ICT_Zyuzgin

50 компаний по всему миру. Естественно, перед потребителем стоит проблема выбора из этого многообразия.

В техническом описании любого мобильного устройства сейчас указывается тип используемой флэш-памяти. При приобретении мобильного устройства (или переносной флэш-карты к мобильному устройству) имеет смысл приобретать самые распространенные на рынке флэш-карты (иначе может возникнуть проблема совместимости с каким-нибудь устройством, где ее содержимое необходимо прочитать). Для самых распространенных типов флэш-карт существуют адаптеры, которые позволят применять флэш-карту в более широком спектре устройств.

При всем многообразии карт флэш-памяти можно выделить 7 основных типов.

Compact Flash, сокращенно CF, выпускаются двух типов - CF type I и CF type II. Благодаря тому, что скоростной предел интерфейса карт Compact Flash довольно высок, и, что самое привлекательное, легко и просто поддается увеличению, а также тому, что у них фактически нет конкурентов по емкости и цене, этот стандарт остается самым популярным и перспективным, несмотря на больший по сравнению с другими картами размер (42 x 36 x 4 мм).

Рис. 4.20. Изображение карты флэш-памяти типа Compact Flash

IBM Micro drive − еще одно устройство, являющееся не совсем "картой" памяти формата Compact Flash type II, собственно это полноценный жесткий диск объемом до гигабайта. Такая "карта" стоит меньше обычных за счет более дешевого носителя. Однако ее надежность ниже, да и энергии Micro drive требуется больше обычного, что является причиной его ограниченной

261

совместимости − оно работает далеко не во всех устройствах, пусть даже и с разъемом CF type II.

Smart Media − очень дешевая и ультратонкая (толщиной всего три четверти миллиметра) флэш-карта. Малая цена достигается за счет предельно простой конструкции, однако, и минусы налицо − не столь высока защищенность информации от случайного стирания.

Multimedia Card (MMC) − основное достоинство этого типа − миниатюрность и максимально низкое энергопотребление, но при этом достаточно низкая скорость чтения и записи. Размер стандартной карты 24 x 32 x 1,4 мм, укороченной − 24 x 18 x 1,4 мм. Используется в мобильных телефонах, цифровых фотоаппаратах и других устройствах.

Рис. 4.21. Изображение карты флэш-памяти типа MMC

Secure Digital (SD) − ее размер немногим больше MMC, но скорость чтения и емкость значительно выше. Цена соответственно дороже.

Рис. 4.22. Изображение карты флэш-памяти типа SD

262

SD и MMC обратно совместимы, т.е. карточки MMC можно вставить и использовать в разъеме для карт SD, а вот наоборот не получается. Впрочем, сейчас почти все устройства оборудованы именно разъемом SD (чаще всего он даже называется SD/MMC).

Memory Stick − разработка фирмы Sony. Размер 24 х 32 х 1,4 (2,1) мм, довольно высокая защита информации, скорость чтения и записи сопоставимы с Secure Digital (SD), но емкость невысока. Существует также развитие этого типа карт − Memory Stick Duo − несовместимые с разъемом Memory Stick.

Рис. 4.23. Изображение карты флэш-памяти типа Memory Stick

USB-флэш − широко используется для перемещения информации между компьютерами, поскольку USB-порт входит в стандартную комплектацию современного компьютера.

Рис. 4.24. Изображение карт флэш-памяти типа USB-Flash

263

На данный момент, по оценкам аналитиков, наиболее распространенными типами флэш-карт являются Compact Flash и SD/MMC. Compact Flash, в

частности, используется во многих цифровых фотоаппаратах, а SD/MMC идет в комплекте с карманными компьютерами.

В качестве примера можно привести, что на флэш-карту объемом 256 Mb может поместиться ~200 качественных фотографий или 3-4 часа музыки в формате Mp3, или около 30 минут качественного видео. Существует естественная закономерность: чем выше объем, скорость, меньше размер, тем больше цена карты.

Типы флэш-карт используемых в различных типах мобильных устройств можно увидеть в технических описаниях на сайте35.

264

Приложение 4.6. Аккумуляторные батареи

Во многих аппаратных компонентах образовательного мультимедийного комплекса используются аккумуляторные батареи. Различные аккумуляторы изготовлены по разным технологиям, поэтому правила их эксплуатации и обслуживания, обеспечивающие долговременную и эффективную работу, существенно отличаются. Рассмотрим основные типы распространенных источников питания.

4.6.1. Никель-кадмиевые (NiCd)

Такие батареи появились в 70-х гг. и широко использовались в нашей стране до недавнего времени. При их изготовлении использовался никель и кадмий. Последний − ядовит и требует специальной дорогой утилизации, поэтому NiCd-батареи запретили распространять во многих странах Европы и мира.

Рис. 4.25. Самые старые аккумуляторы − NiCd

Однако эти аккумуляторы имели в себе массу плюсов: часовое время заряда, работа и зарядка при отрицательных температурах (до - 400 С), длительное хранение без потери емкости, низкая цена. Одно из главных

265

достоинств ~ 103 циклов зарядка-разрядка без резкой потери первоначальных характеристик.

Условный недостаток NiCd-аккумулятора в том, что его нужно один раз в месяц полностью разряжать, чтобы избежать эффекта памяти (уменьшения емкости) от неполной зарядки или разрядки. Например, зарядные устройства к аналоговым видеокамерам имели соответствующую кнопку, которая обнуляла заряд аккумулятора. Без данного действия батарея быстро теряла полезную емкость, и если раньше вы снимали на ту же камеру до двух часов, то эффект памяти снижал время работы от батареи до часа и менее.

4.6.2. Никель-металлогидридные (NiMH)

Первые батареи такого типа на компьютерном рынке появились относительно недавно - в 1990 г. Они были разработаны специально, чтобы ядовитый кадмий заменить соединением металлов с водородом. Вместе с этим в среднем в 1,5 раза повысилась емкость батареи: если стандартная щелочная (NiCd) АА батарейка Duracell имеет емкость в 1500 mAh, то NiMH-батарейка может иметь до 2500 mAh. Такие аккумуляторы стали очень пригодились для

Рис. 4.26. Аккумуляторы: а- никель-металлогидридные (NiMH), б- свинцово-

кислотные (Lead Acid)

266

плееров и фотоаппаратов, где их в некоторых случаях можно встретить до сих пор.

Не обошлось и без недостатков: количество циклов заряд-разряд уменьшилось до 5·102, а рабочая температура поднялась с - 400 С до - 200 С. Зато проблема эффекта памяти стала менее острой. NiMH-батареи достаточно полностью разряжать один раз в 3-6 месяцев.

Общим недостатком NiCd и NiMH аккумуляторы обладают общим недостатком − саморазрядом. За месяц без подзарядки они разряжаются на 20 и 30% соответственно.

4.6.3. Свинцово-кислотные (Lead Acid)

Данные батареи имеют скромные характеристики: 30-50 Вт·ч/кг − плотность заряда, только 300 циклов перезарядки, 8-16 ч до полного заряда и необходимость 1-2 раза в полгода разряжать аккумулятор. Только низкая стоимость таких батарей обуславливает их использование в узкоспециализированной компьютерной области − в источниках бесперебойного питания (UPS), где вес и размеры не так критичны.

4.6.4.Литий-ионные (Li-Ion)

Внастоящее время Li-Ion батареи являются самыми распространенными. Литий-ионные аккумуляторы устанавливаются практически во все ныне продающиеся сотовые телефоны, КПК, ноутбуки и т.п. Примечательно, что первые Li-батареи собирались по несовершенной технологии, дающей брак. В начале 90-х гг. зарегистрировано много случаев, когда некачественные литиевые аккумуляторы воспламенялись прямо в трубках телефонов, обжигая своих владельцев. Поэтому разработчики, учитывая неустойчивость лития, изменили технологию и стали изготовлять аккумуляторы на основе ионов лития.

Такие батареи не имеют эффекта памяти и не требуют обслуживания. Количество циклов заряд-разряд ~103. По сравнению с рассмотренными выше вариантами заметим увеличение плотности заряда − до 160 Вт·ч/кг, поэтому

267

современное мобильное устройство, такое, как ноутбук, может работать до 6 ч на одной батарее (емкость 8600 mAh).

Цена аккумуляторов достаточно доступна. К примеру, для мобильного телефона можно приобрести батарею (700mAh) за сумму ~ 4·102 руб. Срок службы такого аккумулятора составляет в среднем три года. Нельзя не отметить и легкость: ионно-литиевый аккумулятор весит на 20-35% меньше, чем никель-металлогидридный.

Недостатком Li-Ion батарей является ограничение отрицательных рабочих температур до - 200 С.

4.6.5. Литий-полимерные (Li-Pol)

Литий-полимерные (Li-pol или Li-polymer) аккумуляторы имеют в два раза большую емкость при одинаковой площади по сравнению с Li-Ion аналогами. Однако отметим, что батареи, выпущенные до 2006 г. можно перезаряжать не более (3 - 5)·102 раз, а их гарантированная рабочая температура − не ниже 00 С. Время заряда составляет 2-3 ч, как и в предыдущем рассмотренном виде элементов.

Предпочтительным является использование новых Li-polymer

Рис. 4.27. Самые теплолюбивые аккумуляторы: Li-Pol

268

аккумуляторов с сухим твердым электролитом. Такая батарея способна допускать 103 полных циклов заряда − разряда и имеет повышенную (до 16000 mAh и выше для ноутбука) емкость. Однако пока такие аккумуляторы достаточно дорогие.

4.6.6. Сравнительные характеристики аккумуляторов

4.6.7. Прогноз

Естественно, совершенствование перезаряжаемых батарей будет продолжаться. Например, компания SION Power (США) объявила о выпуске первых инженерных образцов «литиумных» (Li-S) батарей. Новинка имеет плотность 350 Вт·час/кг, что на 50 Вт·ч/кг больше, чем в случае с Li-Pol. Пока число зарядов/разрядов ограничено 3·102. Разработчики хотят продлить работу (причем интенсивную, а не экономную) любого мобильного устройства до восьми часов.

269

Еще в 2004 г. на выставке CeBIT 2004 (Германия) был продемонстрирован прототип ноутбука Portege M100 с топливной ячейкой DMFC (Direct Methanol Fuel Cell). Батарея представляет собой классическое устройство, в котором есть анод и катод. В качестве реактивов используется раствор (6% - в первых образцах) метанола и кислород. Разработчики, к сожалению, не раскрывают технических характеристик, но надеются выпустить на рынок к 2007 г. батареи, которые по всем параметрам будут в 5-7 раз лучше современных Li-Ion батарей.

Интересным примером использования компьютерных технологий для расширения области применения аккумуляторных батарей и улучшения их характеристик является продукция компании Venturi Automobiles (изготовитель спортивных машин из Монако). Она выпустила модель под названием Fetish - “Кумир”. До 100 км/ч новое чудо автомобилестроения разгоняется за четыре с половиной секунды, и можно только представить себе, сколько бензина ему понадобилось бы. Однако ни бензин, ни какое-либо другое топливо Venturi Fetish не требуются: эта машина работает от аккумуляторных литиевых батарей, став, таким образом, первым в истории электромобилем спортивного типа.

Рис. 4.28. Электромобиль спортивного класса на литиевых аккумуляторных батареях.

270