Введение
Формат карты памяти MultiMediaCard, официально сокращенный как MMC, — это стандарт карт памяти, используемый для твердотельной памяти. Представленный в 1997 году компаниями SanDisk и Siemens, MMC основан на последовательном интерфейсе с небольшим количеством контактов поверхностного контакта, использующем единую подложку стека памяти. Благодаря этому он значительно меньше, чем более ранние системы, основанные на параллельных интерфейсах с большим количеством контактов и традиционной поверхностной сборке, такие как CompactFlash. Оба продукта изначально использовали флэш-технологию SanDisk NOR. Размер MMC примерно соответствует почтовой марке: 32 мм × 24 мм × 1,4 мм. Изначально MMC использовал 1-битный последовательный интерфейс, но более новые версии спецификации обеспечивают передачу 4 или 8 бит одновременно. MMC может использоваться во многих устройствах, поддерживающих карты Secure Digital (SD). MMC доступны объемом до 16 гигабайт (ГБ). Они применяются практически во всех областях, где используются карты памяти, например, в мобильных телефонах, цифровых аудиоплеерах, цифровых фотоаппаратах и КПК. Как правило, MMC функционирует как носитель информации для устройств, который можно легко извлечь для доступа с компьютера через MMC-кардридер. eMMC (встроенный MMC) — это небольшой чип MMC, используемый в качестве встроенной энергонезависимой памяти, который обычно припаивается к печатным платам, хотя существуют и подключаемые модули eMMC, используемые в некоторых устройствах (например, Orange Pi и ODROID).
MultiMediaCard, officially abbreviated as MMC, is a memory card standard used for solid state storage. Unveiled in 1997 by SanDisk and Siemens, MMC is based on a surface contact low pin count serial interface using a single memory stack substrate assembly, and is therefore much smaller than earlier systems based on high pin count parallel interfaces using traditional surface mount assembly such as CompactFlash. Both products were initially introduced using SanDisk NOR based flash technology. MMC is about the size of a postage stamp: 32 mm × 24 mm × 1.4 mm. MMC originally used a 1 bit serial interface, but newer versions of the specification allow transfers of 4 or 8 bits at a time. MMC can be used in many devices that can use Secure Digital (SD) cards. MMCs may be available in sizes up to 16 gigabytes (GB). They are used in almost every context in which memory cards are used, like cellular phones, digital audio players, digital cameras, and PDAs. Typically, an MMC operates as a storage medium for devices, in a form that can easily be removed for access by a PC via a connected MMC reader. eMMC (embedded MMC) is a small MMC chip used as embedded non volatile memory that is normally soldered on printed circuit boards, though pluggable eMMC modules are used on some devices (e. g. Orange Pi and ODROID).
История
Последняя версия стандарта eMMC (JESD84 B51) от JEDEC – версия 5.1A, выпущенная в январе 2019 года, со скоростями (250 МБ/с при чтении, 125 МБ/с при записи), сопоставимыми с дискретными SSD на основе SATA (400 МБ/с). С 23 сентября 2008 года MultimediaCard Association (MMCA) передала все спецификации MMC организации JEDEC, включая встроенную MMC (eMMC), SecureMMC и ресурсы miCARD. JEDEC – это организация, занимающаяся разработкой стандартов для индустрии твердотельных накопителей. Последние спецификации eMMC можно запросить в JEDEC бесплатно для членов JEDEC. Более ранние версии стандарта находятся в свободном доступе, но некоторые дополнительные расширения стандарта, такие как спецификации MiCard и SecureMMC, необходимо приобретать отдельно. Несмотря на то, что за использование MMC или eMMC в устройствах роялти не взимается, для производства самих карт может потребоваться его уплата. В сети доступен подробный технический паспорт, содержащий важную информацию для разработки драйвера хоста MMC.
RS-MMC
В 2004 году была представлена карта MultiMediaCard уменьшенного размера (RS MMC) – форм-фактор, примерно вдвое меньше стандартного MMC: 24 мм × 18 мм × 1,4 мм. RS MMC использует простой механический адаптер для увеличения длины карты, позволяя использовать ее в любом слоте MMC (или SD). RS MMC в настоящее время доступны объемом до 2 ГБ включительно. Современным развитием RS MMC обычно называют MiniDrive (MD MMC). MiniDrive представляет собой, как правило, адаптер для карты microSD, выполненный в форм-факторе RS MMC. Это позволяет пользователям использовать более широкий ассортимент современных карт MMC, превосходящий по объему историческое ограничение в 2 ГБ, обусловленное устаревшей технологией чипов. Компании Nokia и Siemens использовали RS MMC в своих смартфонах Symbian Series 60, интернет-планшете Nokia 770, а также в моделях 65 и 75 (Siemens). Однако, начиная с 2006 года, все новые устройства Nokia с картами стали использовать miniSD или microSD, и компания отказалась от поддержки стандарта MMC в своей продукции. Компания Siemens прекратила производство мобильных телефонов в 2006 году, но продолжает использовать MMC для хранения данных в некоторых программируемых логических контроллерах (ПЛК), используя преимущества, предоставляемые MD MMC.
DV-MMC
Dual Voltage MultimediaCard (DV MMC) была одним из первых усовершенствований технологии MMC. Эти карты могут работать как при напряжении 1,8 В, так и при 3,3 В. Использование более низкого напряжения снижает энергопотребление карты, что особенно важно для мобильных устройств. Однако, простые карты с двойным напряжением быстро устарели и были заменены MMCplus и MMCmobile, которые предоставляют дополнительные функциональные возможности помимо поддержки двух напряжений.
MMCplus и MMCmobile
Версия 4.x стандарта MMC, представленная в 2005 году, внесла два существенных изменения для конкуренции с картами SD: (1) возможность работы на более высоких скоростях (26 МГц и 52 МГц) по сравнению с оригинальными MMC (20 МГц) или SD (25 МГц, 50 МГц) и (2) четырех- или восьмибитная шина данных. Карты версии 4.x полного размера и уменьшенного размера могут продаваться под названиями MMCplus и MMCmobile соответственно. Карты версии 4.x полностью обратно совместимы с существующими кардридерами, но для использования их новых возможностей требуется обновление аппаратного и программного обеспечения. Несмотря на то, что четырехбитная шина и высокоскоростные режимы работы намеренно электрически совместимы с SD, протокол инициализации отличается, поэтому для использования этих функций в SD-кардридере необходимы обновления прошивки и программного обеспечения.
Микро-ММК
MMCmicro – это уменьшенная версия MMC. Имея размеры 14 мм × 12 мм × 1,1 мм, она меньше и тоньше, чем RS MMC. Как и MMCmobile, MMCmicro поддерживает двойное напряжение, обратно совместима с MMC и может использоваться в полноразмерных слотах MMC и SD с помощью механического адаптера. Карты MMCmicro обладают высокой скоростью и четырехбитной шиной, предусмотренными спецификацией 4.x, но не имеют восьмибитной шины из-за отсутствия дополнительных контактов. Изначально этот вариант назывался S-Card, когда Samsung представила его 13 декабря 2004 года. Позже он был адаптирован и представлен в 2005 году Ассоциацией MultiMediaCard (MMCA) как третья карта памяти в семействе MultiMediaCard по форм-фактору. MMCmicro очень похожа на microSD, но эти два формата физически несовместимы и имеют различные схемы выводов.
МиКард
MiCard — это расширение стандарта MMC с обратной совместимостью и теоретическим максимальным объемом 2048 ГБ (2 терабайта), анонсированное 2 июня 2007 года. Карта состоит из двух разъёмных частей, подобно карте microSD с адаптером SD. Небольшая карта памяти вставляется непосредственно в порт USB и имеет электрические контакты, совместимые с MMC. С помощью прилагаемого электромеханического адаптера она также может использоваться в традиционных кардридерах MMC и SD. На сегодняшний день только один производитель (Pretec) выпускает карты в этом формате. MiCard был разработан Институтом промышленных технологий в Тайване. На момент анонса двенадцать тайваньских компаний (включая ADATA Technology, Asustek, BenQ, Carry Computer Eng. Co., C One Technology, DBTel, Power Digital Card Co. и RiCHIP) подписали соглашения о производстве новой карты памяти. Однако, по состоянию на июнь 2011 года ни одна из перечисленных компаний не выпустила подобных карт, и не было сделано никаких дальнейших заявлений о планах относительно этого формата. О начале продаж карты было объявлено в третьем квартале 2007 года. Ожидалось, что это позволит 12 тайваньским компаниям, планировавшим производить продукт и сопутствующее оборудование, сэкономить до 40 миллионов долларов США на лицензионных отчислениях, которые, вероятно, в противном случае были бы выплачены владельцам конкурирующих форматов флэш-памяти. Первоначальный объем карты должен был составлять 8 ГБ, в то время как стандарт предусматривал объемы до 2048 ГБ. Заявленная скорость передачи данных составляла 480 Мбит/с (60 Мбайт/с) с планами по её увеличению в будущем.
eMMC
В настоящее время используемая встроенная архитектура eMMC (eMMC или ) объединяет компоненты MMC (флэш-память, буфер и контроллер) в компактный корпус IC для использования на печатных платах в качестве встроенной энергонезависимой системы памяти. Это существенно отличается от других версий MMC, поскольку eMMC не является съемной картой, а представляет собой постоянное подключение к печатной плате (PCB). Следовательно, при возникновении проблем с памятью или ее контроллером требуется замена или ремонт модуля eMMC. В eMMC хост-система просто читает и записывает данные в логические блочные адреса. Аппаратное и программное обеспечение контроллера eMMC снимает нагрузку с хост-системы, выполняя коррекцию ошибок и управление данными. eMMC выпускается в корпусах с 100, 153 и 169 контактами и использует 8-битный параллельный интерфейс. До 2016 года практически все мобильные телефоны и планшеты использовали эту разновидность флэш-памяти для основного хранилища, пока Universal Flash Storage (UFS) не начало завоевывать рынок. Однако по состоянию на 2023 год eMMC по-прежнему используется во многих потребительских приложениях, включая смартфоны начального уровня. Так, Kioxia представила новые модули eMMC 5.1 объемом 64 ГБ и 128 ГБ, основанные на современной 3D NAND флэш-памяти, запуск которых в массовое производство запланирован на 2024 год. eMMC не поддерживает протокол шины SPI и использует флэш-память NAND. + Версии eMMC Версия Последовательное чтение (МБ/с) Последовательная запись (МБ/с) Случайное чтение (ИО/с) Случайная запись (ИО/с) Тактовая частота (МГц) Используется в 4.3 4.4 4.41 52 4.5 140 50 7000 2000 200 Snapdragon 800 5.0 250 90 7000 13000 Snapdragon 801 5.1 250 125 11000 13000 Snapdragon 820
eMMC does not support the SPI bus protocol and uses NAND flash. + eMMC versions Version Sequential read (MB/s) Sequential write (MB/s) Random read (IO/s) Random write (IO/s) Clock frequency (MHz) Used in 4.3 4.4 4.41 52 4.5 140 50 7000 2000 200 Snapdragon 800 5.0 250 90 7000 13000 Snapdragon 801 5.1 250 125 11000 13000 Snapdragon 820
Применение
Современные компьютеры, как ноутбуки, так и настольные, часто оснащены слотами SD, которые также могут поддерживать карты MMC, если это предусмотрено драйверами операционной системы. С момента появления SD-карт, немногие производители стали встраивать слоты MMC в свои устройства (исключение составляют некоторые мобильные устройства, например, Nokia 9300 Communicator в 2004 году, где меньший размер MMC был преимуществом), однако немного более тонкие MMC, совместимые по контактам, можно использовать практически в любом устройстве, поддерживающем SD-карты, при условии соответствующей поддержки программного обеспечения или прошивки. Несмотря на то, что слоты MMC редко встраиваются в устройства из-за доминирования SD-карт на рынке карт памяти, встроенная MMC по-прежнему широко используется в потребительской электронике в качестве основного средства встроенной памяти и загрузочной ПЗУ в портативных устройствах. eMMC представляет собой недорогую систему флеш-памяти со встроенным контроллером, которую можно использовать в смартфонах Android или Windows, а также в недорогих ПК, и которая может определяться системой как загрузочное устройство вместо более дорогих типов твердотельных накопителей, таких как традиционные NVMe SSD, чипы UFS или SD-карты.
Подобные форматы
В 2004 году группа компаний, включая Seagate и Hitachi, представила интерфейс CE ATA для жестких дисков малого форм-фактора. Этот интерфейс был электрически и физически совместим со спецификацией MMC. Однако поддержка дальнейшего развития стандарта была прекращена в 2008 году. Формат карт памяти, используемый в PlayStation Vita, оказался основанным на стандарте MMC, но с измененной распиновкой и поддержкой пользовательских команд инициализации, а также защиты от копирования.