什么是 CF 卡（CompactFlash 卡）？

CompactFlash 卡是由 SanDisk 于 1994 年创建的一种存储卡，它使用闪存技术在相对小巧的便携式计算机上存储数据。它没有活动的机械部件，也不需要数据检索电池。小巧的存储卡允许消费者为各种计算设备添加数据。如今，CF 卡主要用于高端数字成像和摄像机作为可更换存储介质。

最初的 CompactFlash 卡是使用 NOR 闪存开发的。NOR 闪存的优点是可以直接执行存储程序，而无需将其复制到计算机的随机访问内存框架中。然而，NAND 更适合大量数据存储，并且是所有一次性存储卡（包括 CompactFlash 卡和 Secure Digital (SD) 卡）上闪存的默认形式。

由于闪存是易失性存储器，无论计算机电源是否关闭或损坏，存储的数据都会被保留。CF 卡的固态架构使其比大多数传统存储单元更耐用。对于 CF 卡，抗冲击等级（基本上是从多高的高度跌落仍能工作）为 2,000 高斯 (G)，而标准便携式计算设备的机械硬盘驱动器为 100 G 至 200 G。这相当于从 10 英尺的高度跌落到地板，而电子磁盘驱动器只能承受一英尺。

对于数码单反相机，CompactFlash 是一种常见的替代卡。Ultra-CompactFlash (Ultra CF) 是一种高端变体，专为更严苛的拍摄场景而设计，例如连续拍摄高分辨率照片或拍摄移动中的物体。

CompactFlash 卡的演变和历史影响

CompactFlash (CF) 卡于 1994 年由 SanDisk 推向公众。当时，硬盘驱动器和磁带等物理数据存储设备占据主导地位，但存在许多缺点，例如体积庞大且易碎。

CF 卡的推出给行业带来了创新性的转变，因为它们在没有复杂技术的情况下提供了密集存储选项。它们可靠性突出，且没有移动部件，非常适合恶劣环境和空间受限的设备。

CF 卡迅速被早期便携式计算系统、嵌入式系统和工业控制设备系统采用。然而，它们最广泛的影响是在数字成像的各个领域。摄影师以前所未有的速度采用了 CF 卡，这得益于其充裕的存储空间以及对数码单反相机来说快速的读/写速度。在数字媒体存储的早期阶段，这种转变普及了 CF 卡在摄影行业的应用。

技术规格和供应商

CF 卡基于并行高级技术附件 (Parallel ATA) 接口，尺寸为 42.8 毫米 x 36.4 毫米，存储容量高达 512 GB。CompactFlash 卡支持 3.3V 和 5V 电压，并能在两者之间切换。这与其他闪存小尺寸规格不同，后者只能运行在 1V。CF 卡有两种类型，厚度不同以适应不同的容量：Type I CF 卡厚 3.3 毫米，Type II 卡厚 5.0 毫米。Type II CompactFlash 卡额外增加的厚度是因为它们大多是 Microdrive，最初由 IBM 创建，是一种微型旋转硬盘格式。

SanDisk 现在是世界上最大的 CF 卡制造商之一，但它面临着激烈的竞争。Kingston Technologies、Lexar 和 Transcend Knowledge 的卡在数字成像网站上经常获得好评。

其他闪存卡格式

为了存储和上传文件、图像和歌曲，人们开发了新的闪存卡格式，以适应不断缩小的设备尺寸。例如，Secure Digital (SD) 存储卡有几种类型和容量，由 SD 协会（一个与 CompactFlash 协会密切相关的行业组织）管理。SD 卡的尺寸为 32 毫米 x 24 毫米 x 2.1 毫米。由于它们带有切角的外观，很容易辨认。

在许多计算机实现中，SD 卡因其更小的尺寸、更轻的重量和更低的成本，取代了体积较大的 CompactFlash 卡。根据供应商和读/写速度等变量，SD 卡的价格可以达到 CF 卡的一半，而数据存储容量相同。

CompactFlash 卡的技术特性

与其他闪存卡类型一样，CF 或 CompactFlash 卡也使用闪存技术，并采用并行 ATA (PATA) 接口或集成驱动电子设备 (IDE)。虽然这些卡在物理尺寸上可能比大多数现代卡存储格式大，但其优点是易于操作，并且在更严苛的环境中更耐用。以下是一些主要技术特性：

