La próxima generación de cámaras profesionales está aquí, con resoluciones más altas y más profundidad de bits de color que nunca. Todo eso conlleva muchos más datos y la necesidad de velocidades de datos más altas. CFexpress es la próxima generación de medios diseñados para estas cámaras, que ofrece velocidades sorprendentes muy por encima de 1 GB/s en un paquete no mucho más grande que una tarjeta SD estándar. Dado que las tarjetas de mayor capacidad pueden alcanzar velocidades de lectura de más de 1,700 MB/s, surge la necesidad de un almacenamiento más rápido. Es fundamental para el flujo de trabajo en el set de un técnico de imágenes digitales o un cargador digital poder mantenerse al día con los medios que salen de la cámara. En este artículo, exploraremos diferentes opciones de almacenamiento rápido y confiable para poder mantener los datos en una situación hipotética realista. También echaremos un vistazo a una breve historia de CompactFlash y lo que depara el futuro para la próxima iteración de medios en la cámara.
La historia (resumida) de CompactFlash hasta hoy
El primer dispositivo de almacenamiento CompactFlash fue creado por SanDisk y lanzado al mercado en 1994. Originalmente diseñado como almacenamiento expandible para computadoras portátiles y PDA, encontró su camino en la DC25 de Kodak, la primera cámara digital que usa CF, en 1996. Esta cámara, lanzada durante el verano de ska, capturó la asombrosa cantidad de 0.27 megapíxeles en su almacenamiento interno de 2 MB y su tarjeta CF opcional de 4 MB.
En los primeros tiempos, podías coger tu buscapersonas, subirte a tu flamante Honda del Sol, ir a The Wiz y comprarte una tarjeta CF de hasta 15 MB. Con el paso de los años, las capacidades aumentaron rápidamente, y la especificación original, en teoría, admitía hasta 137 GB con la última revisión 5.0 de 2010, ¡que admitía 128 petabytes ! Aunque, en realidad, la mayoría de las primeras tarjetas CF nunca superaban los 2 GB debido a la limitación inherente del sistema de archivos FAT16 que utilizaban, e incluso las tarjetas CF modernas no se ofrecen con capacidades superiores a 256 GB, y probablemente nunca lo harán (cabe destacar que Lexar vendió brevemente una tarjeta CF de 512 GB, pero no tuvo éxito y solo estuvo disponible durante un tiempo).
A medida que aumentaron las capacidades, el estándar CF comenzó a mostrar sus limitaciones. Al igual que el mencionado Honda del Sol, simplemente no tenía la velocidad para mantenerse al día con la tecnología moderna. Basado en Parallel ATA, la misma tecnología que usaban sus viejos discos duros IDE, están limitados a aproximadamente 167 MB/s, incluso en las tarjetas de gama más alta. Con las cámaras de video de 4k y más y las cámaras fotográficas de megapíxeles llegando al mercado, CF simplemente no iba a ser suficiente.
La Asociación CompactFlash, fundada en 1995, tomó una página de su propio libro y creó la próxima generación de tarjetas basadas en la interfaz de disco duro actual estándar de la industria, Serial ATA. Este salto generacional, conocido como CFast, se basó en SATA-II y podía hacer hasta 300 MB/s de lectura y escritura en 2009. Pronto se actualizó a SATA-III y hoy CFast 2.0 se ve con frecuencia en los televisores, con la mayoría de las tarjetas regularmente. manteniendo 550 MB/s en velocidad de escritura. Las cámaras más notables que usan CFast 2.0 son Arri Alexa Mini, Canon C300 MkII y Canon 1DX MkII.
En mi opinión, CFast fue solo un recurso provisional hasta que se desarrolló una interfaz con un techo de velocidad de datos más alto. El problema fue que las tarjetas CFast 2.0 salieron por la puerta a sus máximas velocidades prácticas; sus interfaces SATA ya estaban saturadas y no tenían más espacio para crecer.
En la época en que salió CFast 2.0, Sony anunció XQD como una alternativa, en colaboración con la Asociación CF. Basado en PCI Express 2.0, inicialmente tenía velocidades muy similares a CFast 2.0 (alrededor de 500 MB/s) solo usando un solo carril PCIe. En 2014 se actualizó para admitir dos carriles, duplicando efectivamente el rendimiento teórico, aunque las tarjetas XQD más rápidas disponibles alcanzan un máximo de 440 MB/s de lectura y 400 MB/s de escritura. Esta limitación probablemente se deba a que las cámaras que las usan no necesitaban velocidades más rápidas, pero esta es mi especulación personal.
Sin embargo, XQD ofrece algo que CFast no puede: capacidad de expansión. SATA es una tecnología obsoleta que está siendo reemplazada por NVMe, basado en PCIe. Esto significa que CFast 2.0 es la versión más rápida que CFast jamás tendrá, y no habrá retrocompatibilidad con tarjetas futuras. XQD, al estar basado en PCIe, no presenta este problema. Aquí es donde entra CFexpress. Al estar también basado en PCIe, es eléctricamente compatible con XQD. Como un empleado de Lexar comentó a Nikon Rumors : «CFexpress es esencialmente la próxima revisión de XQD, y debería haber total retrocompatibilidad con XQD». Esto se ha confirmado, ya que Nikon y Phase One han declarado que algunas de sus cámaras basadas en XQD serán compatibles con CFexpress mediante una actualización de firmware.
