Как разобрать карту памяти

Обновлено: 15.01.2025

Карта microSD (от англ. Secure Digital) – это самый миниатюрный формат флеш-памяти, размером 11*15*1 мм, созданный для работы в портативных гаджетах. Чаще всего используется в смартфонах, планшетах, фото- и видеокамерах, навигаторах, игровых приставках. Как и любой механизм, флеш-накопитель может выйти из строя. В таком случае велик риск потери хранящейся на нем информации. Восстановить микро СД-карту, а значит спасти файлы, можно несколькими способами.

Типы microSD карт

Современные накопители делятся на три типа по емкости:

SDHC – до 32 Гб,
SDXC – до 2 Тб,
SDUC – до 128 Тб.

Все они используют посекторную адресацию, что делает их похожими на жесткий диск. Формат файловой системы exFAT (Extended File Allocation Table) с 64-разрядной архитектурой кластеров. Конструктивно технология воплощена следующим образом: в пластиковом корпусе карты размещена микросхема, а на тыльную сторону выведены металлические контакты.

Стандартная карта памяти microSD может использоваться и в компьютере, и в телефоне.

Кроме объема, у них разные стандарты совместимости. Обычные SD могут использоваться на любом оборудовании. SDHC – только при поддержке форматов SDHC/SDXC. Последние – будут работать только в устройствах нового поколения.

Еще одно отличие – скоростной класс. При маркировке указывается как цифра, вписанная в букву C. Обозначает минимальный показатель скорости, с которой ведется запись на карту. Традиционно выделяют четыре разновидности:

c2 – от 2 Мб/с;
c4 – от 4 Мб/с;
c6 – от 6 Мб/с;
c10 – от 10 Мб/с.

Для SD-карт, использующих высокоскоростные шины UHC, разработана маркировка U1/U3 – со скоростью соответственно от 10 и 30 Мб/с.

Виды повреждений

Конструкция и принцип работы определяют вид повреждений, который может получить карта microSD в ходе эксплуатации. Условно их делят на 3 группы:

Механические. Самый нежелательный вариант. Трещины, сколы, утраты, оплавление, окисление наносят непоправимый ущерб не только оболочке, но и микросхеме. Восстановление карты и данных в таком случае не представляется возможным. Но если повреждения незначительны, то шанс есть.
Проблемы с секторами (англ. Bad Sectors). Подобное повреждение может возникнуть при некорректном использовании накопителя. Например, во время аварийного извлечения. Еще одна распространенная причина – износ чипа. У контроллеров есть лимит циклов записи, превышение приводит к поломке карты. Игнорирование требований совместимости тоже может вывести SD из строя.
Программные. Обычно под этим понимают сбой MFT (Master File Table, главная таблица файлов), то есть базы данных. Повреждения могут возникнуть во время помех при считывании информации, под влиянием вредоносного ПО.

Признаки неисправности microSD

Данные, находящиеся на карте, всегда отображаются на экране устройства (компьютера, телефона, фотоаппарата и т. д.). Поэтому несложно понять, что с накопителем какие-то проблемы. Иногда неполадки возникают в системе, на всякий случай стоит перезапустить девайс. Если это не помогло, следует разобраться, что именно происходит с microSD:

Файлы записываются на карту, но не читаются.
Все данные отображаются с нулевым размером.
Невозможно перезаписать или отформатировать карту, при этом находящиеся на ней файлы открываются без проблем.
Карта не читается, устройство никак не реагирует на флешку.
Скорость считывания падает до 100 кБ/с и ниже, процесс «зависает».
Карта не дает записать или скопировать информацию, выдавая ошибку чтения.
Компьютер не определяет карту – «неизвестное устройство».
ПК видит microSD, но не открывает ее, предлагая сначала отформатировать.
Сохраненные файлы воспроизводятся с ошибками/артефактами или не открываются вовсе.

