CFexpress-kort är redo för nästa generations kameror

Nästa generation av professionella kameror är här, med högre upplösningar och mer färgbitdjup än någonsin tidigare. Med allt detta kommer mycket mer data och behovet av högre datahastigheter. CFexpress är nästa generations media designad för dessa kameror och erbjuder häpnadsväckande hastigheter långt över 1 GB/s i ett paket som inte är mycket större än ett standard SD-kort. I och med att kort med högre kapacitet kan uppnå läshastigheter över 1,700 XNUMX MB/s uppstår ett behov av snabbare lagring. Det är avgörande för det inställda arbetsflödet för en digital bildtekniker eller digital laddare för att kunna hålla jämna steg med media som kommer ut ur kameran. I den här artikeln kommer vi att undersöka olika alternativ för snabb, pålitlig lagring för att kunna hålla jämna steg med data i en realistisk hypotetisk. Vi kommer också att ta en titt på en kort historik om CompactFlash och vad framtiden har att erbjuda för nästa iteration av media i kameran. 

Nästa generation av professionella kameror är här, med högre upplösningar och mer färgbitdjup än någonsin tidigare. Med allt detta kommer mycket mer data och behovet av högre datahastigheter. CFexpress är nästa generations media designad för dessa kameror och erbjuder häpnadsväckande hastigheter långt över 1 GB/s i ett paket som inte är mycket större än ett standard SD-kort. I och med att kort med högre kapacitet kan uppnå läshastigheter över 1,700 XNUMX MB/s uppstår ett behov av snabbare lagring. Det är avgörande för det inställda arbetsflödet för en digital bildtekniker eller digital laddare för att kunna hålla jämna steg med media som kommer ut ur kameran. I den här artikeln kommer vi att undersöka olika alternativ för snabb, pålitlig lagring för att kunna hålla jämna steg med data i en realistisk hypotetisk. Vi kommer också att ta en titt på en kort historik om CompactFlash och vad framtiden har att erbjuda för nästa iteration av media i kameran. 

Den (förkortade) historien om CompactFlash till idag

Den första CompactFlash-lagringsenheten skapades av SanDisk och kom ut på marknaden 1994. Ursprungligen designad som utbyggbar lagring för bärbara datorer och handdatorer, hittade de sin väg in i Kodaks DC25, den första digitalkameran som använde CF, 1996. Denna kamera, släpptes under sommaren ska, fångade häpnadsväckande 0.27 megapixlar på sitt 2MB internminne och sitt valfria 4MB CF-kort. 

Du kan ta din personsökare, hoppa i din helt nya Honda del Sol, ta en tur ner till The Wiz och skaffa dig ett CF-kort på upp till 15 MB i början. Storlekarna växte snabbt under åren, med den ursprungliga specifikationen som teoretiskt stöder upp till 137 GB med den senaste 5.0-revisionen från 2010, stöder 128 petabytes! Även om de flesta tidiga CF-kort i verkligheten aldrig skulle nå 2 GB på grund av den inneboende begränsningen av FAT16-filsystemet de använde, och även moderna CF-kort erbjuds inte i något över 256 GB, och kommer förmodligen aldrig att bli det (värt att notera, Lexar sålde kort ett 512GB CF-kort, men det sålde inte bra och fanns bara kvar en liten stund). 

När kapaciteten ökade började CF-standarden visa sina begränsningar. Precis som den tidigare nämnda Honda del Sol hade den bara inte farten att hänga med i modern teknik. Baserat på Parallel ATA, samma teknik som dina gamla IDE-hårddiskar använde, är de begränsade till cirka 167 MB/s, även på de högsta korten. Med 4k och högre videokameror och stillbildskameror med hög megapixel som kommer ut på marknaden, tänkte CF helt enkelt inte klippa det längre. 

CompactFlash Association, som grundades 1995, tog en sida ur sin egen bok och skapade nästa generations kort baserade på det nuvarande hårddiskgränssnittet, Serial ATA, som är branschstandard. Detta generationssprång, känt som CFast, var baserat på SATA-II och kunde läsa och skriva upp till 300MB/s 2009. Det uppdaterades snart till SATA-III och idag ses CFast 2.0 ofta på set, med de flesta kort regelbundet bibehåller 550 MB/s i skrivhastighet. De mest anmärkningsvärda kamerorna som använder CFast 2.0 är Arri Alexa Mini, Canon C300 MkII och Canon 1DX MkII. 

Enligt min mening var CFast bara ett stopp tills ett gränssnitt med ett högre datahastighetstak utvecklades. Problemet var att CFast 2.0-kort kom ut ur porten med sina maximala praktiska hastigheter; deras SATA-gränssnitt var redan mättade utan mer utrymme att växa. 

Ungefär när CFast 2.0 kom ut tillkännagavs XQD av Sony som ett alternativ, i samarbete med CF Association. Baserat på PCI Express 2.0, hade den initialt mycket liknande hastigheter som CFast 2.0 (cirka 500 MB/s) endast med en enda PCIe-fil. Under 2014 uppdaterades den för att stödja två banor, vilket i praktiken fördubblade den teoretiska genomströmningen, även om de snabbaste tillgängliga XQD-korten toppar vid 440 MB/s läsning och 400 MB/s skrivning. Denna begränsning beror troligen på att kamerorna som använder dem inte hade något behov av högre hastigheter, men detta är min personliga spekulation. 