• 尺寸： 36.4 毫米 × 42.8 毫米
• Type I： 3.3 毫米厚
• Type II： 5.0 毫米厚
• 接口： PATA (IDE)
• 电压支持： 3.3V 和 5V (可切换)
• 容量： 2 MB 至 512 GB
• 速度： 高达 167 MB/s (支持 CF 6.0 和 UDMA 7)

Type I CF 卡最常见，并与许多消费级和专业级数码相机一起使用。它们在尺寸、性能和制造商支持方面取得了良好的平衡。Type II 卡更厚，因为它们旨在容纳 Microdrive，即提供更高存储容量但价格更低的微型硬盘驱动器。由于闪存技术在创新方面已经超越了 Microdrive，Type II 卡如今已很少使用。尽管存在年代问题，CF 卡在各种工业或专业应用中仍能良好运行。

CompactFlash 协会和标准

Compact Flash 协会 (CFA) 成立于 1995 年，其宗旨是制定和管理 CompactFlash CF 卡的技术标准。自成立以来，CFA 在闪存技术的发展中发挥了至关重要的作用。目前，该协会拥有 80 多家公司成员，包括 SanDisk、Kingston 和 Lexar 等存储行业的主要参与者。

多年来，CFA 推出了多个版本的 CF 标准，极大地提高了速度、效率和可靠性。

• CF 4.1a： 该标准支持高达 90 MB/s 的顺序访问速度，这在当时发布时是性能的巨大提升。
• CF 5.0： 包含增强的命令集，并支持 TRIM 命令，该命令通过允许操作系统通知未使用的逻辑块来提高闪存的寿命和性能。
• CF 6.0： 作为传统 CF 卡标准中最先进的版本，它引入了 Ultra DMA Mode 7，实现了高达 167 MB/s 的数据传输速度。增加了高级错误校正功能，提高了可靠性，适合专业级使用。
  除了维护 CF 卡的标准外，CompactFlash 协会 (CFA) 目前还在开发符合现代设备需求的新型存储技术。
• CFast： CF 卡的后继产品，它采用 SATA 接口，并提供显著更高的数据传输速率。
• XQD： 面向影像和视频制作领域的专业人士，该格式使用 PCIe，因此具有 XQD 的高速功能。
• CFexpress： 使用 PCIe 上的 NVMe，这一最新标准实现了前所未有的速度，非常适合 4K/8K 视频拍摄和高达 2GB/s 的惊人连拍速度。

这些创新表明，尽管 CF 卡可能被视为一种过时的技术，但 CFA 仍在积极努力为未来实现高性能闪存系统设定新的基准。

CompactFlash 与其他存储卡对比

虽然 Compact Flash (CF) 卡在某些专业和工业领域仍有其用途。然而，CF 闪存仍然用于专业相机。无论这些存储器多么老旧，随着新类型的出现，它们的市场都在不断增长，提供更好的性能、兼容性和易用性。以下是 CF 卡与其他一些先进替代品进行的比较：

1. Secure Digital (SD) 卡

• 与 CF 卡相比，SD (Secure Digital) 卡重量更轻，便于在手机、平板电脑或其他小型电子设备等便携式设备上使用。
• SDHC (Secure Digital High Capacity) 和 SDXC (Secure Digital eXtended Capacity) 等变体将存储容量扩展到了传统限制之外。
• UHS (Ultra High Speed) 接口的引入进一步提高了它们的读/写性能，支持更快的数据访问，以满足高分辨率媒体的需求。
• 由于价格实惠且兼容性广泛，SD 卡现在已成为智能手机、紧凑型相机、平板电脑甚至一些数码单反相机等消费类电子产品中的主导格式。

2. CFast 卡

• CompactFlash 协会创建 CFast 卡是为了改进 CF 卡，以解决旧 PATA 接口带来的问题。
• CFast 采用 SATA 接口，由于其更快的数据传输能力，非常适合 4K 视频和高速摄影。
• 专业电影摄影机和其他高功耗设备受益于 CFast 卡，因为其能效高且产生的热量少。

3. XQD 和 CFexpress

• 索尼和其他授权制造商生产 XQD 卡，用于更快的专业级设备。
• XQD 的后继产品 CFexpress 使用 PCIe 和 NVMe 协议，速度高达 2 GB/s。
• 尼康、佳能和索尼在其专业级相机中采用这些卡，以确保关键性能和可靠性。
• 一些 CFexpress 卡通过固件更新提供灵活的升级选项，与旧的 XQD 插槽保持兼容性，使用户能够无缝切换，而无需购买新配件或外围设备。