Проверка и восстановление с помощью CHKDSK

Если карта памяти microSD перестала работать, можно проверить ее через консольную утилиту Windows – CHKDSK (chek disk). Она предназначена для сканирования накопителей с целью обнаружения проблем, исправления ошибок, восстановления файлов. Запускается процесс в несколько шагов:

Нажать Win+R.
В появившемся окне ввести буквы cmd (командная строка).
На месте курсора набрать команду chkdsk D: /f /r. Где D – это имя карты (может быть E, F, в зависимости от того, как ее называет ПК), /f – функция проверки и устранения неисправностей, /r – поиск и восстановление битых секторов.

Утилита CHKDSK позволяет восстановить данные за счет исправления ошибок на диске.

Проверка и восстановление через «Свойства» microSD.

Проверка и коррекция раздела может занять довольно продолжительное время, до 30 минут. Не рекомендуется прерывать процесс, извлекать карту или работать в других программах. В завершение появится окно с отчетом, что и как было сделано. После повторного запуска карты ее работоспособность должна вернуться.

Есть альтернативный способ, использующий графический интерфейс без командной строки CHKDSK. Через проводник зайти в «Этот компьютер», на требуемом разделе с именем карты щелкнуть правой кнопкой мыши. Появится окно устройства.

Во вкладке Сервис система предложит проверить диск на наличие ошибок. Нажать кнопку и ждать результата. В конце обязательно появится окно с отчетом и списком дальнейших действий. В ходе проверки не рекомендуется выключать компьютер или переводить его в ждущий режим.

Внимание! Все действия с картой памяти пользователь производит на свой страх и риск. Если на microSD хранятся важные данные и нет уверенности в правильности выбранных методов, лучше обратиться к специалистам.

Восстановление с помощью программы Recuva

Не всегда инструменты Windows могут помочь пользователю восстановить данные на неработающей карте. И что делать, когда компьютер определяет внешний флеш-накопитель как неизвестную файловую систему (RAW), а то и вовсе не открывает через Проводник? На помощь приходят сторонние программы, такие как Recuva.

Установить и запустить программу.
Выбрать типы файлов, которые нужно восстановить (лучше все).
Указать раздел, а котором они находятся (имя карты в компьютере).
Для подстраховки можно выбрать опцию Глубокий анализ. Времени это займет больше, зато сканирование будет более тщательным.
Определить место сохранения данных.
Поставить флажок в строке Восстановление папок.
Нажать ОК.

Утилита Recuva полностью русифицирована, что значительно облегчает задачу пользователя.

Процесс восстановления может занять очень много времени. Прерывать его нельзя. Поэтому перед началом стоит убедиться, что ничто не помешает работе программе. Кроме Recuva, можно воспользоваться приложениями Acronis Disk Director, PhotoRec, TestDisk.

Восстановление данных с утилитой R-Studio

Интерфейс программы имеет понятную логику и удобен для выбора параметров восстановления.

Что нужно делать:

Установить и запустить утилиту.
Выбрать диск для восстановления. При этом справа появится окно Свойства, в котором будут отображаться параметры карты.
В пункте Папки выделить те файлы, которые нужно восстановить.
Нажать кнопку Восстановление.
Дождаться отчета.

Форматирование через SDFormatter

Интерфейс SDFormatter – это минимум кнопок и экономия времени.

Запустить утилиту.
Выбрать раздел для форматирования (D: или другой).
Во вкладке Настройки выбрать полную очистку (система перепишет кластеры, проставив везде нули).
В поле Имя диска поставить любую метку (например, фотоаппарат, смартфон, навигатор и т. п.).
Нажать кнопку Format.
Дождаться завершения процесса очистки карты.

Низкоуровневое форматирование программой HDD Low Level Format

HDD Low Level Format работает со всеми форматами microSD, независимо от объема и скорости.

Запустить программу.
Выбрать из предложенного списка диск, подлежащий очистке.
Поставить флажок в строке Низкоуровневое форматирование.
Нажать кнопку Форматировать.
Дождаться завершения процесса, который может занять от 20 до 60 минут.