Men XQD erbjuder något som CFast inte kan: utbyggbarhet. SATA är en återvändsgränd teknologi och fasas ut av NVMe, som är PCIe-baserat. Detta betyder att CFast 2.0 är den snabbaste CFast någonsin kommer att vara, och det kan inte finnas någon bakåtkompatibilitet med framtida kort. XQD, som är PCIe-baserad, har inte detta problem. Det är här CFexpress kommer in. Eftersom den också är PCIe-baserad är den elektriskt kompatibel med XQD. Som en Lexar-anställd sa det till Nikon Rumours, "CFexpress är i grunden nästa version av XQD, och det borde finnas full bakåtkompatibilitet med XQD." Detta har bekräftats då Nikon och Phase One har uppgett att några av deras XQD-baserade kameror kommer att stödja CFexpress med en firmwareuppdatering. 

Så du kanske frågar dig själv, varför flyttar vi till CFexpress om XQD har mer utrymme att växa? Nåväl, låt oss ta en tur till spekulationsstationen eftersom inget av detta har bekräftats, men det är inte svårt att gissa. För närvarande är Sony det enda företaget som tillverkar XQD-kort, och listan över kameror som har antagit XQD under sin 6-åriga livslängd är ganska kort, speciellt jämfört med CF- och SD-kort. CFexpress hoppas att standardisera high end, höghastighetsmedia för både video och stillbilder, och än så länge verkar det fungera, med flera olika tillverkare som antagit dem för användning i sina kameror. Idag erbjuder kort på marknaden över 1700 1400 MB/s läsning och 3.0 XNUMX MB/s skrivning med två banor av PCIe XNUMX. 

Vad CFexpress-kort betyder idag

Nu när vi vet vad CFexpress kan erbjuda kameratillverkare när det gäller datagenomströmning, låt oss ta en titt på vad det möjliggör när det gäller kapacitet. Den första biokameran som använder CFexpress är Canon C500 Mark II. Med sina två kortplatser kan C500 MkII spela in 5.9k, 59.94fps vid fullt 12-bitars färgdjup med Canons RAW Light-format. Detta ger en filmfotograf på inspelningsplatsen massor av latitud att belysa hur de vill utan att behöva oroa sig för att förlora data till komprimering. Det ger också färgläggaren i efterproduktion ett stort rörelseutrymme för att få det exakta utseendet de vill ha, för att inte tala om massor av data som VFX-artister uppskattar.

På fotograferingssidan har Canon även använt CFexpress för deras flaggskeppskamera för stillbilder, 1D X Mark III. Med dubbla CFexpress-platser kan 1D X ta hela 20.1 MP RAW-stillbilder med upp till 20 fps kontinuerligt. Dess RAW-fotobuffertkapacitet är över 1000 bilder, möjliggjort av de blixtrande höga hastigheterna på CFexpress. Som referens kunde 1D X Mark II, som använde CFast, bara göra cirka 170 bilder innan bufferten var full. Även om det i första hand är en stillbildskamera kan 1D X MkIII spela in 5.5K RAW-video med 59.94 fps och 10 bitars färgdjup, jämfört med MkII:s 4k 59.94fps i ett komprimerat format. Alla mycket imponerande grejer, speciellt jämfört med föregående generation av kameran. Nikon har också använt CFexpress i många av sina avancerade kameror med liknande resultat och prestanda. 

Alla dessa data måste gå någonstans; och det finns mycket data. Med full kvalitet kommer C500 MkII att fylla 1 TB kort med bara 60 minuters film. Tänk på att en stor film som Mars, en film som var väldigt VFX-tung och som kan dra nytta av extra data, tog cirka 250 timmars film totalt. Om de filmade på C500 MkII skulle de ha genererat en kvarts petabyte av data. 

Tillbaka till verkligheten dock. Föreställ dig en hypotetisk situation där du hanterar data på set för två C500 Mk II och de filmar en mildare, men rimlig codec, XF-AVC med 810 Mbps. Detta ger dig ungefär en timme och 20 minuter per 512GB-kort. Det är en intervju med två kamera och du har själv en Sonnet Thunderbolt 3 CFexpress-läsare med dubbla platser kopplad till en modern Mac Mini eller MacBook Pro med SilverStack för att hantera filverifiering. Intervjuerna är ungefär en timme långa och 2:a AC ger dig ett kort från varje kamera efter varje intervju. Dessa kort har cirka 400 GB filmmaterial på vardera och det finns 4 intervjuer planerade för dagen. Låt oss ta en titt på några av de krav som vi måste uppfylla för att hänga med i alla bilder som kommer ut från kamerorna och inte göra producenten upprörd eftersom du behöver stanna i en timme efter wrap för att slutföra nedladdningen av media (fråga mig hur jag vet). 