总而言之，随着固态存储的骨干——CF 卡的兴起，新的格式在速度、效率、灵活性和适应性方面都超越了它，同时仍然能够兼容旧系统。

CompactFlash 卡的使用场景

尽管许多先进设备已采用SD和 MicroSD 卡，但 CF 或 Compact Flash 卡因其可靠性、耐用性和快速的数据传输速度，在某些专业工业领域仍然受到青睐。以下是 CF 卡占有重要地位的一些关键领域：

1. 专业摄影

大多数数码单反相机用户在为相机寻找配件时，仍然会购买 CF 卡，其中包括高端型号和老式型号。这些相机通常配备接受 CF 卡的插槽，因为其他品牌也已标准化。对于摄影师来说，这些卡几乎不可或缺，因为它们满足了连拍模式所需的写入速度，从而能够快速捕捉图像而不会延迟。

此外，所有 RAW 图像都需要比 JPEG 压缩版本更高的兆字节数，这意味着快速的访问/读取时间，因此可以持续拍摄长时间的连拍，而无需担心帧检索延迟。因此，CF 卡在此处效果最佳。

2. 摄像和电影摄影机

一些现代数字电影摄影机和广播级视频摄影机仍然使用 CompactFlash 卡来录制高分辨率视频素材。这些卡能够保持稳定的写入速度，从而有助于录制 4K 或未压缩的 1080p RAW 视频的高数据速率流。它们的性能确保了捕获过程中帧丢失最少且质量一致，这对于专业视频制作至关重要。

3. 工业和嵌入式系统

航空航天工业以及对可靠性和长期性能要求至关重要的工业应用经常使用 CF 卡。它们用于嵌入式系统、医疗设备、军事装备、网络基础设施系统和汽车电子设备。它们抗冲击的特性以及长生命周期特别有利于在恶劣环境（如高温或恶劣天气条件）下持续运行的紧凑型系统。

4. 数据记录和备份系统

在科学仪器、环境监测设备以及安防设备中，Compact Flash 存储器还用作数据记录器的备份，以及无缝分段存储设备，如固态硬盘 (SSD) 和外置U 盘等，其传输速度能力允许在断电后通过负载访问机制在休息时进行检索。

外形尺寸和使用场景

之前提到，CF 卡类型根据厚度分为两类：

• Type I CF 卡：厚 3.3 毫米，大多数消费类和专业设备普遍支持。
• Type II CF 卡：厚 5.0 毫米，用于 Microdrive 或高容量模块。

由于 microSD 卡比 CF 卡小，后者通常出现在不关心空间的地方，例如数码单反相机的机身、工业系统和旧式计算环境。

在工业控制单元等嵌入式系统中，CF 卡继续被使用，因为它们需要可靠的接口、稳定性和易于更换。路由器、医疗设备甚至销售点终端仍然使用 Compact Flash 技术来启动或在停机期间记录文件。

CompactFlash 卡的优点

尽管新型、更小的存储卡格式越来越受欢迎，CompactFlash (CF) 卡仍然提供一些独特的优势，使其在特定的专业和工业应用中保持相关性。

• 耐用性： CF 卡的固态构造使其比其他格式更耐用，不易损坏。其坚固的引脚连接器保护了卡内部的精细部件，从而实现更好的整体保存。
• 抗震性： 与旧型号、SD 卡甚至传统硬盘驱动器相比，CF 卡因其持久的结构设计，在跌落等物理冲击下表现出更大的耐受性。
• 大容量： RAW 图像和高清视频素材文件非常大。CF 卡通过提供高达 512 GB 的存储空间来支持此类丰富的媒体文件，无需频繁更换设备。
• 长寿命： 除了在数据检索等频繁读取任务中的可靠性外，它还具有重复使用和长期保存的灵活性，使 CF 卡成为长期归档存储的绝佳选择。
• 标准化： CompactFlash 协会监管兼容性和性能阈值，确保所有制造商都遵守。

CompactFlash 卡的缺点

与同类产品不同，Compact Flash 卡曾是市场上最耐用的存储设备之一。然而，由于便利性不足，其受欢迎程度逐渐停滞，并且存在一些显著的缺点。这些是：

• 体积大： 现代存储卡在功能和尺寸压缩方面已经超越了它们的先辈。因此，运动相机、智能手机和无人机无法容纳 CF 卡。
• 速度较慢： 旧存储选项的吞吐速度较慢。此外，普通的 CF 卡落后于或远远落后于 CFast 和 CFexpress，而这两种卡在数据中心等速度苛刻的环境中备受推崇。
• 兼容性： 新电子设备中缺乏 CF 卡插槽，导致与现代硬件的兼容性降低。对旧结构的依赖性降低。
• 价格昂贵： 与 microSD 或 SD 等其他更受欢迎的股票相比，按每千兆字节计算，它们的性价比较低，价格也更高。
• 引脚损坏风险： 卡连接器（如插针式）在将磁盘插入计算机框架时非常依赖物理形状，弯曲工程原理将因引入断裂/弯曲风险而使保修失效，导致损坏提前发生，保修失效则停止了所述的熊猫孔连接器框架弯曲的行动。

CompactFlash 卡的未来

CompactFlash 作为主流存储解决方案的未来是有限的。随着 CFexpress 和其他基于 PCIe 的内存格式越来越受欢迎，CF 卡正逐渐从新产品线中淘汰。然而，由于工业和专业领域的设备生命周期较长，CF 卡预计将继续使用多年。

CompactFlash 协会继续开发和维护标准，但其主要重点已转移到更新的格式。对于仍依赖 CF 卡的用户来说，目前购买并非难事。SanDisk、Kingston 和 Lexar 等大多数主要制造商仍在生产和销售各种容量和速度等级的 CF 卡。

购买指南：选择合适的 CF 卡

选择最佳 CF 卡 选择 Compact Flash (CF) 卡需要了解您使用的设备和应用程序。它也可能取决于其他几个因素，包括用例和性能。以下是一些需要牢记的事项：

• 速度等级： 如果您将卡用于摄影或视频，请确保选择支持 UDMA 7 的卡。这些 CF 卡专为更高的数据传输速度而设计，有助于在连拍拍摄和视频录制期间。
• 容量： 对于专业用途，我们推荐 64 GB 至 256 GB 的范围，因为它允许存储高分辨率照片和长时间的视频，而无需频繁更换卡。
• 品牌： 留意 SanDisk、Lexar、Kingston 或 Transcend。这些品牌在可靠性和性能方面已经证明了它们的价值。
• 保修： 选择提供终身或多年保修的卡，因为这些卡倾向于表明制造商对其产品的耐用性充满信心。
• 评论： 务必检查与您的特定相机或设备的兼容性，因为用户反馈对于指导可靠的性能至关重要。

环境影响和回收

在当前的环境影响下，当涉及到大量处置时，行业和专业人士往往忽视环保处置等问题，因为旧型号的 CompactFlash 正在逐渐淘汰，生产也在放缓。像所有电子设备一样，CompactFlash 卡含有塑料材料和微电子元件以及金属，这使得它们有害，但危害程度通常比大多数其他电子设备要小。

一些制造商和技术回收计划目前提供以下服务：

• 以旧换新政策，即接受旧设备作为新设备的抵扣额。
• 电子废物回收涉及拆解 CF 卡以获取铜、金和塑料等有价值的材料。
• 医疗和金融等行业需要安全数据销毁服务，因为 CF 卡可能包含敏感信息。

鼓励最终用户负责任地回收物品，而不是随意丢弃，这有助于减少环境浪费。

CompactFlash 用户的数据管理策略

为了延长 CompactFlash 卡的寿命和价值，专业人士和工业用户需要实施健全的数据管理策略。这些策略不仅包括数据存储协议，还包括访问、维护和归档程序。

1. 轮换使用和生命周期跟踪

使用多张 CF 卡需要平衡磨损轮换使用策略。一些专家会轮换标记日期或特定用途的卡，以避免过度使用某些卡。跟踪软件或手动日志可以帮助记录每张卡在周期基础上接近其写入限制。

2. 冗余和备份协议

对于关键操作，双重录制（同时将数据保存到两张存储卡上）是一种广泛使用的方法。大多数专业相机和其他录制设备都提供此功能。此外，数据捕获后立即备份到外部硬盘驱动器或 SSD，以保护重要内容。

3. 卡健康监控工具

虽然 CF 卡不像 SSD 那样支持 S.M.A.R.T. (Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology) 诊断，但有一些消费级工具可以评估读/写错误率或过时块，并预测即将到来的故障。这些实用程序可能对依赖持续数据记录的行业（如安全系统）中的人员有用。

CF 卡的隐藏风险

1. 假冒卡和诈骗

劣质 CompactFlash (CF) 卡在二手市场上越来越普遍，因此带来了更大的风险。它们包括以下危险：

• 容量欺诈：一些假冒 CF 卡包含容量远低于声称的 NAND 闪存芯片（512GB CF 卡可能实际上是 32GB）。这些卡可以写入数据直至实际存储限制，一旦达到分配的存储空间，数据就会在用户不知情的情况下损坏。
• 使用低质量的 NAND 芯片，这些芯片在几次写入周期后就会损坏，存在永久数据丢失的风险。
• 缺乏保修支持，因为 SanDisk 或 Lexar 等信誉良好的品牌不会为假冒产品提供保修。

如何识别假货

• 访问制造商网站检查卡的序列号。
• 在 Windows 上使用 H2testw，在 Linux/Mac 上使用 F3，检查卡的实际容量。
• 远离不熟悉的用户或价格明显便宜的列表，尤其是在 eBay 和 AliExpress 上。

2. “写入放大”问题

“写入放大”问题：与许多缺乏先进磨损均衡算法和垃圾回收功能的复杂控制器而采用的消费级设备一样，许多现代 CF 卡会遇到以下问题：

• 重复的小写入任务，如记录数据库条目，会导致早期磨损加剧。
• 随着时间的推移，由于垃圾回收效率低下导致的写入速度下降，从而导致速度降低。

解决方法： 投资 Swissbit 或 Delkin Devices 的工业级 CF 卡，它们具有先进的错误校正和磨损均衡功能。

3. 电压不兼容陷阱

尽管 CF 卡设计为在 3.3V 和 5V 电源电压（USB）下工作，但一些过时硬件会产生波动或不稳定的电源，这可能导致：

• 写入操作数据丢失错误。
• 低质量的 USB 读卡器可能会导致图像在挂载过程中奇怪地失败或锁定。

解决方案： 供电的 USB CF 卡读卡器可确保稳定的读取，同时确认卡/设备电压要求可防止不匹配的故障率。

4. “隐藏引脚”问题

“隐藏引脚”问题：使用 CF 卡涉及 50 针接口，其中 22 针对于在 3.3V 和 5V 之间切换电压至关重要。其弯曲或污垢堆积会导致以下情况：

• 设备上的卡识别失败。
• 连接到它的硬件可能因错误的电压默认值而损坏。

维护技巧： 作为预防措施，使用前检查引脚是否损坏，并使用异丙醇清洁它们。

结论

CompactFlash 卡凭借其坚固的设计、大容量和可靠的性能，在数据存储和数字成像行业中留下了深刻的印记。尽管更新、更快、更小的格式在现代设备中占据了主导地位，但 CF 卡在稳定性、耐用性不可妥协的专业环境中仍然在使用。

随着技术的发展，CF 卡可能最终会从现役使用中退役。然而，它们对便携式存储演变的影响是不可否认的，并且对于特定用户和行业而言，它们仍然是不可替代的工具。

常见问题解答 - CompactFlash 卡

1. 什么是 CompactFlash (CF) 卡，它是如何工作的？

Compact Flash 是一种固态存储卡，由 SanDisk 于 1994 年创建。它使用闪存技术来存储数据，专为便携式计算机、专业数码摄像机和工业机械而设计。

2. CF、SD 和 CFexpress 卡之间的主要区别是什么？

与 SD 卡（采用更紧凑的外形尺寸，并在全球销售的消费类电子产品中普遍流行）不同，CF 卡因采用 PATA 接口而在物理尺寸上更大。另一方面，CFexpress 卡集成了 PCIe 和 NVMe 接口，可实现超快的数据传输速度。

3. CF 卡今天仍然有用吗？

绝对有用，这些产品在摄影、数字电影、嵌入式工业系统以及航空航天等特定市场仍然占有一席之地。这些领域受益于大容量、坚固耐用的结构和为任务关键型环境量身定制的一致性能的可靠组件。

4. 如何为我的需求选择合适的 CF 卡？

在购买 CF 卡时，请考虑专业用途在 64 - 256GB 之间。此外，还要考虑速度等级；UDMA 7 级卡具有高传输速度。卡的品牌也很重要，SanDisk、Lexar 和 Kingston 是行业的领导者。最后，检查设备是否兼容。购买有保修的产品总是有益的，因为它们往往比无品牌卡提供更长的服务。

5. 我应该采取哪些预防措施来保护 CF 卡上的数据？

如果您想最大限度地降低丢失敏感信息的风险，请务必在相机中格式化 CF 卡，并且不要完全填满它们，广泛避免耗尽其容量，并在使用后正确弹出。