Восстановление данных специалистом с помощью nand-ридера

Из-за миниатюрности microSD выполнены в виде монолитной схемы – чип и контроллер спаяны на одном блоке. Когда ни один из простых способов не подошел, в ход идет тяжелая артиллерия – обращение к специалисту. Он подпаивает тончайшие проводки к выходам платы и проверяет сигналы на них, чтобы узнать их спецификацию (распиновку).

Каждый контакт отвечает за решение определенных задач.

Затем проводки подпаиваются (кстати, делать это приходится под микроскопом) к адаптеру, который подключается к nand-ридеру. И начинается процесс считывания информации. Звучит просто, но работа сложная и не дает 100% гарантии, что файлы удастся вытащить.

Так выглядит обзор распространенных и доступных методов решения проблем с картой памяти. Если microSD не определяется или не работает, то можно попробовать вернуть ее к жизни инструментами Windows или сторонними приложениями: Recuva, R-Studio, SDFormatter, HDD Low Level Format и и т. д. К сожалению, сильно поврежденную флешку не сможет восстановить даже специалист. Чтобы избежать угрозы потери данных, лучше дублировать их на другие носители, в облачный сервис, создавать резервные копии.

Как на на маленькой карте памяти microSD размером буквально с ноготок помещается 1 терабайт данных? Такой вопрос нам задали в комментариях к видео про шифрование данных. Звучит интересно! Сегодня мы узнаем что находится внутри SD-карты и SSD-диска. Что объединяет современные чипы памяти со слоёным пирогом? И какой емкости будут наши диски и карты памяти через несколько лет?

Олды, кто помнит 2004 год? Тогда в продаже впервые появилась SD-карточка с рекордной на тот момент ёмкостью 1 гигабайт. Это было событием и карточку оценили в солидную сумму — 500 долларов США.

А спустя 15 лет представили карты памяти microSD объёмом 1 терабайт.

Но как за 15 лет мы научились размещать в тысячу раз больше информации на вдвое меньшем пространстве?

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно понять.

Как устроены SD карточки?

Начнем с физической архитектуры. Если заглянуть под слой пластика SD или microSD карточки, мы увидим один небольшой чип — это контроллер памяти. И один или два больших чипа — это NAND флеш-память: самый распространенный на сегодня тип памяти. Такие же чипы можно встретить в флешках, SSD-дисках и внутри наших гаджетов. Короче, везде!

NAND И NOR

Но почему NAND флеш-память такая популярная? Чтобы ответить на этот вопрос, давайте немного разберемся в том как флеш-память работает. Мы уже как-то рассказывали, что базовая единица современной флэш-памяти — это CTF-ячейка (CTF — Charge Trap Flash memory cell), то есть Ячейка с Ловушкой Заряда.

Это не образное выражение. Ячейка, действительно способна запирать внутри себя заряд и хранить его годами! Соответственно, если в ячейке есть заряд — это 1, если нет заряда — это 0.

Все ячейки организованы в структуру NAND. NAND — это такой логический элемент NOT-AND, то есть НЕ-И. Вот таблица его значений.

Фактически, это перевернутый вентиль И. По таблице истинности на выходе вентиля И мы получаем единицу только в случае если на оба входа тоже приходит единица. В NAND всё наоборот.

Кстати, NAND обладает интересным свойством — любая логическая функция может быть реализована с помощью комбинации NAND-вентилей. Это свойство NAND называется функциональной полнотой.

Например CMOS-матрицы или КМОП-матрицы, которые используются в большинстве современных цифровых камер, в том числе во всех мобильных телефонах могут быть полностью реализованы только на вентилях NAND.

Свойство функциональной полноты NAND также разделяет с вентилями NOR, то есть НЕ-ИЛИ. К слову, NOR флеш-память тоже существует. Но почему всюду ставят именно NAND память, а не NOR?

NAND-память — интересная штука. Её можно сравнить с оптовыми закупками в супермаркете. Считывать и подавать напряжение в NAND ты можешь только на целую упаковку ячеек. Поэтому мы не можем считать или записать данные в какую-то конкретную ячейку.

В NOR памяти всё наоборот, у нас есть доступ каждой ячейке.

Вроде бы как очевидно превосходство NOR, но почему же тогда мы используем NAND?