Vi behöver:

• Minst 3,200 XNUMX GB lagringsutrymme (plus utrymme för ljudmixerns filer)
• Tillräcklig hastighet för att ladda ner och verifiera 800 GB på en timme
  • Det målet är cirka 450 MB/s läs och skriv 
• Tillförlitlighet, alltså RAID och/eller lagring på pro-nivå
• Minst två av dem för säkerhets skull

Med detta i åtanke, låt oss utforska några alternativ. Direkt från början är alternativen för enstaka hårddiskar borta från bordet. Den snabbaste roterande rosten du hittar är cirka 230 MB/s, vilket är hälften av vår målhastighet. Som ett minimum, en 2-fack DAS, såsom TerraMaster TD2, i RAID0 kan få oss ganska nära vårt mål. USB 3.1 eller Thunderbolt 3 kommer att fungera, eftersom USB 3.1 kan göra upp till cirka 1,000 XNUMX MB/s. Med overhead och ett par snabba körningar, som en WD Red Pro or Seagate IronWolf Pro, kan vi förvänta oss att se verkliga prestanda i intervallet 450 MB/s. Detta är ganska liknande prestanda som vi kan förvänta oss av G-Technology G-RAID-enheterna, som finns överallt på set. Vi kan också byta ut dessa hårddiskar mot 2TB SSD:er för att möta våra lagringskrav och få ännu mer hastighet i RAID0. Dessa alternativ lämnar oss dock inte med massor av rörelseutrymme i hastighet. Om vi ​​vill trappa upp kan vi gå med ett par G-Technology G-DRIVE Pro SSD:er med en kapacitet på 3.84 TB. I våra tester kommer dessa monster att sluka våra data med nästan 1 GB/s och verifiera det bokstavligen dubbelt så snabbt. Detta ger oss ett bra rörelseutrymme och ingen kommer att behöva vänta på oss i slutet av arbetsdagen. Vad händer om produktionen inte vill spendera 6 tusen på mindre än 8 TB lagring? Lyckligtvis kommer G-Tech till undsättning igen. Till nästan halva priset är 16TB G-SPEED Shuttle ett utmärkt alternativ. Med olika tillgängliga RAID-konfigurationer och verkliga prestanda i intervallet 750-1,000 0 MB/s (i RAIDXNUMX), kan det hålla oss uppdaterade med bilderna och ge oss ett lager av säkerhet om vi så vill. De CalDigit T4 erbjuder oss samma sak, med möjlighet att använda våra egna hårddiskar eller SSD:er. När det gäller nätverksansluten lagring kommer alla RAID-arrayer som kan mätta en 10Gbe-länk att vara perfekta. Samma sak gäller för fiberkanalmatriser; allt som kan mätta en 16Gb-länk kommer att fungera utmärkt. Som referens är min hem-NAS konfigurerad med åtta 4TB 7,200 1 RPM-enheter i raidz5 (i huvudsak RAID10) och jag mättar 1,200GbE-länken i läsningar (600 XNUMXMB/s) och får ungefär XNUMXMB/s i skrivningar. Om jag hade snabbare hårddiskar skulle jag enkelt kunna förbättra min skrivhastighet avsevärt.

Hastighetstest av TerraMaster TD2 med ett par 6TB WD Red Pros i RAID0. 

Framtiden med CFexpress-kort

CFexpress är här idag och behovet av lagring med högre hastighet är uppenbart. I framtiden kommer bara fler kameror och enheter som använder denna teknik, inklusive den nyligen tillkännagivna Nikon D6. Nästa generations Xbox Series X ryktas till och med stödja CFexpress som expanderbar lagring, så jag förväntar mig att CFexpress kommer att bli allestädes närvarande. Den har också fortfarande mycket utrymme att växa, eftersom den fortfarande bara använder PCI Express 3.0-specifikationen; det är inte utanför möjligheten att se framtida CFe-kort som använder PCIe 4.0, vilket gör att kameror kan ha större RAW-sensorutgång, högre bildhastigheter och högre upplösningar. Visst är det spännande att föreställa sig möjligheterna. 

Jag hoppas att mitt hypotetiska scenario ovan ger dig en bra uppfattning om vilka typer och hastigheter av lagring som kommer att behövas för att hålla jämna steg med detta generationssprång i prestanda. De nya produkterna som kommer från företag som G-Technology, CalDigit, LaCie och fler kommer att börja tillfredsställa detta behov och med mer prevalens kommer mer överkomliga priser. Proffs, inklusive jag själv, är inte immuna mot klistermärken och potentialen för höghastighetslösningar med hög kapacitet som inte bryter banken är spännande att se fram emot. 

Om du vill höra mer om CFexpress, kolla in vårt podcastavsnitt där Brian Beeler intervjuar Dakota Calvert från SanDisk för att diskutera vad det betyder för SanDisk att vara pålitlig för innehållsskapare, och framväxande teknik för att stödja kreatörer.

Diskutera på Reddit

Engagera dig med StorageReview

Nyhetsbrev | Youtube | Podcast iTunes/Spotify | Instagram | Twitter | Facebook | Rssflöde