Quizás te estés preguntando por qué nos estamos pasando a CFexpress si XQD tiene más potencial de crecimiento. Bueno, analicemos las especulaciones, ya que nada de esto está confirmado, pero es fácil deducirlo. Actualmente, Sony es la única empresa que fabrica tarjetas XQD, y la lista de cámaras que han adoptado XQD en sus 6 años de existencia es bastante corta, especialmente en comparación con las tarjetas CF y SD. CFexpress aspira a estandarizar los soportes de alta gama y alta velocidad tanto para vídeo como para fotografía, y hasta ahora parece estar funcionando, con varios fabricantes que los han adoptado para sus cámaras. Hoy en día, las tarjetas disponibles en el mercado ofrecen velocidades de lectura superiores a 1700 MB/s y de escritura superiores a 1400 MB/s utilizando dos carriles de PCIe 3.0.
| Estándar | Flash compacto | CFast | XQD | cfexpress | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Versión | 1.0 | 3.0 | 4.0 | 6.0 | 1.0 | 2.0 | 1.0 | 2.0 | 1.0 | 2.0 |
| Lanzado | 1995 | 2004 | 2006 | 2010 | 2008 | 2012 | 2011 | 2014 | 2017 | 2019 |
| Autobús | PATA | PATA (UDMA 66) | PATA (UDMA 133) | PATA (UltraDMA Modo 7) | SATA-300 | SATA-600 | PCIe 2.0 x1 | PCIe 2.0 x2 | PCIe 3.0 x2 | PCIe 3.0 x4 |
| Velocidad (máxima teórica) | 8.3 MB / s | 66 MB / s | 133 MB / s | 167 MB / s | 300 MB / s | 600 MB / s | 500 MB / s | 1,000 MB / s | 2,000 MB / s | 4,000 MB / s |
Qué significan hoy las tarjetas CFexpress
Ahora que sabemos lo que CFexpress puede ofrecer a los fabricantes de cámaras en términos de rendimiento de datos, echemos un vistazo a lo que permite en términos de capacidades. La primera cámara de cine en adoptar CFexpress es la Canon C500 Mark II. Con sus dos ranuras para tarjetas, la C500 MkII es capaz de grabar 5.9k, 59.94 fps con una profundidad de color de 12 bits utilizando el formato RAW Light de Canon. Esto le da a un director de fotografía en el set una tonelada de libertad para iluminar como quiera sin preocuparse por perder datos debido a la compresión. También le da al colorista en la posproducción mucho margen de maniobra para marcar el aspecto exacto que desea, sin mencionar las toneladas de datos que aprecian los artistas de VFX.
En cuanto a la fotografía, Canon también ha adoptado CFexpress para su cámara de fotos insignia, la 1D X Mark III. Con dos ranuras CFexpress, la 1D X es capaz de tomar fotografías RAW completas de 20.1 MP a hasta 20 fps de forma continua. Su capacidad de búfer de fotos RAW es de más de 1000 imágenes, gracias a las velocidades ultrarrápidas de CFexpress. Como referencia, la 1D X Mark II, que usaba CFast, solo podía hacer unas 170 imágenes antes de que se llenara el búfer. Aunque es principalmente una cámara de fotos, la 1D X MkIII puede grabar video RAW de 5.5K a 59.94 fps y una profundidad de color de 10 bits, en comparación con los 4k 59.94 fps de la MkII en un formato comprimido. Todo muy impresionante, especialmente en comparación con la generación anterior de la cámara. Nikon también ha adoptado CFexpress en muchas de sus cámaras de gama alta con resultados y rendimiento similares.
Todos esos datos tienen que ir a alguna parte; y hay muchísimos datos. Con la máxima calidad, la C500 MkII llena tarjetas de 1 TB con solo 60 minutos de grabación. Piense en una película importante como The Martian , que requirió muchos efectos visuales y que puede aprovechar los datos adicionales, y que filmó unas 250 horas de metraje en total. Si hubieran filmado con la C500 MkII, habrían generado un cuarto de petabyte de datos.
Volvamos a la realidad. Imagina una situación hipotética en la que gestionas datos en el set para dos C500 Mk II y están grabando con un códec más suave, pero razonable, XF-AVC a 810 Mbps. Esto te da aproximadamente una hora y 20 minutos por tarjeta de 512 GB. Es una entrevista con dos cámaras y tienes un lector Sonnet Thunderbolt 3 de doble ranura CFexpress conectado a un Mac Mini o MacBook Pro moderno con SilverStack para gestionar la verificación de archivos. Las entrevistas duran aproximadamente una hora y el segundo asistente de cámara te entrega una tarjeta de cada cámara después de cada entrevista. Estas tarjetas tienen unos 400 GB de metraje cada una y hay 4 entrevistas programadas para el día. Echemos un vistazo a algunos de los requisitos que tendremos que cumplir para estar al día con todo el metraje que sale de las cámaras y no molestar al productor porque tengas que quedarte una hora más después de terminar para terminar de descargar el material (pregúntame cómo lo sé).