Дело в том, что в NOR-памяти каждую ячейку нам надо подключить отдельно. Всё это делает размер ячеек большим, а конструкцию массивной.

В NAND наоборот: ячейки подключаются последовательно друг за другом и это позволяет сделать ячейки маленькими и расположить их плотно друг к другу. Поэтому на NAND-чипе может поместиться в 16 раз больше данных чем на NOR-чипе.

Также это позволяет быстро считывать и записывать большие массивы данных, так как мы всегда одновременно оперируем группой ячеек.

Структура одного столбца NAND flash с 8 ячейками

Компоновка шести ячеек NOR flash

Более того NOR-память не оптимальна для считывания и записи больших объёмов информации, но она выигрывает тогда, когда нужно считывать много мелких данных случайным образом. Поэтому NOR-память используют только в специфических задачах, например, для хранения и исполнения микропрограмм. Например BIOS вполне может быть записан в NOR-память, или даже прошивка в телефоне. По крайней мере раньше так точно делали.

А NAND-память идеально подходит для SSD, карт памяти и прочего.

2D NAND

Окей, NAND-память плотная, это выяснили. Но как её сделать еще плотнее?

Долгое время ячейки NAND укладывались столбцами горизонтально и получалась однослойная плоская структура. И производство памяти было похожим на производство процессоров — при помощи методов литографии. Такая память называлась 2D NAND или планарный NAND.

Структура 2D PLANAR NAND

Соответственно, единственным способом уплотнения информации было использование более тонких техпроцессов, что и делали производители.

Но к 2016 году производители достигли техпроцесса в 14-15 нанометров. Да-да, крутость памяти тоже можно мерить нанометрами. Но тем не менее это оказалось потолком для 2D NAND-памяти.

Получается, что в 2016 году прогресс остановился? Совсем нет.

Решение нашла компания Samsung. Понимая, что планарная, то есть плоская NAND находится на последнем издыхании, еще в 2013 году Samsung обогнала своих конкурентов и представила первое в отрасли устройство с 3D NAND-памятью.

Они взяли столбец с горизонтальными NAND ячейками и поставили его вертикально, поэтому 3D NAND ещё называют V-NAND или вертикальной NAND. Вы только посмотрите на эту красоту!

Вот эти красные штуки сверху — это битлайны (bit line), то есть каналы данных. А зелёные шутки — это слои ячеек памяти. И если раньше данные считывались с одного слоя и поступали в битлайн, то теперь данные со всех слоев стали поступать в канал одновременно!

Поэтому новая архитектура позволила не только существенно увеличить плотность информации, но и в два раза повысить скорость чтения и записи, а также снизить энергопотребление на 50%!

Первый 3D NAND-чип состоял из 24 вертикальных слоёв. Сейчас норма составляет 128 слоев. Но уже в 2021 году производители перейдут на 256 слоев, а к 2023 году на 512, что позволит на одном флеш-чипе разместить до 12 терабайт данных.

Кхм-кхм. Минуточку! Внимательный читатель мог заметить, что в приведенной табличке написано 12 терабит, откуда же тогда я взял терабайты? Дело в том, что 12 терабит помещается на одном кристалле флеш памяти, а в одном чипе можно разместить до 8 кристаллов друг над другом. Вот и получается 12 терабайт.

Но наращивать всё больше и больше этажей памяти невозможно бесконечно. Даже сейчас с производством возникает масса проблем. В отличии от 2D-памяти, которая производилась методом литографии, 3D NAND, по большей части, опирается на методы напыления и травления. Производство стало похожим на изготовление самого высокого в мире торта. Нужно было буквально наращивать идеально ровные слои памяти друг над другом, чтобы ничего не поплыло и не осело. Жуть!

Более того в этом слоёном пироге, нужно как-то проделать 2,5 миллиона идеально ровных каналов идущих сверху до низу. И если, когда было 32 слоя, производители с этим легко справлялись. Но с увеличением количества слоев возникли проблемы. Всё как в жизни!

