Speicherkarten

Speicherkarten / Speicherkarte

Kaum ein anderes Speichermedium hat in den zurückliegenden Jahren mehr Variationen hervorgebraucht als Speicherkarten. Die unterschiedlichen Typen lassen sich grob in sechs verschiedene Typen einteilen. Bei CompactFlash handelt es sich um einen Schnittstellenstandard, der nicht nur für digitale Speichermedien taugt. Diese Speicherkarten kommen sowohl in digitalen Fotoapparaten als auch in Computern und anderen Netzwerkkomponenten zum Einsatz. Memory Sticks gibt es in verschiedenen Ausführungen mit unterschiedlichen Speicherkapazitäten. Sie tendieren zu immer kleineren und kompakteren Formaten und werden vor allem in mobilen Bereichen eingesetzt. Die Multimedia Card ist ein von Siemens entwickeltes Speichermedium für den Einsatz in MP3-Playern, Handys und Digitalkameras. Diese Speicherkarte wird jedoch zunehmend durch die SD Memory Card verdrängt, einem Flash-Speicher für die nichtflüchtige Speicherung von Daten. Er wurde bereits 2001 entwickelt und seine genaue Spezifikation ist jedoch nur Lizenznehmern der SD Memory Card bekannt. Durch einen integrierten Controller sind auf diesen Speicherkarten inzwischen Speicherplatz Kapazitäten von bis zu 64 Gigabyte verfügbar. SmartMedia ist eine weitere Entwicklung im Segment der Speicherkarten, die im Jahr 1996 vom japanischen Elektronikkonzern Toshiba entwickelt wurde. Da sie einen separaten Controller im Laufwerk bzw. dem Endgerät erfordert und nur über Kapazitäten bis zu 128 MB verfügt, ist sie mittlerweile vom Markt fast ebenso verschwunden, wie die xD-Picture Card, die als Nachfolger von SmartMedia angesehen wird. Auch bei der xD-Picture Card für Speichergrößen bis zu 2 GB handelt es sich um einen inzwischen überholten Standard, denn bei diesen Speicherkarten die von Toshiba und Samsung hergestellt werden, wurde eine 8GB-Karte nie veröffentlicht. Die größte Verbreitung unter den Speicherkarten hat zweifelsohne die SD Memory Card (SD), welche schon aufgrund ihrer möglichen Speicherkapazitäten den Markt überzeugte. Doch auch bei dieser Speicherkarte ist die Variantenvielfalt mit SDHC, SDXC, miniSD, miniSDHC, T-Flash / TransFlash, microSD, microSDHC, microSDXC immens und die jeweils bevorzugte Ausführung abhängig von den unterschiedlichen Geräten der einzelnen Hersteller.