Necesitaremos:
- Al menos 3,200 GB de espacio de almacenamiento (más espacio para los archivos del mezclador de sonido)
- Suficiente velocidad para descargar y verificar 800 GB en una hora
- Ese objetivo es de unos 450 MB/s de lectura y escritura.
- Fiabilidad, por lo que RAID y/o almacenamiento de nivel profesional
- Al menos dos de ellos por seguridad.
Teniendo esto en cuenta, exploremos algunas opciones. De entrada, las opciones de un solo disco duro quedan descartadas. El disco duro giratorio más rápido que encontrarás alcanza aproximadamente 230 MB/s, la mitad de nuestra velocidad objetivo. Como mínimo, un DAS de 2 bahías, como el TerraMaster TD2 , en RAID0, nos acerca bastante a nuestro objetivo. USB 3.1 o Thunderbolt 3 funcionarán, ya que USB 3.1 puede alcanzar hasta 1,000 MB/s. Con un margen de seguridad y un par de discos rápidos, como un WD Red Pro o un Seagate IronWolf Pro , podemos esperar un rendimiento real de alrededor de 450 MB/s. Este rendimiento es bastante similar al que podemos esperar de las unidades G-Technology G-RAID, que son omnipresentes en los sets. También podemos cambiar esos discos duros por SSD de 2 TB para satisfacer nuestras necesidades de almacenamiento y obtener aún más velocidad en RAID0. Estas opciones no nos dejan mucho margen de maniobra en cuanto a velocidad. Si queremos ir un paso más allá, podemos optar por un par de SSD G-Technology G-DRIVE Pro de 3.84 TB. En nuestras pruebas, estos monstruos devoran nuestros datos a casi 1 GB/s y los verifican literalmente el doble de rápido. Esto nos da un buen margen de maniobra y nadie tendrá que esperarnos al final de la jornada laboral. ¿Qué pasa si producción no quiere gastar 6 dólares en menos de 8 TB de almacenamiento? Afortunadamente, G-Tech vuelve al rescate. Con casi la mitad de precio, el G-SPEED Shuttle de 16 TB es una gran opción. Con varias configuraciones RAID disponibles y un rendimiento real en el rango de 750-1,000 MB/s (en RAID0), puede mantenernos al día con el material grabado y brindarnos una capa de seguridad si así lo deseamos. El CalDigit T4 nos ofrece lo mismo, con la opción de usar nuestros propios discos duros o SSD. En cuanto al almacenamiento conectado a la red (NAS), cualquier matriz RAID que pueda saturar un enlace de 10 GbE será perfecta. Lo mismo ocurre con las matrices Fibre Channel; cualquier configuración que pueda saturar un enlace de 16 Gb funcionará de maravilla. Como referencia, mi NAS doméstico está configurado con ocho discos de 4 TB a 7,200 RPM en RAIDZ1 (esencialmente RAID 5) y saturo el enlace de 10 GbE en lecturas (1,200 MB/s) y obtengo unos 600 MB/s en escrituras. Si tuviera discos duros más rápidos, podría mejorar fácilmente mi velocidad de escritura de forma significativa.
Prueba de velocidad de TerraMaster TD2 con un par de WD Red Pros de 6 TB en RAID0.
El futuro con las tarjetas CFexpress
CFexpress está aquí hoy y la necesidad de un almacenamiento de mayor velocidad es evidente. El futuro solo verá más cámaras y dispositivos que utilicen esta tecnología, incluida la recientemente anunciada Nikon D6. Incluso se rumorea que la próxima generación de Xbox Series X admitirá CFexpress como almacenamiento expandible, por lo que anticipo que CFexpress se volverá omnipresente. También tiene mucho espacio para crecer, ya que solo usa la especificación PCI Express 3.0; no está fuera del ámbito de la posibilidad de ver futuras tarjetas CFe utilizando PCIe 4.0, lo que permite que las cámaras sean capaces de una mayor salida de sensor RAW, velocidades de cuadro más altas y resoluciones más altas. Sin duda es emocionante imaginar las posibilidades.
Espero que mi escenario hipotético anterior le dé una buena idea de qué tipos y velocidades de almacenamiento se necesitarán para mantenerse al día con este salto generacional en el rendimiento. Los nuevos productos que salen de compañías como G-Technology, CalDigit, LaCie y más comenzarán a saciar esta necesidad y con más prevalencia viene más asequibilidad. Los profesionales, incluido yo mismo, no somos inmunes al impacto de las pegatinas y el potencial de soluciones de almacenamiento de alta velocidad y alta capacidad que no rompan el banco es emocionante de esperar.
Si quieres saber más sobre CFexpress, escucha nuestro episodio del podcast en el que Brian Beeler entrevista a Dakota Calvert de SanDisk para hablar sobre lo que significa para SanDisk ser una empresa fiable para los creadores de contenido y sobre las tecnologías emergentes que les dan soporte.
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