Speicherkarten

SD-Speicherkarten – Universelles und mobiles Speichermedium

Neben der im professionellen Fotobereich immer noch beliebten CompactFlash-Speicherkarte (CF) und dem USB-Stick ist die Secure Digital Memory Card – abgekürzt SD-Karte das derzeit weitaus am meisten verbreitete mobile Speichermedium. Im englischen Sprachraum wird diese Karte auch als TF-Card bezeichnet. Die SD-Karte ging aus der Multimedia Card (MMC) hervor, die 1987 in Zusammenarbeit von Siemens und SanDisk als Wechselspeichermedium für mobile Geräte entwickelt wurde. Diese ähnelt der heutigen großen Bauform der SD-Karte, hat jedoch nur 5 Kontakte. Aus dem MMC-Standard heraus wurde 21 von SanDisk, Toshiba und Panasonic die SD-Karte entwickelt.

Das „Secure” stammt von der implementierten DRM-Sicherheitsfunktion, die das unberechtigte Abspielen von Mediadateien verhindern soll. Diese Funktion nutzen jedoch die meisten der von den Lizenznehmern der SD-Karten-Vereinigung eingesetzten Zugriffsprotokolle nicht, sodass die Karten allgemein als neutrale Speicherkarte nutzbar sind.

Die SD-Speicherkarte kommt in unterschiedlichen Größen, Übertragungsmodi und mechanischen Ausführungen insbesondere in mobilen Geräten vom Handy über Kameras, Spielekonsolen (z. B. als Nintendo Switch Speicherkarte bzw. Nintendo Switch SD Karte), für Mikrorechnerapplikationen, Datenlogger usw. zum Einsatz.

SD-Karte – Aufbau, Bus, Schnittstelle, Anschluss

Der prinzipielle Aufbau besteht aus einem integrierten Controller, der das Speichermanagement übernimmt, und einem Flash-Speicher, der heute jeweils unter Verdopplung der Speicherkapazität bis weit in den Terabyte-Bereich reichen kann. Beispiele für gängige Kapazitäten von Speicherkarten sind:

• Micro SD Karte 128 GB
• SD Karte 32 GB
• SD Karte 64 GB

Die Hardware-Schnittstelle ist der SPI-Bus. Als Übertragungsmodus kommen der SPI-Bus-Modus oder verschiedene SD-Bus-Modi, UHS-Bus-Modi oder der SD-Express-Modus zum Einsatz. Je nach Befehl und Bus-Modus arbeiten die Karten mit 3,3 V oder 1,8 V.

Die physische Schnittstelle besteht bei SD-Karten bis zum Standard UHS-1 aus neun Kontakten und bei der kleinen Micro SD-Karte bzw. Micro SD Speicherkarte aus 8 Kontakten, die je nach Bus-Modus (SPI/SD-Bus) unterschiedlich belegt sind. Lediglich GND und VDD liegen auf den gleich bezeichneten Kontakten. Eine Ausnahme ist die mittelgroße Bauform der Mini SD-Karte. Diese enthält zwei weitere Kontakte 1 und 11, die als Reserve dienen und nicht belegt sind.

Als weiteres Interface gibt es das UHS-II-Bus-Interface. Diese Karten (UHS-II/UHS-III) erkennt man an der zweiten Kontaktreihe. In der äußeren Reihe findet sich die SD-Bus-Schnittstelle, auf der inneren Reihe das UHS-II-Bus-Interface, das eine LVDS-Schnittstelle anbietet. Diese Karten können auch in Geräten, die ursprünglich mit UHS-1-Karten betrieben werden, eingesetzt und in schnelleren Lesegeräten/Schnittstellen ausgelesen werden. Schließlich zählen auch die SD-Express-Karten zu den SD-Karten. Sie bieten zusätzlich zum SD-Bus das Interface PCIe an.

Neben den beschriebenen Interfaces an der Karte selbst gibt es Speicherkarten und Speicherkartenadapter mit integriertem USB-Controller und USB-Anschluss sowie Speicherkarten mit integriertem WLAN-Controller.

SD/SDHC/SDXC/SDUC

Die SD-Speicherkarte (UHS-I) verfügt standardmäßig nach Spezifikation über einen Speicher bis 2 GB und nutzt das Filesystem FAT. Die SDHC-Speicherkarte (UHS-II) verfügt standardmäßig über einen Speicher bis 32 GB und nutzt das Filesystem FAT32. SDXC-Speicherkarten (UHS-II) verfügen standardmäßig über Speicherkapazitäten bis 2 TB, sie nutzen das Filesystem exFAT. Die Speicherkarte mit der höchsten Speicherdichte trägt die Bezeichnung SDUC (UC = Ultra Capacity). Sie hat eine Kapazität bis 128 TB (Stand 221) und das PCIe-Interface (SD Express).

Je nach Kartentyp/Bus-Schnittstelle und Spezifikation unterscheiden sich SD-Karten in der erreichbaren Busgeschwindigkeit. Diese beginnt bei 12,5 MB/s bei der SD-Karte und endet derzeit bei 3,94 GB/s bei der PCIe Gen4-Karte.

Geschwindigkeitsklasse

SD-Karten werden in verschiedenen Geschwindigkeitsklassen für die Mindest-Schreibgeschwindigkeiten angeboten. Diese beginnen bei Class 2 mit 2 MB/s, mit der man SD-Videoaufnahmen schreiben kann, und endet derzeit bei Class 9 (V9) mit 9 MB/s für das Schreiben von 8-K-Videos.

Die am häufigsten angebotene Class 1-Karte (auch Class 1(U1) /V1) ist für Full-HD-Videoaufzeichnungen und Echtzeitübertragungen geeignet. Die Geschwindigkeitsklassen mit der Bezeichnung U1 und U3 stehen für UHS-I/II und Schreibgeschwindigkeiten von 1 bzw. 3 MB/s. Die Geschwindigkeitsklassen V6 bis V9 für Videoaufzeichnungsgeschwindigkeiten zwischen 6 (V6) und 9 (V9) MB/s.

Tough-/Extreme-Karten

Als Tough- oder Extreme-Karten werden Speicherkarten bezeichnet, die gegen das Einwirken von Umwelteinflüssen wie Wasser und Staub besonders geschützt sind. Sie sind dazu auch besonders stabil gegen Bruch oder Stoß. Außerdem sind sie röntgensicher und temperaturbeständig.