超能课堂(207)：SD卡标准错综复杂，到底该认哪一个？
SD卡从十多年前进入市场以来，慢慢的已经成为人们数码生活中不可或缺的一份子了。你可以在手机、相机、行车记录仪、游戏机、笔记本等等等等设备上面见到这种卡的插槽，形状或大或小，容量或高或低，总而言之，即便是你现在用不着一张SD卡，可能明天你就会为了自己的新设备而购买一张SD卡。
而当你打开京东或者淘宝，搜索SD卡后，会发现搜索结果中充斥着你不认识的参数，什么V60 U3 A1，而产品图中那张小小的卡片上面印满了各式各样的标签，什么SDHC、SDXC，什么一个圈里面套个数字的，什么一个U型里面写个数字的……面对如此繁多的认证标签，你完全不知道该买哪一种卡为好。
是的，现在的SD卡标签纸上面印的认证记号和标签可能比十年前的SD卡要多出一倍，那么本文就为你梳理SD卡标签纸上面那些难懂的记号，方便各位读者找到一张适合自己的SD卡。
注：MicroSD卡，或者说TF卡，与SD卡适用的标准完全一致，所以本文内容对于MicroSD卡完全适用。
SD容量等级
注：SD协会在标准中使用的容量单位实为1024进制的IEC标准，不过他们在文件中仍然使用非标准写法，其实也就是跟Windows相一致。本文遵照SD协会写法，文章中的容量单位、速度单位均与标准文档相一致。但是实际厂商使用的单位仍为1000进制的SI标准，所以造成SD卡在Windows上存在容量差。
SD标准（SDSC）
最早的SD卡标准中，单卡最大容量仅为2GB，随着时代的发展，2GB的容量上限逐渐不够用了，于是在2006年1月份，SD协会制定了新的SDHC标准，容量为2GB~32GB的SD卡都遵从SDHC标准。
SDHC
原本SD卡使用的是FAT 12和FAT 16这两种古老的文件系统，因为容量不超过2GB的原因，FAT 16也将将够用，但是随着单卡容量超过2GB，SD协会引入了FAT 32作为SDHC卡的文件系统。
SDXC
随后又过了三年，到2009年1月份的时候，SD协会又推出了新的SDXC标准，容量在32GB~2TB之间的SD卡遵从SDXC标准。SDXC另一个比较重大的改变就是将文件系统改成了exFAT，所以只要是支持SDXC卡的设备都会支持exFAT文件系统——这个原本是微软专有的文件系统（最近宣布公开技术细节），不过32GB的卡一般都仍然使用FAT 32。
SDUC
NAND的发展速度非常快，一转眼到了今年二月份的时候已经有厂商推出单卡容量为1TB的microSD卡了，不过这次SD协会提前了一步，在2018年7月份就宣布了新的SD卡容量标准——SDUC。这种标准的容量范围是2TB~128TB，如果没有突然的技术大进步的话，这个标准在未来十年内应该是够用了。
所以，SDHC、SDXC这些标准仅代表着这张卡的容量分级，在速度上面并没有一个明确的规定。
小结
总线版本
一般而言，CPU等控制芯片要从外部存储设备中存取数据都需要经过一个I/O总线（Bus），对于SD卡，这条与它一起诞生的总线就叫做SD Bus，但是随着SD卡的发展，总线速度逐渐不够用了，于是SD协会又提出了新的UHS总线和SD Express总线，目前SD卡已经有了3种总线，一共6种版本，它们具有不同的速度。
默认总线与高速总线
最早的SD Bus速度为12.5MB/s，而后在SD标准1.1版中，SD协会为这条总线加入了高速模式，总线速度提高一倍达到25MB/s。
目前所有的SD卡均支持SD Bus的两种模式。
UHS总线
SD Bus不够用了怎么办，那就再造一个轮子啊，于是SD协会在SD 3.0规范中为SDHC和SDXC卡添加了UHS（超高速 Ultra High Speed）总线，提高了数据传输通道的速度上限。目前，UHS总线一共分为三个版本。
UHS-I
UHS-I总线规范定义了两种速度，分别是UHS-50和UHS-104，前者具有50MB/s的数据传输速率，后者则为104MB/s，在SD卡上面的标记如下：
UHS-II
要想继续提高速度，原本的一排接口已经不够用了，因为总线的频率并不能无限制的提升，所以SD协会在SD卡原本的金手指下面加入了第二排金手指，用于拓宽数据传输的通道。而在拓宽之后，UHS-II的最高速度可以达到312MB/s。另外，由于引入了新的一排金手指，也就是一个新的数据传输通道，使得支持UHS-II总线的SD卡可以在全双工或者半双工之间切换。打个比方，原本的SD卡只有一条车道，而UHS-II总线为SD卡新建了一条车道，这两条车道可以同向行驶（半双工），也可以逆向行驶（全双工），在两条车道同向的状态下，同样时间从A地（主机）到B地（SD卡）的总车流量就自然增加了一倍。
uhs-ii总线需要使用新增的一对金手指，图片来自于ElectronicDesign
UHS-III
UHS-III与UHS-II一样，使用两排金手指进行数据交换，不过它取消了半双工模式，只保留了全双工的工作模式，但是最高传输速率仍旧比UHS-II高了一倍，有624MB/s。
SD Express
SD协会当然不会止步不前，在2018年6月份，他们为SD卡标准直接引入了PCIe总线，虽然只有单通道，但是速率也轻松超越UHS-III规格，全双工的工作状态下可以达到985MB/s，另外，由于采用了PCIe总线进行数据传输，使得SD卡可以支持NVMe协议。
而支持SD Express规范的SD卡只保留了对UHS-I和SD总线的兼容性，不再兼容UHS-II和UHS-III。
小结
简单的说，总线速度就是规定了这张卡能够达到的速度上限，但是基本上我们还用不到能够跑到总线速度上限的卡，目前市场上面算是顶级的高速卡仍然还停留在UHS-II总线上，中端的高速卡用的还是UHS-I总线，而UHS-III和SD Express的卡更是难找。
但是文章写到这里，介绍到的标准与SD的实际速度其实并没有什么关系，不要急，下面介绍的就是一系列速度认证的标准了。
速度认证标准
除了容量标准和总线速度标准外，SD协会当然也为SD卡的速度制定了一系列的认证标准，从早期的Class标准到后来与UHS总线相联动的UHS速度分级，再到描述视频性能与实际应用性能的V标和A标，这些认证之间是完全的平行关系，我们一个一个来看。
Class（圆圈中带数字）
对于比较早接触SD卡的用户来说，Class这种标识可以说是最熟悉的了，它指出了SD卡的最低写入速度，一共制定了4档，分别为Class 2、Class 4、Class 6和Class 10，代表SD卡的最低持续写入速度为2MB/s、4MB/s、6MB/s和10MB/s。
在几年前SD卡性能普遍还很羸弱的时候，Class标识可以让用户非常简便的认出SD卡的持续写入性能，我曾经有一张Class 10的卡，它的持续写入速度就一直是10MB/s。不过随着SD卡性能的提高，现在的SD卡最低写入速度随随便便就上个几十MB/s的，几乎市场上所有SD卡都带着Class 10标识，它早已不能描述SD卡的最低写入性能了，但是它的存在指出这张SD卡是兼容SD总线的高速模式的。
UHS速度分级（U标）
UHS速度标识是与UHS-I总线一起加入到SD卡的标签纸上的，它就简单很多，只有两档，U1代表这张卡的最小写入速度为10MB/s，与Class 10基本上就是一个意思，而U3则代表这张卡的最低写入速度为30MB/s，是U1的三倍。
而UHS速度标识一般是和上文提到的UHS-I总线标识一起出现的，下面这张就是比较常见的、支持UHS-I总线规范，最低写入速度大于30MB/s的SD卡。
视频速度等级（V标）
UHS-II总线带来更高传输速率的同时，引入了新的速度认证标识——视频速度等级（Video Speed Class），与上面两种速度标识一样，它也代表着SD卡的最低持续写入速度，有V6、V10、V30、V60和V90共5个等级。
SD协会也将V标与各种视频规格相匹配起来，V6、V10标准只能够勉强应付4K视频，而使用V30以上的SD卡才能在录制4K视频时获得一个比较好的体验。而对于要求更高的8K视频，只有V60和V90才能够满足。
应用性能分级（A标）
最后一个应用性能分级，也就是A标就有一些不一样了，它标识的是SD卡的随机性能，单位是IOPS。因为如果是插在手机、电脑上面使用，更多的时候设备对SD卡进行的就是随机性的读写，所以有必要在这种场景下对SD卡进行分级。
目前的A标仅有A1和A2两种等级，但是这两种等级间的性能差距非常明显，A1标识的最小随机读写性能为1500/500 IOPS，而A2就已经上升到4000/2000 IOPS。同时，A标对于SD卡的最小顺序写入速度也有要求，目前A1和A2均为10MB/s（这有什么意义吗……）。
小结
总结与购买建议
最后我们以两张实际的SD卡标签纸为例进行解读，简单梳理一下上文的各种标准。
首先还是这张东芝64GB的SDXC卡。左上的95MB/s是厂商自己写的，一般这种数字都代表着这张SD卡的最高读取速度，在95MB/s的右边则是容量标准，这张卡是64GB的，所以是SDXC标准卡，然后在SDXC的右边有一个罗马数字I，它代表这张卡支持UHS-I标准。继续往下面一行看，在容量数字64GB的右边有一个U3标识，它代表这张卡在UHS-I总线下的最低持续写入速度超过30MB/s，在它的右边有一个Class 10标识，它的意思是在SD总线的高速模式下，卡片的最低持续写入速度超过10MB/s。
第二张卡我们换上目前市场上较高规格的UHS-II卡来解读，这张卡标签纸的最下面就把这些认证标识排列的很整齐，首先是SDXC标准，支持UHS-II总线，然后是V90标识，代表卡片的最低持续写入速度大于90MB/s，其实有了这个标识，随后的U3、Class 10都可以不用看了。当然，如果厂商直接标出了这张卡的速度——比如在这里就是270MB/s的读取和260MB/s的写入——那么还是相信一下厂商的良心，不用再过多在意除了UHS总线版本以外的标识了。
那么，说了这么多，我们该如何选购SD卡呢？主要是看设备和用途。
比如说你拥有一台Sony A7M3，而你对于SD卡的写入性能有比较高的要求，那么认准下面这个标准买肯定没错。
而如果只是普通的相机用户，我推荐认准U3标识，现在这种卡已经很便宜了，没有必要买性能更差的卡。
如果你买卡是用于4K摄像的，那么请认准V30以上的等级就行。
如果你想买一张MicroSD放手机或者给电脑当扩容用的存储设备，那么请认准A2标识以获得更好的使用体验，A1标准太低了。