Schede di memoria : il punto sulle tecnologie in commercio

Fino a qualche anno fa avevano sostanzialmente un solo tipo di schede di memoria, le grosse, classiche, robustissime Compact Flash.
Avevano il difetto di avere un attacco con la piedinatura tipica degli hard-disk degli anni '80, un pettine con tanti pin dorati, facilissimi da piegare e da rompere ... con gli inconvenienti del caso ed avevano una velocità non ai limiti dell'inverosimile, adeguata per le macchine da 12 o da 24 megapixel al più.

Ma almeno non ci facevano domandare ogni volta che scheda usava la tal macchina che andavamo a trovare.

Tolti i modelli proprietari di volta in volta introdotti da major consumer tipo Sony e Panasonic che non sono mai andate oltre apparecchi delle stesse case (penso alle Memory Stick di Sony di cui Sony si ostina a mantenere la compatibilità immaginando che ne siano state vendute in ogni dove ... io non ne ho mai vista una), oggi abbiamo fotocamere che funzionano con diversi standard, Compact Flash, per l'appunto, ma il formato più diffuso è quello più piccolo delle SD. I dispositivi audio e telefonici utilizzano invece per lo più le micro-SD.
Ma ci sono standard più o meno consolidati come le XQD e le CFast.
E sono già entrate in produzione le CFexpress ...

CFast, XQD 2.0 o ... CFexpress ?

E ognuno di questi tipi ha differenti stadi di implementazione con differenti prestazioni, in alcuni casi con differenti piedinature.

Vediamole insieme ognuna.

Compact Flash

Se escludiamo alcuni apparecchi preistorici (quelli con il floppy-disk o la scheda di memoria PCMIA) le prime schede di memoria di largo che abbiamo utilizzato con l'avvento delle fotocamere digitali sono state le Compact Flash.

una comune Compact Flash da 4GB

In effetti le Compact Flash altro non sono che la formalizzazione delle schede di memoria di tipo flash su un connettore derivato da quello a 68 pin delle vecchie PCMCIA.
Il protocollo utilizza solo 50 pin e i dati vengono trasferiti con un sistema del tutto analogo a quello dei vecchi hard-disk Parallel ATA.

Questo ne ha in un primo momento limitato le dimensioni (a 2 GB - limite della formattazione in FAT16 del vecchio MSDOS) superato il quale però non si è mai potuti scalare oltre i limiti di velocità imposti dal protocollo.
Esistono, è vero, rare schede di formato fino a 512 Gb da 1066x ma sono di costo più che proibitivo. PIù nella norma abbiamo avuto comunemente schede da 16-32-64 GB con velocità tipo 133x-233x

una Compact Flash di ultima generazione che utilizza il protocollo UDMA 7 per giungere a velocità da video (1066x) di Lexar

Le Compact Flash sono così grosse perchè sono a tutti gli effetti degli hard-disk a stato solido. All'interno contengono proprio un controller e vengono viste dalle fotocamere esattamente come degli hard-disk collegati sul pettine PATA.

Per superare i limiti di trasmissione del protocollo, sono state adottate svariate revisioni nel tempo, fino a giungere nel 2010 alla R.6, ultima e definitiva, con l'adozione del UDMA 7, in grado di sopportare un tranfer rate teorico sino a 167 megabyte al secondo.

Ad un certo punto é però apparso chiaro che si doveva pensare ad uno standard più aggiornato per andare oltre

CFast

Sono coì nate - intorno al 2008 le CFast.
Queste riprendono il concetto e il fattore di forma delle Compact Flash adottando il protocollo di trasmissione più moderno degli hard-dist, il Serial ATA, in grado di garantire transfer-rate maggiori.
Le CFast 1.0 sono allineate sostanzialmente al Serial ATA 300, quindi con 300 megabyte al secondo.
Le CFast 2.0 nel 2012, si sono allineate al Serial ATA 3.0, con 600 megabyte al secondo.

una recente CFast 3700x da 256 gigabyte, pensata per il video 4k, prodotta da Komputer Bay (300 euro cadauna su Amazon.it)

Le CFast hanno avuto ed hanno un successo molto limitato, praticamente nel solo ambito video ed adottate da pochi produttori, a cominciare da ARRI.

Forse per la sua attiguità con il settore del video professionale, solamente Canon e solo nelle ammiraglie ha utilizzato sinora il formato CFast per le fotocamere. Mantenendo i modelli - anche professionali - su un mix di schede SD e CF tradizionali.

