PCIe协议加持，SD卡9.1规范达到媲美SSD的速度4GB/s

近日，SD协会（SDA）宣布了最新的SD Express存储卡的进化，将microSD Express存储卡的速度提高了一倍，达到2GB/s，并引入了4个新的SD Express速度等级，以确保新的SD 9.1规范中最低的顺序性能水平。这包括支持多流访问和相关的电源和热量管理，以确保保证的性能。

最新SD Express速度等级表：比如E600，就是SD卡最低读写速度需要保证600MB/s.

SD Express速度等级仅在提供SD Express总线的SDXC、SDUC、microSDXC和microSDUC存储卡上使用。SD 9.1有助于消费者为其设备选择合适的卡，同时为制造商提供了新的工具，以确保SD Express存储卡的最低性能水平。

越来越多的设备和存储卡支持SD Express。由于PCIe和NVMe架构的支持，SD Express提供了SSD级别的性能水平，传输速度高达~4GB/s。首批支持SD Express的卡片是在SD7.0规范中引入的全尺寸SD形态，支持PCIe Gen 3 x1接口，速度为985MB/s。在SD8.0规范中定义了另外3个PCIe接口 - PCIe Gen 4 x1、PCIe G3 x2和PCIe Gen4 x2，将速度提高了四倍，达到4GB/s。在SD7.1规范中，microSD形态增加了985MB/s的SD Express速度，而microSD附录版本8规范通过使用PCIe Gen 4 x1将速度提高了一倍。

类似NVME协议中的温度控制，本次在SD9.1中SD Express存储卡采用了一种改进的电源管理架构，这种架构能够有效地降低电源功耗，同时提高电源管理效率。通过使用这种新的电源管理架构，SD Express存储卡能够在保持高性能的同时，实现更长的电池寿命和更高的能效。SD Express存储卡还引入了一种新的温度控制方法，这种方法能够有效地监测和控制存储卡的工作温度。通过使用这种新的温度控制方法，SD Express存储卡能够在高负载情况下保持稳定的性能，同时避免过热问题。

SD 9.1规范定义了确保SD Express卡中PCI/NVMe接口的最低定义性能所需的访问规则，包括最多8个流的多流访问。

为了最小化对NAND闪存进行编程的时间开销，传统的速度等级规范规定了流记录规则，即流数据应从完全空闲的特定存储单元的起始地址连续写入。这在SD Express速度等级中称为SGS单元。请注意，SGS代表流粒度大小，最初是在NVMe规范中定义的。

对于多流记录，不同的流数据由流标识符(SID)进行识别。考虑到使用多个摄像头的宿主设备的实际应用，该设备通常会单独传输一个流数据块而忽略SID。在这种情况下，SGS单元中的数据在SID方面是复用的，即使删除其中一个流数据，这样的SGS单元也不能用于流记录，但这并不是实现高效内存使用的最佳方式。

为了解决这个问题，SD 9.1规范定义了一种访问规则，即每个SGS单元只能被具有一个SID的流数据占用。如图所示，具有SID = 1和SID = 2的流数据分别写入SGS单元A和B，而不考虑卡的接收顺序。在删除了具有SID = 2的流数据后，SGS单元B可以重新用于记录即将到来的流数据，因为它是完全空的。此规则确保了在主机设备在卡中重复录制和删除视频流时的高效内存使用。此外，此规范中还提供了Current Address Saving功能（位于Video Speed Class中）。它使主机在经历电源循环后，能够从SGS单元的中间位置继续进行录制，以实现其有效使用。