Výběr vhodné SD karty

Řídicí jednotky Unipi 1.1 jsou založeny na počítači Raspberry Pi, který jako paměťové úložiště využívá externí paměťové SD karty. V nabídce Unipi pak máte k dispozici celkem tři druhy karet - pSLC, MLC a SLC. Každý z nich disponuje jinými vlastnostmi a na následujících řádcích se dozvíte vše potřebné o jejich principu fungování, vzájemných rozdílech a největších výhodách.

Pro vysvětlení rozdílu mezi jednotlivými architekturami je nejprve nutné alespoň rámcově popsat princip funkce paměťových karet. Data jsou na kartách ukládána do paměťových bloků, které sestávají ze sítě paměťových buněk. Při zápisu dat do paměti je v buňkách ukládán elektrický náboj, na základě kterého buňky mění svůj logický stav. Buňka s elektrickým nábojem má logický stav 0, bez náboje pak logický stav 1. Ve výchozím stavu (nová karta či přemazaný paměťový blok) jsou všechny buňky daného bloku v log. stavu 1, při zápisu dat se následně všechny příslušné buňky přepnou do log. stavu 0. Při přepisování daného paměťového bloku tak vždy nejprve dojde k jeho smazání.

Karty architektury pSLC

Tento princip lze popsat jako kombinaci MLC a SLC technologií (viz níže). Z technického hlediska jde o karty typu MLC, jejich paměťové buňky ale emulují SLC technologii využíváním pouze dvou krajních logických stavů. Za cenu snížení paměťové kapacity proto nabízejí až pětinásobně delší životnost oproti MLC při téměř o polovinu nižší ceně než u SLC karet. V nabídce Unipi jsou pSLC karty zastoupeny typem Swissbit S-46u o kapacitě 4 GB.

4GB pSLC paměťová karta Swissbit S-46u s prodlouženou životností

Parametry

  • kapacita paměti: 4 GB
  • provozní teplota: -25°C/+85°C
  • rychlost zápisu: 41 MB/s
  • rychlost čtení: 46 MB/s
  • životnost: až 15 000 přepisů
  • možnost odhadu zbývající životnosti

Karty architektury MLC

U MLC karet můžou být do jedné buňky zapsány dva a více bitů informací, díky čemuž může buňka nabývat více logických stavů. V důsledku toho MLC karta nabídne výrazně vyšší kapacitu paměti za nízkou cenu, zároveň jsou ale její paměťové bloky citlivější na opotřebení paměťových buněk při přepisování paměti. Průměrná MLC karta má životnost pouze okolo 3000 přepisů, po jejímž uplynutí se důrazně doporučuje kartu vyměnit za novou. V sortimentu Unipi je architektura MLC zastoupena typem Kingston SDC10G2 s kapacitou 16 GB.

Parametry

  • kapacita paměti: 16 GB
  • provozní teplota: -25/+85°C
  • rychlost zápisu: min. 10 MB/s
  • rychlost čtení: 45 MB/s
  • životnost: až 3000 přepisů

Karty architektury SLC

Paměťová buňka SLC karet je schopna pojmout pouze jeden bit a tudíž může nabývat pouze dvou logických stavů (0/1). Kvůli tomu mají SLC karty nižší kapacitu paměti a vyšší pořizovací cenu, tyto nevýhody ale bohatě kompenzuje mnohonásobně delší životnost pohybující se v řádu až desítek tisíc přepisů a rovněž i rozšířený rozsah provozních teplot. Zástupcem SLC karet je v nabídce Unipi 2GB karta Apacer Industrial microSD 1.

Parametry

  • kapacita paměti: 2 GB
  • provozní teplota: -40/+85°C
  • rychlost zápisu: max. 43 MB/s
  • rychlost čtení: max. 41 MB/s
  • životnost: až 60 000 přepisů
  • možnost odhadu zbývající životnosti

Životnost paměťové karty kromě typu použité architektury významně ovlivňuje i způsob jejich využití. Například v instalacích s velmi častými zápisy do paměti (typicky ukládání dat do databáze) či vysokou/nízkou teplotou může využití levné MLC karty výrazně zkrátit její životnost. Pokud pak při zápisu dat dojde k výpadku napájení, může dojít k okamžitému poškození či dokonce úplné ztrátě dat. SLC a pSLC karty jsou vůči těmto rizikovým faktorům odolné. Vzhledem k výše uvedenému proto důrazně doporučujeme před výběrem konkrétní karty zvážit, v jakých podmínkách bude karta nasazena a jaká jsou Vaše očekávání:

SLC karta pSLC karta MLC karta
Kapacita Až 32 GB Až 32 GB Až 64 GB
Životnost (počet přepisů) Až 60 000 Až 15 000 Až 3000
Doba zápisu (mikrosekundy) 400 μs 400-500 μs 1400 μs
Cena Nejvyšší Střední Nejnižší
Vhodné pro Průmyslová automatizace a jiné aplikace v náročném prostředí Všechny aplikace se zvýšenými nároky na spolehlivost Malé domácí projekty, výukové instalace, prototypování a vývoj aplikací

Většina dostupných modelů pSLC a SLC karet (včetně 4GB pSLC karty na e-shopu Unipi) během provozu poskytuje údaje, pomocí kterých lze odhadnout zbývající životnost. To Vám umožňuje opotřebenou kartu včas vyměnit a neriskovat ztrátu či poškození dat. O této funkci brzy přineseme více informací. MLC karty touto možností obvykle nedisponují, jejich životnost (stejně jako životnost samotných kontrolérů) ale můžete za pomoci několika jednoduchých tipů podstatně prodloužit:

  • v případě potřeby velmi častého ukládání dat raději použijte buď cloudové databáze či lokální NAS úložiště. Pro vývoj a prototypování je pak možností i externí SSD disk připojený k PLC pomocí USB portu, kdy microSD karta slouží pouze pro zavedení operačního systému,
  • neumisťujte kontrolér do prostředí s vysokými či nízkými teplotami,
  • dohlédněte na to, aby nedocházelo k výpadkům či kolísání napájení.

Uvedené modely paměťových karet můžete zakoupit buď jako samostatný produkt, případně jako součást balení: