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SD 카드

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목차

1. 개요

SD 카드는 1999년 샌디스크, 파나소닉, 도시바가 공동 개발한 플래시 메모리 기반의 저장 장치로, MMC(MultiMedia Card)를 대체하기 위해 개발되었다. 소니의 메모리 스틱과 경쟁하며, 디지털 권한 관리(DRM) 기능을 통해 콘텐츠 복제 문제를 해결하고자 했다. 2000년에 SD 협회가 설립되어 SD 카드와 호환 장치 제조사들이 참여했으며, 2000년 1분기에 초기 샘플이 출시되었다. SD는 표준 SD, miniSD, microSD의 세 가지 폼 팩터로 제공되며, SDHC, SDXC, SDUC 등 다양한 규격과 속도 등급을 지원한다. SDIO(Secure Digital Input Output) 규격을 통해 다양한 기능을 수행하는 장치에도 사용되며, 쓰기 방지 탭과 저작권 보호 기능, 위조 카드 문제 등의 특징을 가진다.

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SD 카드
개요
SD 카드, 미니 SD 카드, 마이크로 SD 카드 (위에서부터 아래로)
SD 카드, 미니 SD 카드, 마이크로 SD 카드 (위에서부터 아래로).
종류메모리 카드
용도휴대용 기기의 데이터 저장
규격 및 용량
SD (SDSC)최대 2GB
SDHC2GB 초과 ~ 32GB
SDXC32GB 초과 ~ 2TB
SDUC2TB 초과 ~ 128TB
물리적 크기
표준 SD32.0mm×24.0mm×2.1mm (부피: 1612.8mm³)
미니 SD21.5mm×20.0mm×1.4mm (부피: 602mm³)
마이크로 SD15.0mm×11.0mm×1.0mm (부피: 165mm³)
무게
표준 SD~2g
미니 SD~800mg
마이크로 SD~250mg
성능
읽기 속도표준: 12.5MB/s
고속: 25MB/s
UHS-I: 50MB/s 또는 104MB/s
UHS-II: 156MB/s 전이중 또는 312MB/s 반이중
UHS-III: 312MB/s 전이중 또는 624MB/s 반이중
Express: ≥ 985MB/s 전이중
쓰기 속도가변적
기술 및 표준
기반 기술멀티미디어카드 (MMC)
표준SD 표준
관리SD 협회
역사
발표1999년 8월

2. 역사

1999년 8월 25일, 파나소닉(Panasonic, 구 마쓰시타 전기산업), 샌디스크(SanDisk, 구 웨스턴 디지털), 도시바(Toshiba, 현 키옥시아)는 SD 메모리 카드를 개발 및 발표했다. 2000년 1월 7일에는 SD 협회(SD Association, ''SDA'')가 미국캘리포니아주에 설립되었다.[187]

SD 규격의 로고는 1990년대 초 도시바가 개발했다. 소니·필립스 진영의 대항 규격에 경쟁에서 이기는 형태로 DVD의 원형이 된 광 디스크 "Super Density Disc"를 위해 제작되었으며, 로고 내의 "D"는 광 디스크의 의장을 가지고 있다.

디지털 저작권 관리를 위해 SDMI(Secure Digital Music Initiative) 사양을 준수하는 메모리 카드로 개발되었으나[187], SDMI는 강제력이 있는 사양이 아니었고 보급되지 않아 2001년에 활동을 중지했다.[190] 2006년 9월 SD 메모리 카드의 규격서 Ver. 2.00 개정시 Secure Digital의 약칭이라는 설명이 삭제되었다.

2000년대에는 멀티미디어 카드, 스마트 미디어, 컴팩트 플래시, 메모리 스틱, xD 픽처 카드 등 경쟁하는 메모리 카드 규격이 다수 존재했지만, SD 카드는 라이선스 비용을 저렴하게 하거나, miniSD 등의 새로운 규격을 시의적절하게 투입하여, 2005년 8월 시점 일본 내 SD 카드의 판매 점유율은 64.9%로 압도적인 다수를 차지하며[191], 메모리 카드 규격의 주류가 되었다.


  • 2001년 - SDIO 카드 규격이 발표되었다.
  • 2003년 - 소형화된 miniSD 카드 규격이 발표되었다.
  • 2005년 - 보안 기능을 강화한 SD SMART 규격이 발표되었다.
  • 2006년 1월 - 미국 "2006 International CES"에서 최대 32 GiB를 규정한 "SDHC"가 발표되었다.
  • 2006년 - 더욱 소형화된 microSD 규격이 발표되었다.
  • 2009년 1월 - 64 GiB 이상 기억 용량에 대응하는 "SDXC" 규격 사양이 책정, 2009년 8월에 64 GiB 사양의 카드를 발표했다. 파일 시스템에 exFAT을 채용, 기억 용량을 최대 2 TiB (2048 GiB), 데이터 전송 속도는 300 MB/s까지 확장할 예정이다.
  • 2018년 6월 - "SD 7.0" 규격으로 최대 985 MB/s의 전송 속도에 대응하는 "SD Express"와 최대 128 TiB 용량에 대응하는 "SDUC"를 발표했다.


발표 당시 SD 카드는 SDMI 사양으로 규정된 CPRM에 대응했지만, SD 6.1에서 옵션이 되어 비대응 카드도 판매되게 되었다.

SPI 모드가 있어, 저속이라도 괜찮다면 SPI 버스로 쉽게 여러 장치를 연결할 수 있다.

2. 1. 개발 및 초기 역사 (1999년 ~ 2005년)

1999년 8월, 샌디스크, 마쓰시타(현 파나소닉), 도시바는 SD 메모리 카드 공동 개발에 합의했다.[5] SD 카드는 멀티미디어 카드(MMC)에서 파생되었으며, 디지털 권한 관리(DRM) 기능을 제공하여 소니의 메모리 스틱과 경쟁하기 위해 설계되었다.[7] 도시바는 SD 카드의 DRM이 콘텐츠 복제 문제를 해결해 줄 것으로 기대했다.[7]

2000년 국제 전자제품 박람회(CES)에서 세 회사는 SD 협회(SDA) 설립을 발표했다.[9] 미국 캘리포니아주 샌 라몬에 본부를 둔 SD 협회는 초기 30여 개의 회원사로 시작하여 SD 카드 및 호환 장치 제조사들이 참여했다. 2000년 1분기에 SD 카드의 초기 샘플이 출시되었고,[9] 3개월 후 32MB 및 64MB 용량의 카드가 대량 생산되었다.