Einsatzgebiete von Speicherkarten

Im Gegensatz zu Festplatten bieten Flashspeicher wie SD Speicherkarten große Speicherkapazitäten bei hoher Zugriffsgeschwindigkeit auf kleinstem Raum. Als Einsatzgebiete von Speicherkarten kommen daher vor allem digitale Geräte in Betracht, die aufgrund ihrer kompakten Ausmaße nur wenig Raum für die Unterbringung von Steckplätzen peripherer Speichermedien besitzen. Hochauflösende digitale Kameras, MP3-Player sowie unterschiedliche Handheld-Computer bieten sich als Einsatzgebiete von Speicherkarten auch aus anderen Gründen an. Schnelle Bildfolgen und hoch auflösende digitale Fotos bei Digitalkameras sowie Videoaufnahmen erfordern nicht nur flexible Speichermedien mit großem Speichervolumen, sondern auch hohe Schreibgeschwindigkeiten. Beide Leistungsmerkmale vereinen Speicherkarten in idealer Weise, wodurch sie sich für den Einsatz in den genannten Systemen wie kein zweites Speichermedium eignen. Neben hochwertigen digitalen Bildaufzeichnungsgeräten stehen Audiogeräte wie MP3-Player ganz oben auf der Hitliste der Einsatzgebiete von Speicherkarten. Die große Verbreitung von MP3 bzw. MPEG als vorherrschendem Verfahren für die Übertragung und Speicherung von digitalisierter Musik trug maßgeblich zur Entwicklung der Flash-Speicherung und damit auch der von Speicherkarten bei. Weitere Einsatzgebiete von Speicherkarten bieten mobile Navigationssysteme, E-Book-Reader, die Personal Digital Assistants (PDAs) und vor allem auch portable Spielkonsolen. Allen Einsatzgebieten ist gemein, dass relativ große Datenmengen gelesen werden müssen oder durch Schreibvorgänge erzeugt werden. Neben der großen Speicherkapazität ist vor allem die hohe Zugriffsgeschwindigkeit ein wichtiges Kriterium, das für den Einsatz von Speicherkarten spricht. Aufgrund der Portabilität der meisten Geräte wie Notebooks und anderer Geräte sind die leistungsfähigen Datenspeicher für den mobilen Einsatz wie geschaffen. Sie sind nicht nur kompakt und schnell, sondern auch äußerst robust. Abrupte Bewegungen oder gar Stürze führen daher – anders als dies bei Festplatten der Fall sein kann - nicht zu Datenverlust oder Beschädigung der Speicherkarten. Die Tendenz bei Speicherkarten immer kleiner und kompakter zu werden eröffneten weitere Einsatzgebiete von Speicherkarten vor allem in Handys und Smartphones, die für die meisten zu ständigen Begleitern geworden sind. Viele Anwendungen werden heutzutage aus dem Internet auf Smartphones geladen, sodass auch hier immer mehr Speicherkapazität auf kleinstem Raum erforderlich wird und stets verfügbar sein muss. Da viele Geräte mit Akkus betrieben werden ist die Speicherkarte zum idealen Speichermedium geworden, da sie nur wenig Strom verbraucht und somit die Energieressourcen von mobilen Geräten schont.


SD bzw. SDHC Karten Typen und Geschwindigkeiten, Die Klassen 2,4,6,10,UHS

Aus den von der Smart Card Association festgelegten SD Spezifizierungen sind inzwischen zahlreiche Varianten des Formats für die „Secure Digital Memory Card“ entstanden, welche ursprünglich 2001 von SanDisk entwickelt wurde. Vor allem waren es digitale Endgeräte wie Kameras und MP3-Player sowie Handheld-Konsolen für verschiedene Einsatzzwecke, welche den weiteren Entwicklungen die entscheidenden Impulse gaben. SD Karten gibt es nicht nur für verschiedene Spezifikationen, sondern auch in unterschiedlichen Abmessungen als mini oder micro Versionen. Die Standard SD Speicherkarte misst 32 mm x 24 mm x 2,1 mm und hatte anfänglich eine Speicherkapazität von 1 Gigabyte (SD 1.0), später von 2 Gigabyte (SD 1.1) wurde aber über die Spezifizierungen hinaus bereits mit Kapazitäten bis zu 4 Gigabyte verkauft. Als Dateisystem kam ebenso wie bei den miniaturisierten Versionen miniSD und microSD jeweils FAT16 zum Einsatz. Mit einer Datenübertragungsrate von 25 Mbyte/s waren sie erheblich schneller als die MMC Karten, die als Vorläufer zu sehen sind. Die stark steigenden Speicheranforderungen von Geräten und Dateiformaten erzwangen alsbald die Definition neuer Spezifikationen, die als SDHC (SD High Capacity) auf den Markt kamen. Nicht nur eine Vervielfachung der möglichen Speicherkapazitäten auf bis zu 32 GB ermöglichte dieses Update, sondern erstmals erfolgte auch die Einteilung in Geschwindigkeitsklassen für die Mindestrate bei der Übertragung von Datenströmen. Die Klassen teilten sich in Class 2, 4, 6 und 10 ein, wobei die Ziffer jeder Klasse für die Mindestübertragungsrate in Megabyte pro Sekunde steht. Seit Juni 2010 wurden in Bezug auf die Geschwindigkeit die Ultra High Speed Klassifizierung für das UHS Bus System präsentiert. Es soll das „Normal Bus I/F“-System der Klassen 2, 4 und 6 sowie den High Speed Bus I/F der Klasse 10 ablösen. Auch erste Karten wurden für diese neue Speedklassifizierung bereits im selben Jahr mit der UHS-I SD Speicherkarte vorgestellt. Neben den verbesserten Leistungswerten bei der Speicherkapazität und Geschwindigkeit waren es vor allem die weiteren Miniaturisierungen, mit welcher die SD Karten in die Schlagzeilen kamen. Während die miniSD Karte mit 20 mm x 21,5 mm x 14,4 mm nur noch rund halb so groß war wie die ursprüngliche SD Karte fand bei der microSD Speicherkarte abermals eine Halbierung bei den Abmessungen statt.


SDHC Speicherkarte / SDHC Speicherkarten

SD Speicherkarten bis 2 GB entsprechen den Spezifikationen des SD Card Association. Höhere Speicherkapazitäten hingegen nicht. Dies machte eine Erweiterung der Spezifikation erforderlich die mit SD 2.0 erfolgte und mit der Kurzbezeichnung SDHC (SD High Capacity) versehen wurde. Die SDHC Speicherkarte hat zwar dieselben Abmessungen wie die SD Speicherkarte, ist aber für Speicherkapazitäten bis zu 32 GB ausgelegt. Mit dieser Erhöhung geht die Festlegung von Leistungsklassen für den Datentransfer einher, was auch vor dem Hintergrund anwachsender Datenströme durch Dateiformate wie MPEG geboten war. Während die erste SDHC Speicherkarte in 2006 noch eine Kapazität von bis zu 4 GB besaß, waren Anfang 2008 bereits bis zu 32 GB bei der ersten Class-6-Karte möglich. In der Regel werden SDHC Speicherkarten in Digitalkameras verwendet und sind mit dem Dateisystem FAT32 formatiert, obwohl sie auch für ältere Kameras mit FAT16 mit entsprechenden Einbußen bei der nutzbaren Speicherkapazität formatiert werden können. Grundsätzlich lassen sie sich aber auch mit anderen Dateisystemen formatieren. Das macht allerdings nur Sinn, wenn die Digitalkamera das entsprechende Dateiformat, mit der die SDHC Speicherkarte formatiert wurde, auch versteht. Wenn nicht, wird von der Digitalkamera ein Kartenfehler gemeldet. Ebenso interessant wie die Speichergrößen sind die Leistungsklassen, welche bei den seit Dezember 2009 verfügbaren Class 10 Karten immerhin eine Speichergeschwindigkeit von 10 MB pro Sekunde erlauben.

SDXC Speicherkarte / SDXC Speicherkarten

Die immens anwachsenden Datenmengen durch Videodateiformate erzwangen es, eine weitere Spezifikation als Nachfolger für die SDHC Speicherkarte zu definieren. Dies geschah Anfang 2009 auf des CES in Las Vegas durch die SD Card Association. Die SDXC Speicherkarte wurde die Vertreterin der SD 3.0 Generation. Mit dieser Spezifikation wurde eine Karte vorgestellt, die eine Speichergröße von bis zu 2 TB (2.048 GB) erlaubt und die Kapazität der Vorgängerin in jeder Hinsicht in den Schatten stellte. Da das bisherige Dateisystem FAT32 nicht mehr in der Lage war die umfangreichen Datenmengen zu verarbeiten, wurde das Dateisystem exFAT favorisiert, das von Microsoft für Flashspeicher entwickelt und optimiert wurde. Aus Kompatibilitätsgründen zu älteren Geräten lässt sich die SDXC Speicherkarte aber auch mit FAT32 formatieren, allerdings mit den üblichen Einschränkungen im Hinblick auf die Speichernutzung. Die Hersteller folgten den Empfehlungen und brachten in den Folgejahren neue SDXC Speicherkarten auf den Markt. Die SDXC Speicherkarte mit 32 GB Speicherkapazität und 50 MB/s Geschwindigkeit bei Lese- und Schreibzugriffen kam bereits im März 2009 auf den Markt. Ein Jahr später folgten Karten mit 48 und 64 GB und ein weiters Jahr später die erste Karte mit 128 GB Speicherkapazität. Mit der Weiterentwicklung der Karten wuchs auch die Verfügbarkeit von Geräten, die den neuen Standard unterstützten.

microSD Speicherkarte / microSD Speicherkarten

Mit fortschreitender Spezifikation wurden SD Speicherkarten nicht nur immer leistungsfähiger, sondern im Rahmen neuer Entwicklungslinien auch kompakter. Die miniSD ist mit 16 MB bis 32 GB Speicherkapazität eine SD Karte, die nur rund halb so groß ist wie das Original. Sie wurde hinsichtlich ihres kompakten Formats nochmals von der microSD Speicherkarte übertroffen, die mit 11 mm x 15 mm x 0,7 mm die kleinste Speicherkarte der Welt repräsentiert, welche mit Flash-RAM arbeitet. In der Ausführung als microSDXC ist sie aktuell mit bis zu 64 GB erhältlich. Wie die miniSD lässt sich auch die microSD Speicherkarte über Adapter auf die Größe eine SD Speicherkarte bringen. Bei microSD Speicherkarten handelt es sich um SD Karten mit verkleinertem Gehäuse. Auch wenn die Spezifikationen im Hinblick auf die Elektrik gleich ist, bringt es die Karte, die gerade mal so groß ist wie eine Ein-Euro-Münze, beispielsweise bei der 32 GB Ausführung auf eine rekordverdächtige Speicherdichte von 278 GB/cm³. Ansonsten gelten für die Karten die gleichen Spezifikationen wie für alle anderen Speicherkarten der SD Familie. Von der Größe abgesehen gibt es nur einen kleinen Unterschied zum größeren Pendant. Die microSD Speicherkarte kommt nämlich mit einem Massenanschluss weniger aus, wo hingegen die sonstigen Pinbelegungen identisch sind.

microSDHC Speicherkarte / microSDHC Speicherkarten

Die elektrisch mit der SD Memory Card identische microSD Speicherkarte lässt gewöhnlich Kapazitäten bis 4 GB zu. Größere Datenmengen erforderten genau wie bei dem standardgroßen Pendant zusätzliche Spezifikationen, wie bei der microSDHC Speicherkarte, bei welcher Kapazitäten bis zu 32 GB definiert sind. Die noch kompaktere microSDXC bringt es sogar auf Kapazitäten bis zu 2 TB. Genauso wie die SD Speicherkarten sind auch die microSD Speicherkarten wie die microSDHC Speicherkarte in Geschwindigkeitsklassen eingeteilt, welche die Lese- und Schreibzugriffszeiten in Megabyte pro Sekunde angeben. Die microSDHC Speicherkarte wurde in erster Linie zum Einsatz in mobilen Endgeräten wie Mobiltelefonen entwickelt, wo sie aufgrund ihres geringen Gewichtes und ihrer kompakten Maße gut integriert werden konnte. Die microSDHC Speicherkarten sind SDHC Speicherkarten im Kleinstformat, die sich technisch und elektrisch kaum voneinander unterschieden. Die Nutzung der microSDHC Speicherkarte in einem kompatiblen Gerät für SDHC Speicherkarten ist über einen Adapter möglich, der gewöhnlich zum Lieferumfang der kleinformatigen Speicherkarte gehört. Oft sind Smartcards in die Speicherkarten eingebaut. Mit diesen werden über kontaktlose NFC-Schnittstellen zusätzliche Funktionalitäten wie Bezahldienste oder sichere E-Mail-Kommunikation ermöglicht, ohne dass ein spezielles Lesegerät wie ein Smartcardreader hierfür erforderlich wäre. Das Anwendungsspektrum für die superkleinen SD Speicherkartenvarianten wächst stetig und dürfte bei Weitem noch nicht ausgeschöpft sein.