Поэтому производители стали использовать разные хаки: например, делать по 32 слоя и накладывать их друг на друга через изолятор. Но такие методы дороже в производстве и чреваты браком. Кстати, для любознательных, на текущий момент эти каналы проделываются не сверлом, а методом реактивного ионного травления (RIE). Проще говоря, бомбардировкой поверхности ионами.

SLC, MLC, TLC, QLC

Так что же, мы снова уперлись в потолок? Теперь уже в буквальном смысле. Нет! Ведь на самом деле, можно не только увеличивать количество ячеек. Можно увеличивать количество данных внутри ячейки!

Те кто интересуется темой, или выбирал себе SSD диск наверняка знают, что бывает четыре типа ячеек памяти SLC, MLC, TLC, QLC.

SLC-ячейка (Single Layer Cell) может хранить всего 1 бит информации, то есть лишь нолик или единичку. Соответственно MLC-ячейка хранит уже 2 бита, TLC — 3, QLC — 4.

Вроде бы круто! Но чем больше бит мы можем поместить в ячейку, тем медленнее будет происходить чтение, и главное — запись информации. А заодно тем менее надежной будет память.

Сейчас не будем на этом подробно останавливаться, но в двух словах в потребительских продуктах сейчас золотой стандарт — это TLC-память, то есть три бита. Это оптимальный вариант, по скорости, надежности и стоимости.

SLC и MLC — это крутые профессиональные решения.

А QLC — это бюджетный вариант, который подойдет для сценариев, в которых не надо часто перезаписывать данные.

Кстати, Intel уже готовит преемника QLC — пятибитную PLC-память (Penta Level Cell).

Ответ на вопрос

Это, конечно, всё очень интересно, но может, вернёмся к изначальному вопросу: Как уже сейчас в простой microSD-карточке помещается 1 терабайт?

Ну что ж, теперь когда мы всё знаем, отвечаем на вопрос.

Внутри карточки Micron (и скорее всего карточки SanDisk) используется одинаковый чип памяти. Это 96-слойная 3D NAND QLC-память. На одном кристалле такой памяти помещается 128 гигабайт данных. Но откуда же тогда 1 терабайт?

Как мы уже говорили раньше, в одном флеш-чипе помещается 8 кристаллов. Вот вам и 1 терабайт. Вот так всё просто!

Что нас ждёт в будущем?

Что ж, технологии производства флеш-памяти развиваются очень быстро. Уже через 2-3 года нам обещают чипы на 12 терабайт. А еще лет через 10, ну может 20, и за сотню терабайт перескочим. Тем более SD-карточки нового формата SD Ultra Capacity поддерживают емкость до 128 терабайт.

Чудесная реанимация microSD карты

Решил поделиться приобретенным опытом, так как карты microSD очень широко распространены в нашей повседневной жизни.
Ситуация банальная - карта памяти microSD емкостью 16 ГБ вдруг перестала видеться компом. Поиск в Интернете выдает кучу советов и видео по восстановлению работы, но большинство сводится к чистке контактов, (что было сделано в первую очередь), использованию каких-либо специализированных программ (ничего не помогло), попробовать считать в фотоаппарате или смартфоне (без результата) и пожеланием просто выбросить в окно. На этой карте было более 1000 фото и десятки видео роликов - сама карта ценности не представляла, но содержимое меня просили восстановить, если это возможно.
Прежде, чем выбросить в окно решил над ней откровенно поиздеваться
1. Положил в морозилку на 15 минут - карта определилась компом и тут же пропала. Хотел считать ее картридером на длинном проводе прямо с морозилки, но второй раз этот фокус не прошел - комп больше ее не увидел так.
2. Вычитал и видео есть, как кто-то восстанавливал файлы в микроволновке, помещая туда карту на 2-3 сек. Правда, там рабочую карту форматировали, а после обработки СВЧ удаленные форматом файлы опять появлялись. Не помогло, в общем.
3. Нагрел карту паяльным феном до 140 град. Она не оплавилась (корпус как-будто керамический?), но и не открылась. Увеличил температуру до 205 град и погрел 4 минуты, дал остыть. Карта и эту температуру выдержала, а еще после этого увиделась, открылась и дала спасти все файлы. Хозяйка флешки рыдала от счастья
Скорее всего, там что-то пропаялось В принципе, она стала рабочей, но использовать ее в дальнейшем я бы не стал.