2001년에는 256MB 및 512MB SD 카드가 발표되었다.[12] 2003년 3월, 샌디스크는 소형 폼 팩터인 miniSD 카드를 발표했다. 2004년에는 더욱 소형화된 microSD 카드(초기 명칭: T-Flash, TransFlash)가 샌디스크에 의해 발표되었고, 2005년에 SDA에 의해 채택되었다.

2. 2. SDHC, SDXC, SDUC (2006년 ~ 현재)

2006년 1월, SD 협회는 최대 32GB 용량을 지원하는 SDHC 규격을 발표했다.[19] 2009년 1월에는 최대 2TB 용량과 최대 300MB/s의 속도를 지원하는 SDXC 제품군을 발표했으며,[19] SDXC 카드는 기본적으로 exFAT 파일 시스템으로 포맷된다.[20] SDXC는 소비자 가전 전시회(CES) 2009 (1월 7일–10일)에서 발표되었다.

같은 전시회에서 샌디스크(SanDisk)와 소니(Sony)는 SDXC와 동일한 최대 2TB의 유사한 메모리 스틱 XC를 발표했고,[21] 파나소닉(Panasonic)은 64GB SDXC 카드 생산 계획을 발표했다.[22] 2010년 초, 도시바(Toshiba) (64GB),[27][28] 파나소닉 (64GB 및 48GB),[29] 및 샌디스크 (64GB)[30]에서 상업용 SDXC 카드를 출시했다.

2018년 6월, SD 협회는 최대 128TB의 용량과 985MB/s의 속도를 지원하는 SDUC 규격을 발표했다.

2. 3. 한국 시장에서의 SD 카드

SD 카드는 2000년대 초반부터 한국의 디지털 카메라와 휴대폰 등에 널리 사용되기 시작했다. 2002년 3월, J-폰(현 소프트뱅크)은 샤프 단말기 "J-SH51"에 SD 카드를 처음으로 채용하였다.[220]

2003년에는 miniSD 카드가 출시되면서 휴대폰 시장에서 SD 카드의 점유율이 높아졌다. 2004년에는 microSD 카드가 출시되면서 miniSD 카드에서 microSD 카드로의 전환이 이루어졌다. 2006년 가을, au (KDDI)는 거의 모든 기종을 microSD 카드에 대응시켰다.[193] 2007년 이후, 휴대폰의 외부 메모리 슬롯은 대부분 microSD 카드를 지원하게 되었다.

디지털 카메라 시장에서도 SD 카드는 2003년 이후 주요 제조사들이 채택하면서 사실상 표준이 되었다. 니콘과 캐논은 콤팩트 디지털 카메라에 SD 카드를 채택하였다.

2009년부터는 닌텐도 Wii, 닌텐도 DSi, 닌텐도 3DS 등 게임기에도 SD 카드가 채택되었다. 현재 SD 카드는 다양한 전자기기에서 널리 사용되는 저장 매체로 자리 잡았다.

3. 종류

SD 카드는 저장 용량과 속도에 따라 여러 종류로 구분된다. 주요 종류는 다음과 같다.


  • SDSC (Standard Capacity): 2000년에 발표된 초기 SD 카드로, 최대 용량은 2GiB이며, FAT16 파일 시스템을 사용한다.
  • SDHC (High Capacity): 2006년에 발표되었으며, 최대 32GB 용량을 지원한다. FAT32 파일 시스템을 사용하며, SDHC 호환 장치에서만 사용할 수 있다. 표준 SD 카드는 SD 및 SDHC 장치에서 모두 사용할 수 있다.
  • SDXC (eXtended Capacity): 2009년에 발표되었으며, 최대 2TiB 용량을 지원한다. exFAT 파일 시스템을 사용하며, SDXC 지원 기기에서만 사용할 수 있다.
  • SDUC (Ultra Capacity): 2018년에 발표된 최신 규격으로, 최대 128TB 용량을 지원한다. exFAT 파일 시스템을 사용한다.


SD 카드는 표준 SD, miniSD, microSD의 세 가지 폼 팩터로 제공된다. miniSD와 microSD는 어댑터를 사용하면 표준 SD 카드 슬롯에서 사용할 수 있다.

크기 비교: SD (파란색), miniSD (녹색), microSD (빨간색)


microSD 카드(오른쪽)와 어댑터


스마트폰에 장착된 microSD 메모리 카드

3. 1. SDSC (Standard Capacity)

SDSC[200] (SD Standard Capacity, SD 표준 용량)는 2000년 SD 1.01에서 규정된 최초의 규격이다. 최대 용량은 2 GiB이다. 이는 SD 메모리 카드의 사실상 표준 파일 형식으로 FAT16이 사용되었고[201], 해당 규격상 최대 볼륨 크기가 2 GiB로 제한되었기 때문이다. 과거에는 2 GiB를 초과하는 제품도 존재했지만, SD 메모리 카드 규격 외이므로 사용할 수 있는 제품이 극히 일부로 제한되었다(현재는 일반적으로 2 GiB를 초과하는 제품은 후술할 SDHC, SDXC 규격이 사용된다).

3. 2. SDHC (High Capacity)

8GB SDHC 카드


SDHC (Secure Digital High Capacity) 로고. 이 규격은 2GB에서 32GB까지의 용량을 가진 카드를 정의한다.


'''SDHC'''('''SD''' '''H'''igh '''C'''apacity, SD 고용량)는 2006년에 발표된 규격으로, 최대 32GB까지의 용량을 지원한다. FAT32 파일 시스템을 사용하며, SDHC 카드는 SDHC 호환 장치에서만 작동하지만, 표준 SD 카드는 SD와 SDHC 장치 모두에서 사용할 수 있다.[224][225]

SDHC는 SD 표준의 확장으로, SD와 같은 폼 팩터를 사용하지만 SD 2.0 표준은 다른 메모리 할당 방식을 사용한다. 이론적으로 최대 용량은 2048GB에 다다르지만, SD협회에서는 32GB까지만 규정하고 있으며, 그 이상의 용량은 SDXC 형식을 지원한다.

SD 카드는 SD 협회가 정의한 '''SD 속도 계열 등급'''을 가지고 있다. SD 속도 계열 등급은 비어있는 SDHC 카드 기준으로 다음의 최소 쓰기 속도를 지정하고 있다.

[하이스피드 모드 카드]

하이스피드 모드 카드의 로고

  • 계열 2 (Class 2): 2MB
  • 계열 4 (Class 4): 4MB
  • 계열 6 (Class 6): 6MB
  • 계열 10 (Class 10): 10MB


[울트라하이스피드(UHS) 모드 카드]

울트라하이스피드 모드 카드의 로고 중 등급 1

  • 등급 0 (Grade 0): 10MB 미만
  • 등급 1 (Grade 1): 10MB
  • 등급 2 (Grade 2): 20MB


SD 카드 용량 표준 비교[53]
colspan="2" |SD (SDSC)SDHCSDXCSDUC
로고
frameless
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frameless
연도1999200620092018
용량최소—>2 GB>32 GB>2 TB
최대2 GB32 GB2 TB128 TB
일반적인 파일 시스템FAT12/FAT16FAT32exFAT



버전 2.0은 SDSC 및 SDHC 카드 모두에 대해 고속 버스 모드를 도입하여 원래 표준 속도 클럭을 두 배로 높여 25MB를 생성한다.[56] SDHC 호스트 장치는 이전 SD 카드를 허용해야 한다.[57] 그러나 이전 호스트 장치는 SDHC 또는 SDXC 메모리 카드를 인식하지 못하며, 일부 장치는 펌웨어 업그레이드를 통해 인식할 수 있다.[58] Windows 7 이전에 출시된 이전 Windows 운영 체제는 SDHC 카드에 액세스하기 위해 패치 또는 서비스 팩이 필요하다.[59][60][61]

SDHC 메모리 카드


SDHC는 상위 호환성을 유지하고 있기 때문에, SDHC 대응 기기에서는 SD 메모리 카드를 사용할 수 있다. 추가된 사양[202]에 따라 하위 호환성은 존재하지 않으므로, 기존 SD 메모리 카드에만 대응하는 기기는 SDHC 메모리 카드를 사용할 수 없다. 다만, 물리적인 치수와 전기적인 사양은 호환성이 있으므로, SDHC 규격보다 전에 출시된 디지털 카메라, 메모리 카드 리더, 컴퓨터의 일부는 펌웨어나 드라이버의 업데이트를 통해 SD 메모리 카드의 상한 2GB를 초과하는 용량을 인식하고 사용할 수 있게 되었다. 마찬가지로, SD 메모리 카드에만 대응하는 노트북에서도 Windows XP SP3로 업데이트, 핫픽스 적용, 또는 그 이후의 OS로 업그레이드함으로써 내장된 SD 카드 슬롯이 2GB 이상의 용량을 인식할 수 있게 되는 경우가 있다.

일본에서는 소프트뱅크의 Vodafone 702MO, Vodafone 702sMO(모두 모토로라제)에 TransFlash 규격으로 채용되었으며, 일본 제조사에서도 2006년(헤이세이 18년) 1월에 개발이 발표된 Vodafone 804N을 시작으로 잇따라 대응 단말기가 등장했다. 본체의 소형화·박형화에도 기여할 수 있기 때문에 miniSD를 대신하여 주류가 되었다.

au (휴대 전화)의 2006년(헤이세이 18년) 가을 겨울 CDMA 1X WIN 모델에서는 메모리 스틱 듀오에 대응하는 W43S와 W44S 및 miniSD에 대응하는 W41SH를 제외한 모든 모델과 NTT 도코모에서도 SO903i를 제외한 903i 시리즈가 microSD 전용 슬롯을 탑재했다. 이러한 배경 속에서 2007년 6월에는 SD 진영에서 점유율 1위를 차지하는 규격이 되었다[193]。

소형 대용량화로 인해 빈번한 탈착을 상정하지 않고, 배터리 팩 안쪽에 microSD 카드 슬롯을 설치하는 단말기가 많다. 스마트폰에서는 SIM 카드와 같은 트레이에 넣어서 삽입하는 기종도 많이 보인다.

3. 3. SDXC (eXtended Capacity)

2009년에 발표된 SDXC (SD eXtended Capacity, 확장 용량) 규격은 최대 2TiB 용량을 지원하며, exFAT 파일 시스템을 사용한다. SDXC 카드는 SDXC를 지원하는 기기에서만 사용할 수 있으며, SD나 SDHC 지원 기기에서는 사용할 수 없다. (상위 호환성 유지).[62] SDXC에는 SDXC와 microSDXC의 두 가지 형태가 있다. miniSDXC 규격은 사양서에 존재하지만, 마케팅상 현실적이지 않다는 이유로 제외되었다.

Secure Digital eXtended Capacity 로고. 이 규격은 32GB부터 2TB까지의 용량을 가진 카드를 정의한다.


8개의 금도금된 전기 접촉부가 있는 microSDXC 메모리 카드의 매크로 샷


SD 카드 용량 표준 비교[53]
colspan="2" |SD (SDSC)SDHCSDXCSDUC
로고
연도1999200620092018
용량최소—> 2 GB> 32 GB> 2 TB
최대2 GB32 GB2 TB128 TB
일반적인 파일 시스템FAT12/FAT16FAT32exFAT



SDXC 규격 미지원 휴대 전화나 스마트폰에 microSDXC 카드를 삽입하면, microSDXC 카드를 사용할 수 없게 되는 문제가 발생할 수 있다.[203] 이러한 문제는 물리적인 손상이 아니므로, SDXC 규격 지원 제품으로 다시 포맷하면 카드 자체는 복구되지만, 카드에 저장된 데이터는 소멸된다.

2012년 6월에 NTT 도코모는 이러한 문제에 대한 통지[204]를 발표하고, 소프트웨어 업데이트를 배포했다. 하지만 소프트웨어 업데이트 후에도 미지원 기기에서는 SDXC 카드를 계속 사용할 수 없다.

2022년 (레이와 4년) 10월 현재, exFAT를 사용할 수 있는 운영체제는 마이크로소프트 윈도우 XP SP2 이후 (업데이트 프로그램 (KB955704) 적용), 마이크로소프트 윈도우 Vista SP1 이후, 마이크로소프트 윈도우 7, 마이크로소프트 윈도우 8, 마이크로소프트 윈도우 8.1, 마이크로소프트 윈도우 10, 마이크로소프트 윈도우 11, Windows CE 6.0, Mac OS X v10.6.4 이후로 제한된다. 2009년 (헤이세이 21년) 1월 현재, Linux 계열 등의 지원에 관해서는, 마이크로소프트로부터의 발표는 없다. 그러나 Linux에 대해서는 FUSE를 이용한 구현이 존재[205]하며, Ubuntu 등의 배포판 최신 버전에서 이용할 수 있다.

애플(Apple Inc.)의 Mac 제품에는 2010년 (헤이세이 22년) 신제품 출시부터 SD 카드 슬롯이 내장되기 시작했으며, SDXC에 소프트웨어로 대응, iMac (Mid 2010) 이후 모델에는 하드웨어도 대응한다. 또한 연결은 내부 USB가 아닌 PCI Express 1 레인 연결로 되어 있다.

SDXC 메모리 카드의 규격상 최대 용량은 2TiB (2048 GiB)이며, 로드맵상에서 향후 최대 300MB/s의 고속 전송을 가능하게 할 예정이다. 2020년 시점에서는 SDXC・microSDXC 모두 최대 1TiB까지의 대용량 카드가 출시되었으며, 전송 속도는 제품에서 최대 160MB/s를 구현할 수 있게 되었다.

3. 4. SDUC (Ultra Capacity)

2018년에 발표된 규격으로, 최대 128 TB 용량을 지원한다. 파일 시스템은 exFAT를 사용한다.[53]

SD 카드 용량 표준 비교[53]
colspan="2" |SD (SDSC)SDHCSDXCSDUC
로고
연도1999200620092018
용량최소—>2 GB>32 GB>2 TB
최대2 GB32 GB2 TB128 TB
일반적인 파일 시스템FAT12/FAT16FAT32exFAT



2018년 6월에 발표된 Secure Digital Ultra Capacity (SDUC) 형식은 SD 7.0 규격에 설명되어 있으며, micro 또는 전체 크기, UHS-I, UHS-II, UHS-III 또는 SD Express를 포함한 인터페이스 유형에 관계없이 최대 128 TB, 최대 985 MB/s의 속도를 지원한다.[72]

'''SDUC''' ('''SD''' '''U'''ltra '''C'''apacity)는 최대 용량 128 TiB를 지원하는 규격으로, 2018년 SD 7.00에서 제정되었다. 파일 시스템은 SDXC 메모리 카드에 이어 exFAT를 채용하고 있다. 기존 SD 메모리 카드와의 하위 호환성을 가진다.[192]

3. 5. 폼 팩터

SD 카드는 멀티미디어카드(MMC) 포맷을 기반으로 하지만, 여러 차이점을 보인다. 우선, SD 카드는 비대칭 모양으로 되어 있어 거꾸로 삽입하는 것을 방지한다. 또한, 대부분의 SD 카드는 물리적으로 MMC보다 더 두껍다. SD 카드의 일반적인 크기는 32x이지만, MMC처럼 32x인 얇은 SD 카드(Thin SD)도 드물게 존재한다. 접촉부는 카드 표면 아래에 움푹 들어가 있어 (메모리 스틱 카드와 유사) 모서리와의 접촉을 막는다. 데이터 전송률은 보통 SD 카드가 높지만, MMC 표준의 개선으로 인해 유동적이다.

SD 카드는 표준 SD, miniSD, microSD의 세 가지 주요 폼 팩터로 제공된다. miniSD와 microSD는 어댑터를 사용하면 표준 SD 카드 슬롯에서 사용할 수 있다.

3. 5. 1. miniSD

2003년 3월 CeBIT에서 샌디스크는 '''miniSD''' 폼 팩터를 소개, 발표 및 시연했다.[13] SD 협회는 2003년에 SD 카드 표준의 소형 폼 팩터 확장으로 miniSD 카드를 채택했다. 새로운 카드는 휴대 전화용으로 설계되었지만, 일반적으로 표준 SD 메모리 카드 슬롯과의 호환성을 제공하는 miniSD 어댑터와 함께 제공되었다.

어댑터 포함 miniSD 메모리 카드


miniSD 카드(미니 SD 카드)는 SD 메모리 카드의 소형 버전으로, 단자가 2핀 추가되어 11핀이다. 샌디스크가 2003년(헤이세이 15년) 3월에 발표했다. SD 메모리 카드와 전기적으로 호환성이 있으며, 단자 변환만 하는 간단한 구조의 어댑터에 장착하여 SD 메모리 카드로도 사용할 수 있다. 실제로 판매되는 miniSD 카드 제품의 대부분은 어댑터를 동봉하고 있다.

2006년 (헤이세이 18년)에는 한때 SD 메모리 카드 판매량의 절반 이상이 miniSD가 되었다. 당시 일본에서는 주로 휴대 전화 단말기용으로 사용되었지만, 그 후 더 소형화된 microSD 카드로의 전환이 진행되었다. 2007년 (헤이세이 19년) 후반에는 대부분의 단말기에 microSD 카드가 채용되었고, 2008년 (헤이세이 20년) 무렵에는 miniSD 카드 판매량이 감소세로 돌아섰다. microSD 카드를 miniSD 카드로 변환하는 어댑터의 존재로 microSD 카드로 대체 가능한 것도, miniSD 카드 시장 규모 축소에 박차를 가했다.[193]

소니 그룹 제품에서는 이전에는 메모리 스틱을 외부 미디어로 채용하는 경우가 많았다. 휴대 전화 제조업체 소니 에릭슨도 SO902i와 SO902iWP+까지 메모리 스틱 PRO Duo를 채용했지만, 2006년 출시된 SO903i에서는 메모리 스틱 PRO Duo와 miniSD 두 규격을 모두 지원하는 외부 메모리 슬롯을 탑재했다. 동사는 2007년 출시된 후속 기종 SO903iTV 이후, 메모리 스틱, miniSD 모두 폐지하고 microSD로 전환했다.

3. 5. 2. microSD

'''MicroSD''' 폼 팩터 메모리 카드는 2004년 CeBIT에서 샌디스크에 의해 처음 소개되었으며[14] 원래 T-Flash[15]라고 불렸고, 나중에는 TransFlash[16]로 이름이 변경되었으며, 일반적으로 "TF"로 축약되었다. T-Flash는 2005년 SD 협회(SDA)에 의해 채택되면서 microSD로 이름이 변경되었다.[15] TransFlash와 microSD 카드는 기능적으로 동일하여 서로를 위해 만들어진 장치에서 모두 작동할 수 있다.[17] 수동 어댑터를 사용하면 SD 카드 슬롯에서 microSD 및 TransFlash 카드를 사용할 수 있다.[17][18]

microSD 카드(마이크로 SD 카드)는 SD 협회에 의해 2005년 7월 13일에 승인된 플래시 메모리형 전자 매체이다. 샌디스크가 2004년 2월에 개발한 '''트랜스플래시'''(TransFlash; TF 카드)의 사양을 계승한 것으로, 명칭은 다르지만 매체 자체는 동일하다.

외형 치수는 11 mm × 15 mm × 1 mm로, SD 메모리 카드의 1/4 정도이며, 범용품으로 사용되는 이동식 매체 중에서 가장 치수가 작다. miniSD의 경우와 마찬가지로, SD 메모리 카드와 전기적으로 호환되며, microSD 카드를 변환 어댑터에 장착함으로써, SD 메모리 카드 또는 miniSD 카드로서 이용할 수 있다.

일본의 휴대 전화 분야에서는 2000년 (헤이세이 12년) 12월에 DDI 포켓(현・와이 모바일)이 출시한 큐슈 마츠시타 전기 (현・파나소닉 시스템 네트웍스)제 PHS 단말기 "KX-HS100"에서 처음 채용되었다. 휴대 전화에서는 2002년 (헤이세이 14년) 3월에 J-폰 (현・소프트뱅크)이 출시한 샤프제 단말기 "J-SH51"에서 채용되었고, 이후 일본의 다른 통신사 및 제조사로 확산되었다.

2003년 (헤이세이 15년)에 miniSD 카드가 출시되면서 풀 사이즈 SD 카드 대신 miniSD 카드의 채용이 많아졌고, NTT 도코모가 10월 21일 발표한 "505iS" 시리즈에서는 당시 선두였던 NEC를 포함한 4개사가 miniSD 카드를 채용했다. 소니 에릭슨 모바일 커뮤니케이션즈(현・소니 모바일 커뮤니케이션즈), 미쓰비시 전기의 2개사가 채용한 소형 메모리 스틱 "메모리 스틱 듀오"에 비해 우위를 점했다. 또한, 미쓰비시 전기 또한 "901i" 시리즈에서 miniSD를 채용했고, 이후 기종별 컨셉에 맞는 메모리 카드를 선택하게 되었다.

microSD 카드는, 2004년 (헤이세이 16년)에 모토로라제 단말기 Vodafone 702MO, Vodafone 702sMO에 채용(당시 명칭은 트랜스플래시)된 이후, 일본 국내에서 주로 사용되던 miniSD를 대체하는 형태로 미국・일본에서 채용이 진행되었고, au (KDDI / 오키나와 셀룰러 전화)에서는 2006년 가을 모델에서 거의 모든 기종을 microSD 카드에 대응시켰다. 대항 규격인 "메모리 스틱 마이크로"의 채용 사례는 일본 국내에서는 W52S 뿐이었으며, 게다가 W52S 자체도 변환 어댑터를 통해 microSD에 대응하게 되면서, microSD의 우세는 확고해졌다. 다른 회사들도 뒤따르면서 2007년 (헤이세이 19년) 이후 휴대 전화의 외부 메모리 슬롯이 대응하는 사이즈는 microSD 카드가 되었다.

일관되게 메모리 스틱을 채용해오던 소니 에릭슨도, SO903i에서는 메모리 스틱 듀오와 miniSD 카드를 모두 지원했다. 그 이후, 동사가 일본 시장에 공급하는 단말기는 거의 모두 microSD를 채용하고 있다.

4. 속도

SD 카드의 속도는 초기 CD-ROM 드라이브의 데이터 읽기 속도(150 킬로바이트/초, 1배속)를 기준으로 측정되었으나, 이후 더 높은 데이터 전송률을 가진 카드들이 등장하면서 '배속'(x) 표기 방식(예: 66배속 = 10 메가바이트/초)이 사용되었다. 그러나 이는 주로 최대 읽기 속도를 나타내며, 최대 쓰기 속도는 이보다 낮을 수 있다. 특히 일부 디지털 카메라는 고화질 동영상 촬영이나 연속 사진 촬영을 위해 빠른 쓰기 속도를 요구한다.

2005년 12월 당시 대부분의 장치는 최대 66배속을 지원하는 SD 카드 규격 1.01을 따랐으며, 최대 133배속을 지원하는 더 빠른 속도는 규격 1.1에 정의되었다.

SD 카드의 속도는 순차 읽기 또는 쓰기 속도로 평가된다. 순차적 성능은 이미지 및 멀티미디어와 같이 큰 파일을 저장하고 검색하는 데 중요하며, 작은 데이터는 무작위 액세스 속도 제한에 해당될 수 있다.

최근 SD 카드 제품군은 버스 속도를 높여 카드 속도를 향상시킨다. 카드 버스 속도에 관계없이 카드는 읽기 또는 쓰기 작업이 완료될 때까지 호스트에게 "사용 중"임을 신호할 수 있으며, 높은 속도 등급을 준수한다는 것은 "사용 중" 표시의 사용을 제한한다는 보장이다.

등급읽기 속도 (Mbit/초)쓰기 속도 (Mbit/초)속도 계열
6×7.2
10×12.0
13×16.0162
26×32.0324
32×38.440
40×48.0486
66×80.08010
100×120.0120
133×160.0160
150×180.0180
200×240.0240
266×320.0320
300×360.0360
400×480.0480
600×720.0720


4. 1. 속도 등급 (Speed Class)

SD 협회는 SD 카드의 최소 쓰기 속도를 보장하기 위해 속도 등급(Speed Class)을 정의했다. 이 등급은 비어있는 SDHC 카드 기준으로 최소 쓰기 속도를 나타낸다.[224]

  • 계열 2 (Class 2): 2 MB/초
  • 계열 4 (Class 4): 4 MB/초
  • 계열 6 (Class 6): 6 MB/초
  • 계열 10 (Class 10): 10 MB/초[92]


SD 협회는 기존 속도 등급, UHS 속도 등급, 비디오 속도 등급의 세 가지 유형의 속도 등급을 정의한다.[92][86][107][108] 속도 등급 2, 4, 6은 조각화된 상태의 카드에서 해당 숫자의 초당 메가바이트를 최소 지속 쓰기 속도로 지원함을 보장한다. 10등급은 카드가 10MB/s를 최소 비조각화 순차 쓰기 속도로 지원하며 고속 버스 모드를 사용함을 보장한다. 호스트 장치는 카드의 속도 등급을 읽고, 카드가 응용 프로그램의 최소 요구 사항보다 낮은 속도 등급을 보고하는 경우 사용자에게 경고할 수 있다.[92]

속도 등급 기호는 'C' 안에 숫자가 들어있는 형태(C2, C4, C6, C10)이다.

등급대략
(MB/s)		비교 가능한
속도 등급
16×2.34-- (13×)
32×4.69-- (27×)
48×7.03-- (40×)
100×14.6-- (67×)



일부 카드 제조사들은 "×" 등급(예: 66배속, 150배속)을 사용하기도 했는데, 이는 표준 CD-ROM 드라이브 속도(150 KB/s)의 배수를 나타낸다. 하지만 이 표기는 SD 협회의 공식 규격은 아니며, 주로 카드의 최대 읽기 속도를 나타내는 경우가 많아 속도 등급에 비해 명확성이 떨어진다.

SD 카드의 속도는 순차 읽기/쓰기 속도에 따라 달라지며, 특히 지속적인 쓰기 성능은 비디오 녹화와 같은 응용 프로그램에서 중요하게 작용한다. 캠코더와 같은 장비는 특정 속도 등급 이상의 카드를 요구할 수 있다.[83]

스피드 클래스최저 보장 속도
Class 22 MB/s
Class 44 MB/s
Class 66 MB/s
Class 1010 MB/s[213]


4. 2. UHS 속도 등급 (UHS Speed Class)

SD 협회(SD Association)는 SDHC/SDXC 카드에 대한 표준 속도 등급을 정의하며, 이는 최소 성능(최소 직렬 데이터 쓰기 속도)을 나타낸다.[92][86][107][108] UHS-I 및 UHS-II 카드에서는 두 가지 등급의 '''UHS 속도 등급'''을 사용할 수 있다.

  • UHS 속도 등급 1 (U1): 최소 쓰기 성능이 10MB/s 이상 ('U' 안에 숫자 1이 있는 'U1' 기호로 표시)
  • UHS 속도 등급 3 (U3): 최소 쓰기 성능이 30MB/s 이상 ('U' 안에 숫자 3이 있는 'U3' 기호로 표시)이며, 4K 해상도 비디오 녹화를 목표로 한다.[109]


2013년 11월 이전에는 이 등급이 ''UHS 속도 등급''으로 불렸으며, 등급 0 (기호 없음)과 1 ('U1' 기호)을 포함했다. 제조업체는 UHS 속도 등급과 함께 또는 UHS 속도 등급 대신 표준 속도 등급 기호(C2, C4, C6 및 C10)를 표시할 수도 있다.

UHS 메모리 카드는 UHS 호스트 장치에서 가장 잘 작동한다. 이러한 조합을 통해 사용자는 테이프리스 캠코더로 HD 해상도 비디오를 녹화하면서 다른 기능을 수행할 수 있다. 또한 실시간 방송 및 대형 HD 비디오 캡처에도 적합하다.

32GB 샌디스크 울트라 microSDHC 카드(속도 등급 10, UHS-I, UHS 속도 등급 1 및 애플리케이션 성능 등급 1 표시)


32GB 렉사 1000x microSDHC 카드 (UHS-II 및 UHS 속도 등급 3 표시)


UHS 속도 등급은 2010년 SD 3.01에서 규정되었으며, 초기에는 U1만 있었지만 2011년 SD 4.00에서 U3가 추가되었다. 준수하는 제품은 U 안에 해당 숫자가 적힌 로고 마크를 표시할 수 있다.

UHS 속도 등급최소 보장 속도
UHS 속도 등급 110MB/s (80 Mbps)
UHS 속도 등급 330MB/s (240 Mbps)


4. 3. 비디오 속도 등급 (Video Speed Class)

SD 협회는 2016년 SD 5.00에서 4K, 8K 비디오 녹화와 같이 고해상도 비디오 녹화에 필요한 최소 순차 쓰기 속도를 정의하는 비디오 속도 등급(Video Speed Class)을 규정하였다.[68][86][107] 이 등급은 V6, V10, V30, V60, V90으로 나뉘며, 각 등급은 아래 표와 같이 최소 쓰기 속도를 보장한다.

비디오 속도 등급최소 보장 속도
V66 MB/s
V1010 MB/s
V3030 MB/s
V6060 MB/s
V9090 MB/s



V6, V10은 HS 및 UHS-I/II/III 지원 카드에서, V30은 UHS-I/II/III 지원 카드에서, V60, V90은 UHS-II/III 지원 카드에서 구현 가능하다.

4. 4. 애플리케이션 성능 등급 (Application Performance Class)

frameless
Application Performance Class 1 (A1)영어은 SD 규격 5.1에서 정의되었으며, 초당 입출력 횟수(IOPS) 기준으로 최소 읽기 1500 IOPS, 쓰기 500 IOPS를 만족해야 한다.[111]
frameless
Application Performance Class 2 (A2)영어는 SD 규격 6.0에서 정의되었으며, 최소 읽기 4000 IOPS, 쓰기 2000 IOPS를 만족해야 한다.[111] A2 등급 카드는 명령 대기열 및 쓰기 캐싱을 사용하여 더 빠른 속도를 낼 수 있지만, 호스트 드라이버 지원이 필요하다. 호스트 드라이버가 없으면 최소 A1 속도는 보장된다. 리눅스 커널 5.15부터 A2를 완벽하게 지원한다.[112]

SD 카드 Application Performance Class 등급 비교[113]
이름최소 임의 IOPS최소 지속
순차 쓰기
읽기쓰기
Application Performance Class 1 (A1)영어1500 IOPS500 IOPS10 MB/s
Application Performance Class 2 (A2)영어4000 IOPS2000 IOPS



안드로이드 스마트폰 등에서 애플리케이션을 설치하거나 데이터를 저장할 때, 임의 접근(랜덤 액세스) 및 순차적 접근(시퀀셜 액세스) 성능이 모두 필요하다. 따라서 애플리케이션 성능 등급은 이러한 요구 사항을 만족하여 쾌적한 사용 환경을 제공하기 위해 제정되었다.[214]

5. 기술적 특징

SD 카드는 속도 등급에 따라 최소 쓰기 속도를 보장한다. 2, 4, 6 등급은 각각 초당 2MB, 4MB, 6MB의 최소 지속 쓰기 속도를 보장하며, 10등급은 10MB/s의 최소 비조각화 순차 쓰기 속도와 고속 버스 모드를 지원한다.[92] 호스트 장치는 카드의 속도 등급을 읽어 사용자에게 경고할 수 있다.[92] 이전의 "×" 등급은 이상적인 조건에서 최대 속도를 측정했으며, 읽기/쓰기 속도 구분이 모호했다.

속도 등급 기호는 'C' 안에 숫자를 넣어 표시한다. (예: C2, C4, C6, C10)

5. 1. 인터페이스

핀SD
핀miniSD
핀microSD
핀이름I/O로직설명1112nCSIPPSPI 카드 선택 (CS) (음수 로직)2223DIIPPSPI 직렬 데이터 입력 (MOSI)333style="background: gray" |VSSSS접지4444VDDSS전원5555CLKIPPSPI 직렬 클럭 (SCLK)6666VSSSS접지7777DOOPPSPI 직렬 데이터 출력 (MISO)style="background: gray" |888NC
nIRQ.
O.
OD사용하지 않음 (메모리 카드)
인터럽트 (SDIO 카드) (음수 로직)style="background: gray" |991NC..사용하지 않음style="background: gray" |style="background: gray" |10style="background: gray" |NC..예약됨style="background: gray" |style="background: gray" |11style="background: gray" |NC..예약됨



1비트 SD 버스 모드
MMC
핀		SD
핀		miniSD
핀		microSD
핀		이름I/O로직설명
1112CDI/O.카드 감지 (호스트에 의해) 및
비 SPI 모드 감지 (카드에 의해)
2223CMDI/OPP,
OD		명령,
응답
333style="background: gray" |VSSSS접지
4444VDDSS전원
5555CLKIPP직렬 클럭
6666VSSSS접지
7777DAT0I/OPPSD 직렬 데이터 0
style="background: gray" |888NC
nIRQ		.
O		.
OD		사용하지 않음 (메모리 카드)
인터럽트 (SDIO 카드) (음수 로직)
style="background: gray" |991NC..사용하지 않음
style="background: gray" |style="background: gray" |10style="background: gray" |NC..예약됨
style="background: gray" |style="background: gray" |11style="background: gray" |NC..예약됨



4비트 SD 버스 모드
MMC
핀		SD
핀		miniSD
핀		microSD
핀		이름I/O로직설명
.112DAT3I/OPPSD 직렬 데이터 3
.223CMDI/OPP,
OD		명령,
응답
.33style="background: gray" |VSSSS접지
.444VDDSS전원
.555CLKIPP직렬 클럭
.666VSSSS접지
.777DAT0I/OPPSD 직렬 데이터 0
style="background: gray" |888DAT1
nIRQ		I/O
O		PP
OD		SD 직렬 데이터 1 (메모리 카드)
인터럽트 주기 (SDIO 카드는 프로토콜을 통해 핀을 공유)
style="background: gray" |991DAT2I/OPPSD 직렬 데이터 2
style="background: gray" |style="background: gray" |10style="background: gray" |NC..예약됨
style="background: gray" |style="background: gray" |11style="background: gray" |NC..예약됨



SD 카드와 호스트 장치는 처음에 동기식 1비트 인터페이스를 통해 통신하며, 호스트 장치는 클럭 신호를 제공하여 단일 비트를 스트로브한다. 호스트 장치는 48비트 명령을 보내고 응답을 받는다.

호스트 장치는 다양한 명령을 통해 SD 카드의 유형, 용량, 기능을 결정하고, 전압, 클럭 속도, 전기 인터페이스를 변경하도록 명령할 수 있다. 또한, 플래시 메모리에 쓸 블록을 수신하거나, 지정된 블록의 내용을 읽고 응답하도록 카드를 준비시킨다.

SDHC 및 SDXC 카드는 명령에 따라 1.8V 작동으로 전환할 수 있다. 초기에는 모든 SD 카드 제품군이 3.3V 전기 인터페이스를 사용했다.

SD 7.00 (2018년)에서는 PCIe 3.0과 NVMe 1.3을 채용하여 최대 985MB/s의 전송 속도를 지원한다. SD 8.00 (2020년)에서는 PCIe 4.0 및 NVMe 1.4를 지원하여 최대 3940MB/s의 속도를 제공한다.

5. 2. 쓰기 방지 탭

SD 카드 위쪽을 보면 오른쪽에 움푹 파인 부분을 찾을 수 있다. 왼쪽에는 올리고 내릴 수 있는 탭이 있는데, 이를 쓰기 방지 탭이라고 한다. 이 탭을 사용하여 쓰기를 금지하거나 허용할 수 있다. 카세트 테이프나 플로피 디스크에서도 비슷한 것을 찾을 수 있다.

쓰기 방지 탭이 아래에 있으면 쓰기가 보호되어 읽기 전용으로만 사용할 수 있고, 탭이 위에 있으면 쓰기가 허용된다.

잠금 해제 및 잠금 SD 카드


쓰기 방지 탭 기능은 SD 카드 협회의 가이드라인에 따르면 선택 사항이다. 일부 제조업체들은 쓰기 전환부가 쉽게 부러질 수 있다고 주장하며 자사의 모든 카드 모델에 이를 포함시키지 않는다고 언급하였다.[226]

대부분의 풀 사이즈 SD 카드에는 사용자가 호스트 컴퓨터에 장치를 읽기 전용으로 처리하도록 지시할 수 있는 "기계식 쓰기 방지 스위치"가 있다. "카드를 보호하는 것은 호스트의 책임이다. 쓰기 방지 스위치의 위치(설정)는 카드의 내부 회로에서 알 수 없다."[117]

이 스위치는 카드의 노치를 덮는 슬라이딩 탭이다. miniSD 및 microSD 형식은 쓰기 방지 노치를 직접 지원하지 않지만, 쓰기 방지 노치가 있는 풀 사이즈 어댑터에 삽입할 수 있다.

5. 3. 저작권 보호

SD 카드는 4C 엔티티가 정의한 CPRM이라는 DRM 기술을 내장하고 있으며, 주로 크립토메리아 사이퍼를 사용한다. 이 DRM 기술은 허가된 사용자만 접근 가능하도록 콘텐츠를 비밀로 유지한다.[180] DVD 오디오는 이와 매우 비슷한 CPPM 규격을 사용한다. 이러한 DRM은 일반적으로 눈에 띄지 않으며, 일부 기기에서만 지원한다.

SD 카드는 초기에는 저작권 보호를 위한 보안 미디어로 등장하여, 불법 복제가 만연했던 CD를 대체하고자 했다. SD 카드는 SDMI 사양을 준수하는 DRM 기술을 채택했으나, 얼마 지나지 않아 무력화되었다. 이후 SD 6.1부터는 CPRM이 옵션으로 채택되었고, SDXC 및 SDUC에서는 CPRM을 강화했지만 호환성은 없는 CPXM이 채택되었다.

6. SDIO (Secure Digital Input Output)

SDIO는 Secure Digital Input Output의 약자이다. SDIO는 SD 카드 슬롯을 통해 입출력 기능을 확장하는 규격이다. SDIO를 지원하는 장치(팜 트레오와 같은 PDA, 노트북 컴퓨터, 휴대전화 등)는 GPS 수신기, 와이파이, 블루투스 어댑터, 모뎀, 이더넷 어댑터, 바코드 리더, IrDA 어댑터, FM 라디오 수신기, TV 수신기, RFID 리더, 디지털 카메라, 하드 드라이브와 같은 SD 폼 팩터(form factor)를 위해 설계된 작은 장치들을 사용할 수 있다.[110]

SD 카드는 SD 메모리 카드 호스트 컨트롤러와 완전히 호환된다. SDIO 카드가 SDIO를 인식하지 못하는 장치에 삽입되어도 장치나 호스트 컨트롤러에 물리적 위험은 없다.

SDIO 인터페이스를 사용하는 카메라


SD에는 메모리 카드 규격 외에도 '''SDIO'''라고 불리는 I/O 인터페이스를 상정한 규격도 있다. 표준 전류 용량은 Standard-Power SDIO로 200mA까지지만, High-Power SDIO로 500mA까지 확장할 수 있다.

;SDIO 카드

:블루투스, 무선 LAN, 원세그 튜너, GPS, 디지털 카메라 카드 등이 있다. 일본에서는 '''SDIO 카드'''로 데이터 통신용 PHS 카드가 시판되었다.

;miniSDIO 카드

:블루투스, 무선 LAN, 비디오 출력, 인터페이스 카드 등이 있다.

;microSDIO 카드

:2010년 5월 시점에서, 무선 LAN 어댑터[215]가 발매되었다.

7. 위조 SD 카드 문제

삼성 Pro 64GB microSDXC 정품(왼쪽)과 위조품(오른쪽): 위조품은 64GB 용량을 주장하지만, 실제 사용 가능한 용량은 8GB(Class 4 속도)에 불과하다. 8GB 이상을 쓰려고 하면 데이터 손실이 발생한다. 샌디스크 64GB 위조품에도 사용된다.


분해 전후의 정품, 의심스러운 제품, 위조된 microSD(Secure Digital) 카드 이미지. 사진: 앤드류 황


시중에는 용량을 속이거나 라벨보다 느리게 작동하는 위조 SD 카드가 흔히 발견된다.[153][154][155] 이러한 위조 제품을 확인하고 감지하는 소프트웨어 도구가 존재한다.[156][157][158] 경우에 따라서는 이러한 장치를 복구하여 허위 용량 정보를 제거하고 실제 저장 용량으로 사용할 수 있다.[159]

위조 카드를 감지하려면 일반적으로 임의 데이터가 있는 파일을 SD 카드 용량이 찰 때까지 복사한 다음 다시 복사하는 과정이 필요하다. 다시 복사된 파일은 체크섬(예: MD5)을 비교하거나 데이터 압축을 시도하여 테스트할 수 있다. 후자의 접근 방식은 위조된 카드가 사용자가 쉽게 압축 가능한 균일한 데이터(예: 반복되는 0xFFs)로 구성된 파일을 다시 읽을 수 있다는 사실을 활용한다.

8. 비판 및 한계

SD 카드는 수많은 특허와 상표로 보호받고 있어, 제조 및 판매에 로열티 지불이 필요하다.[227] 이는 오픈 소스 드라이버 개발을 어렵게 만드는 요인이 되기도 했다.[180] 리눅스와 같은 오픈 소스 운영체제에서는 특허 문제로 인해 SD 카드 드라이버 지원이 제한되기도 한다.

SD 카드의 쓰기 속도는 컴팩트플래시와 같은 다른 메모리 카드 규격에 비해 느린 편이다. 이는 고속 전송 속도를 필요로 하는 고급 디지털 카메라 등에서 컴팩트플래시가 계속 채용되는 이유 중 하나이다.

SD 카드는 플래시 메모리를 사용하므로 재기록 횟수에 제한이 있다. 잦은 재기록은 데이터 손상 가능성을 높인다. 또한, 전기적 스트레스나 침수에 약하다는 단점도 있다.

소형화로 인해 분실, 도난의 위험이 있으며, 유아 등이 삼킬 위험도 존재한다.

참조

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