CFexpress

Le Compact Flash si sono di fatto fermate nel 2012 nel loro sviluppo. Delle CFast si parla ma in pratica si vedono poche possibilità di sviluppo pratico. Ma anche loro hanno un collo di bottiglia nella velocità di trasferimento.
Dimentichiamoci per un attimo la fotografia, nel video i trasfer rate richiesti dalle registrazioni ad alta risoluzione richiedono volumi di dati memorizzati al secondo che tendono ad andare su livelli astronomici.

Giusto un numero : il 4K (circa 8 megapixel a fotogramma) a 60 frame al secondo, corrisponde ad un flusso ininterrotto verso il supporto di memoria, di 531 megabyte al secondo.

Qualche cosa di insostenibile per qualsiasi scheda di memoria. E con il formato 8K in cui i giapponesi sono impegnati in vista delle Olimpiadi del 2020, i volumi quadruplicheranno facilmente.

Nel 2016 la Compact Flash Association (cui fanno parte praticamente tutti i produttori di elettronica, compresi Sony, Canon e Nikon) hanno definito così un ennessimo standard, chiamato CFexpress e che introduce anche nelle schede di memoria quello che è il bus più veloce in campo computer : il PCIExpress.

Questo consente nella versione 1.0 un transfer rate al secondo i circa 1970 megabyte (sufficienti giusto-giusto per il formato 8K standard) ma nella versione 2.0 si andrà quasi 8 gigabyte al secondo. I due step sono allineati al PCIExpress 2.0 2x e al PCIExpress 3.0 8x che troviamo nei computer desktop e portatili di fascia alta.

una Delkin CFexpress 1.0 da 64 gigabyte

Mi risulta al momento che solo Delkin produca le CFexpress. Sandisk non si è espressa, Sony nemmeno mentre la rinata Lexar dice che ci stanno lavorando sopra.

Le CFexpress non hanno più il fattore di forma delle vecchie Compact Flash ma adottano quello più moderno delle XQD. Anche i connettori sono compatibili sul piano elettrico alle XQD.
Ma non sono per nulla compatibili con Compact Flash e CFast.

Presumibilmente rappresentano il futuro prossimo delle memorie intercambiabili ad alte prestazioni (leggere per riferimento questo articolo molto completo qui) specialmente perchè sono uno standard aperto e non c'è il solito schieramento contrario.

Ufficiosamente un ingegnere di Lexar ha detto ad una recente fiera di settore che Nikon con un aggiornamento firmware potrà consentire l'uso delle CFexpress anche ai proprietari di D500, D5 e D850. Nikon ufficiosamente ha fatto sapere che ... per ora non ne sanno parlare !
Io comunque presumo che si, sarà possibile e che si, le XQD moriranno insieme alla CFast per rinascere nella forma delle CFexpress. La perfetta fusione dei formati.
Ma al momento direi che è un discorso molto prematuro. Si dovrà aspettare il lancio della prossima generazione di fotocamere e il processo sarà molto rallentato dall'inerzia di alcuni produttori - in prima fila Sony - che si ostinano ad utilizzare anche sui modelli professionali le fragilissime SD.

XQD

Le Compact Flash si sono di fatto fermate nel 2012 nel loro sviluppo. Delle CFast si parla ma in pratica si vedono poche possibilità di sviluppo pratico. Ma anche loro hanno un collo di bottiglia nella velocità

una XQD 2.0, Sony G da 64 gigabyte al secondo

Questo formato è nato nel 2010 su iniziativa di Sandisk, Sony e Nikon ed è stato adottato solo nel 2011 come standard de facto dalla Compact Flash Association.
Successivamente Sandisk si è dissociata, dichiarando di non avere intenzione di passare alla produzione delle schede.
Gli unici produttori effettivi mi risultano essere Sony e Lexar.

Ci sono due livelli di XQD, il primo, adottato dalla Nikon D4, prevede velocità teoriche fino a 500 mgebyte al secondo, il 2.0 annunciato nel 2014 ed adottato da Nikon D5, D500 e D850, invece potrebbe arrivare ad 1 gigabyte al secondo ed un formato da 2 TB.
Nella realtà queste velocità non sono mai state raggiunte e dubito che lo possano raggiungere in quanto lo standard è di fatto superato dalle specifiche CFexpress di cui abbiamo parlato al punto precedente.

Qundi alla fine ne resterà solo uno ?

Mavalà !

SD

Perchè invece il formato più diffuso è il più becero sia dal punto di vista elettrico che meccanico ma in ambito consumer è quello che ha preso prepotentemente piede.
E quasi la totalità delle fotocamere lo adotta.

Il formato SD è più piccolo di tutti i precedenti ed è anche l'unico ad avere i contatti dorati esterni al contenitore.
La progressione delle revisioni e specifiche è questa :

SD 3.0, 2010. UHS-I, 104 megabyte al secondo
SD 4.0, 2011, UHS-II, 156 megabyte al secondo
SD 6.0, 2017, UHS-III, 624 megabyte al secondo
SD 7.0, in corso di formalizzazione, PCIe, 1970 megabyte al secondo

una scheda di memoria Lexar SD, 2000x, teoricamente in grado di assicurare 300 megabyte al secondo di trasnfer rate

la differenza di piedinatura tra SD e micro-SD in standard UHS-I ( a sinistra) e UHS-II ( a destra)

il retro di una scheda di memoria SD UHS-II tipo U3 di Sony, pensata per la Sony A9

Le SD (Secure Digital) sono uno standard promosso da un'altra associazione, la SD Card Association, e formato da Sandisk, Panasonic e TOshiba nel 1999.
Adesso è uno standard industriale e conta 1000 associati che lo supportano.

Vi risparmio la babele di sigle che le distinguono (SD-HC, SD-XC) spesso ridondanti tra loro.
Nei formati più comuni oggi possiamo soffermarci sui due tipi che ci possono interessare, a seconda della compatibilità con le fotocamere.

L'UHS-I, capace di velocità da 12 a 100 megabyte al secondo, che presenta sul retro una piedinatura ad una sola riga e l'UHS-II, capace di velocità sino a 300 megabyte al secondo, che ha invece una piedinatura su due righe.
Ad inizio 2017 è stato definito un ulteriore step, del tutto compatibile elettricamente, che utilizzerà però il bus PCIe per avere velocità teoriche fino a 624 megabyte al secondo.

In realtà sono relativamente poche le macchine in grado di utilizzare realmente queste velocità. La Nikon D7500 del maggio 2017 non vede la seconda piedinatura, ad esempio.
Poco male, perchè comunque può utilizzare le UHS-II ma a velocità dimezzate.

Le vede invece la Nikon D850 e le vedono le ultime Sony, anche se in un solo slot.

Delle UHS-III non abbiamo idea ma ritengo che verranno comunque utilizzate da tutte le fotocamere ma solo le prossime generazioni le potranno sfruttare.

Rispetto alle altre schede di memoria, si presentano con un involucro in plastica, leggermente flessibile, molto sottile. Hanno un micro-interruttore che le può far diventare a sola lettura.
Nell'uso continuato sono soggette ad usura e a guasti. Non sono a mio parere adatte ad un uso professionale continuato.

Un discorso a parte lo meriterebbero le micro-SD, che sono analoghe alle SD ma miniaturizzate per essere montato più che altro su dispositivi mobile, quali smartphone, tablet e DAP.

E il futuro ?

Ecco, il futuro è ancora tutto da scrivere e i formati sul mercato sono tantissimi. Anche all'interno di ogni singolo formato ci sono differenti revisioni le cui prestazioni possono essere sostanzialmente differenti.
Spero però almeno di aver dato una panoramica complessiva.

Diciamo che per lo più, i formati più evoluti risultano necessari al video ad alta risoluzione.
Le XQD per chi cerca le massime prestazioni - sulle macchine compatibili - e le UHS-II (sulle macchine compatibili) dovrebbero essere le scelte migliori e più soddisfacenti anche nel medio periodo.

Ma facciamo solo due conti. Una Nikon D850 a 9 scatti al secondo, scarica sul bus della scheda di memoria qualche cosa come 450 megabyte al secondo.
Qualunque scheda con prestazioni inferiori, produrrà un collo di bottiglia in un uso prolungato in raffica.
Ancora peggio la situazione per certe Sony e certe altre fotocamere non in grado di comprimere al meglio i propri file (penso ai DNG della Sigma sd o agli ARF delle Fujifilm GFX che arrivano a superare i 100 megabyte .. ma almeno quelle hanno raffiche ridicole) e che utilizzate con raffiche prolungate potrebbero richiedere per dare il meglio di se anche 800-1000 megabyte al secondo.

Insomma, se spendiamo tanto per un completo di Armani, non dovremmo poi mai farci fermare da un paio di scarpe all'altezza.

E in futuro avremo, per queste esigenze, CFexpress ed SD UHS-III. E ... stop !