Может пригодится кому данная информация

Последний раз редактировалось Prophetmaster; 22.05.2017 в 14:00 .

Решил поделиться приобретенным опытом, так как карты microSD очень широко распространены в нашей повседневной жизни.
Ситуация банальная - карта памяти microSD емкостью 16 ГБ вдруг перестала видеться компом. Поиск в Интернете выдает кучу советов и видео по восстановлению работы, но большинство сводится к чистке контактов, (что было сделано в первую очередь), использованию каких-либо специализированных программ (ничего не помогло), попробовать считать в фотоаппарате или смартфоне (без результата) и пожеланием просто выбросить в окно. На этой карте было более 1000 фото и десятки видео роликов - сама карта ценности не представляла, но содержимое меня просили восстановить, если это возможно.
Прежде, чем выбросить в окно решил над ней откровенно поиздеваться
1. Положил в морозилку на 15 минут - карта определилась компом и тут же пропала. Хотел считать ее картридером на длинном проводе прямо с морозилки, но второй раз этот фокус не прошел - комп больше ее не увидел так.
2. Вычитал и видео есть, как кто-то восстанавливал файлы в микроволновке, помещая туда карту на 2-3 сек. Правда, там рабочую карту форматировали, а после обработки СВЧ удаленные форматом файлы опять появлялись. Не помогло, в общем.
3. Нагрел карту паяльным феном до 140 град. Она не оплавилась (корпус как-будто керамический?), но и не открылась. Увеличил температуру до 205 град и погрел 4 минуты, дал остыть. Карта и эту температуру выдержала, а еще после этого увиделась, открылась и дала спасти все файлы. Хозяйка флешки рыдала от счастья
Скорее всего, там что-то пропаялось В принципе, она стала рабочей, но использовать ее в дальнейшем я бы не стал.

Статистика утверждает, что основная причина выхода из строя большинства карт памяти – это логические неисправности. Не исключено, что причиной поломки могут быть и механические повреждения, тепловое или электрическое воздействие. Иногда происходит износ памяти, но это достаточно редкий случай. Как починить карту памяти?

Как отремонтировать карту памяти
Как восстановить карту памяти
Как восстановить поврежденную карту памяти

Устраните логические неисправности. Распознать их достаточно просто. В случае этой причины поломки карта памяти распознается компьютером, но воспринимается как пустая или отформатированная. Те файлы, что были на нее записаны во время последней сессии, видны не будут. Причиной этому может послужить преждевременное извлечение устройства из разъема или внезапное отключение питания. В результате все документы находятся как и раньше - на месте, но распознать их не удается по причине повреждения таблицы файловой системы. Воспользуйтесь специальной программой для восстановления данных. Эта операция может помочь отремонтировать карту памяти, но далеко не во всех случаях.

Следите за тем, чтобы извлечение карты памяти из разъема происходило исключительно после соответствующего сигнала вашего персонального компьютера. Используйте функцию безопасного извлечения устройства. Это позволит избежать самых распространенных причин поломки карты памяти.

Предохраняйте карту памяти от механических повреждений. Для этого нужно изначально приобрести качественный носитель, помещенный в плотный корпус, способный выдержать механическое воздействие средней степени. В этом плане хорошо подходят карты памяти в прорезиненных и монолитных корпусах. Поломка далеко не всегда происходит сразу же после механического воздействия. Карта памяти может работать еще довольно долго, поэтому обращайте внимания на все видимые изменения. Профилактика проблемы гораздо лучше ее непосредственного устранения. Чтобы починить карту памяти, вам, скорее всего, придется обратиться к специалистам. А это займет некоторое время, которое бы вы, скорее всего, смогли бы потратить с большей пользой, располагая информацией, хранящейся на вашем носителе.

Читайте также: