以SD I/O产品的市场前景相当可观。不过更多的SD I/O产品要进入市场的话尚需时日,因为SDA就各类产品的I/O规范正在制订过程中,预计数码相机、GPS和WLAN(802.11b)的SD I/O规范将在2002年内先后完成。 ---- SD规范是新生事物,何况是其I/O产品,所以SD I/O当前还面临着一些支持问题。有些最初问世的SD设备的插槽控制器需要进行升级,才能支持SD I/O扩展设备。此外,目前还没有哪一个操作系统对SD I/O标准提供默认支持。这两大问题需要更完善的SD I/O标准出台后才有望解决,在这之前,用户对SD I/O产品的使用依赖于生产商各自的举动。不过,人们已经看到了希望的曙光,将在2002年秋季发布的Palm OS 5将会提供对SD I/O的支持;PocketPC用户也将在近期得到由BSquare等公司为PocketPC系统提供的SD I/O补丁程序。 ---- 各类产品的命运预测 ---- MMC、SD和Secure MMC 由于MMC和SD的主要发起者都是SanDisk公司,而作为后继产品的SD所具有的优势远远超过了MMC,所以MMC可能会成为一种生命周期并不长的过渡产品。然而,MMC的支持者们却并未放弃努力,上面提及的被加入了安全特性的Secure MMC似乎是MMCA对SDA阵营的有力反击。所以,未来的移动存储市场之争并不会比现在平静多少,有可能主要在这二者之间展开激烈竞争。由于物理规范的统一,它们的竞争将是良性的(即不存在当前的CF、SM和Memory Stick不能相互兼容的问题),竞争的结果会使彼此相互提高和完善。随着手机、PDA等移动计算设备的进一步发展(体积更小、存储需求更高等),以及互联网数字内容业务的日趋成熟,具备更小尺寸、更低功耗、更高容量和安全特性的SD和Secure MMC必将成为未来的主流移动存储产品。 ---- CF、SM和Memory Stick 至于当前流行的CF、SM、Memory Stick和Microdrive,它们的命运莫衷一是,不过总的趋势还是比较明朗的。 ---- CF已经相当流行,支持它的设备众多,除了不计其数的各类掌上电子产品以外,目前还有许多与CF采用相同接口规范的扩展设备(例如CF调制解调器、CF有线/无线网卡、CF蓝牙适配器等,主要用于PDA的网络连接和功能扩充),再加上它在容量方面一路领先的优势,所以CF与支持它的各类掌上电子产品和CF扩展设备一起会在未来很长一段时间内续写辉煌历史,与新一代移动存储卡共存。 ---- 与CF(Ⅱ型)具有相同物理规格的Microdrive目前最大的优势在于容量。而随着其他半导体存储卡容量达到256MB(700多元)以上,它们已经足以应付大多数用户的需求,所以Microdrive超过340MB(1000元左右)的容量优势将逐渐减弱,再加上其功耗、稳定性和尺寸等方面的问题,也许在未来它也很难成为主流。 ---- 对于SM,首先由于卡太薄而难以在容量方面与CF等并驾齐驱,其次由于卡内不包括控制单元而使其兼容性大打折扣,另外没有控制单元也就意味着不能进行其他功能扩充(例如安全性和I/O功能等),所以很多人认为其未来的命运也将与普通的MMC一样,即逐渐淡出市场。 ---- Memory Stick目前在市场上的兴盛,主要得益于Sony公司自有品牌的电子产品对它的支持。虽然据称支持Memory Stick计划的合作伙伴队伍在不断扩大,但长久以来我们仍未在市场上见到有多少Sony的盟友推出相关的电子产品(只是最近在国内开始有Acer和Samsung推出支持Memory Stick的PDA和笔记本电脑)。由于Memory Stick产品属Sony专利,可能是缺乏竞争的缘故,它总要比同样容量的CF和SM卡贵出许多。在新一代产品中,MagicGate Memory Stick(白盘)的价格也是高于SD和MMC,并且其标准规范(包括安全特性规范)属Sony专有,使用它的厂商需要Sony授权,而SD和MMC则是完全公开的标准。另外,Memory Stick的支持队伍还无法与MMCA和SDA的庞大阵营相比。因此,如果在市场售价和标准的开放方面没有什么明显进展的话,Memory Stick的未来仍将依赖于Sony自有品牌电子产品的兴衰。 ---- 日益便捷的数据桥梁 ---- PC目前作为计算能力很强的设备,在个人计算中处于核心地位,所以无论何种掌上电子产品,与PC之间的数据交换是必不可少的。移动存储与PC之间正在搭建起各种越来越便捷的数据桥梁。 ---- 各类移动存储卡的宿主设备主要是掌上电子产品(只有少数用在防火墙等网络设备当中),它们与PC之间交换数据的通道主要是“宿主设备< —— >USB(或串行)数据线< —— >PC”。后来出现了分别针对各种移动存储卡的USB读卡器和PCI适配卡,成为与PC交换数据的另一便捷方式。最近,一些PC厂商闻风而动,开始为笔记本电脑标配移动存储卡的读取插槽(图4),这使得交换数据更加方便,不再需要任何额外的连接线或读卡器件。此外,还有一些照片打印机等产品也标配了多种规格的存储卡插槽。 ---- 市场上流行有这么多不同规格的移动存储卡,而且新旧两代产品在长时间内会共存,支持它们的各种设备也是品牌、种类繁多,这必然会导致一个用户往往拥有多种移动存储卡和相应设备的情况。用好几条数据线或多个读卡器分别读取不同的存储卡显得非常麻烦和低效,而且不能指望一台笔记本电脑标配所有规格的存储卡插槽。整合型读卡器的出现使这一问题得以缓解。目前在市面上花400元左右就可买到一款“6合1”型USB读卡器(图5),这种产品的几个插槽几乎可以读取当前常用的所有移动存储卡,包括CF(Ⅰ和Ⅱ型)、SM、Memory Stick、MMC、SD和Microdrive等。 ---- 当然,最为方便快捷的数据交换桥梁应该是掌上电子产品与PC不用接触、并且不用取卡/插卡的无线传输方式,而蓝牙模块在PDA、手机和笔记本电脑等产品中的逐渐登陆已经为此提供了可能性。设想着在不远的将来,掌上电子产品和笔记本电脑都以低成本集成了蓝牙通信功能,相互之间不再需要数据线和读卡器,也不再需要取卡/插卡,甚至不必以PC为核心,而是任何设备之间可以点对点地进行无线数据交换。 结语 ---- 在移动计算应用中,这些存储卡只是隐藏于各类掌上电子产品背后的看似不起眼的“小不点”,但它们的技术发展状况如何却直接影响着移动计算应用的演进,而且各自的优劣和未来命运与用户对掌上电子产品的选购决策等息息相关。将长期“两代同堂”的新旧产品,还存在种类繁多、变化快速、与越来越多的产品和应用联系更紧密的复杂局面,本文的抛出旨在与广大朋友一同探讨并把握住该领域更清晰的发展方向。 摘自《微电脑世界》
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