SD Memory Card

Speichermedien

Allgemeines
Name	SecureDigital Memory Card
Abkürzung	SD Card
Ursprung
Erfindungsjahr	2001
Erfinder	SanDisk
Lesegeschwindigkeit	3,6 MB/s
Schreibgeschwindigkeit	0,8 MB/s
Daten
Größe	32 mm × 24 mm × 2,1 mm
Speicherkapazität	8 MB bis 2 GB (SD-Karte) 4 GB bis 32 GB (SDHC-Karte)
Schnellste Schreibgeschwindigkeit	20 MB/s

Eine SD Memory Card (Kurzform für Secure Digital Memory Card; dt. Sichere digitale Speicherkarte) ist ein digitales Speichermedium, das nach dem Prinzip der Flash-Speicherung arbeitet.

Die SD-Karte wurde im Jahr 2001 von SanDisk auf Basis des älteren MMC-Standards entwickelt. Der Name Secure Digital leitet sich von zusätzlichen Hardware-Funktionen für das Digital Rights Management (DRM) ab. Mittels eines vom Nutzer nicht einsehbaren Speicherbereichs soll die Karte das unrechtmäßige Abspielen geschützter Medien-Dateien verhindern. Die genaue Spezifikation steht unter Verschluss und kann nur von den zahlenden Lizenznehmern der SDCard Association eingesehen werden.

Aufbau der Karte

Platine einer SD-Speicherkarte

Die Speicherkarte besitzt einen integrierten „Controller“. Sie ist 32 mm × 24 mm × 2,1 mm groß und hat eine Speicherkapazität von 8 MB, 16 MB, 32 MB, 64 MB, 128 MB, 256 MB, 512 MB, 1 GB, 2 GB, 4 GB, 8 GB oder 12 GB. Karten mit den Kapazitäten 16 GB und 32 GB sind in Entwicklung und kommen voraussichtlich Ende 2007 und Ende 2008 auf den Markt. An der Seite befindet sich ein kleiner Schiebeschalter für die Einstellung des Schreibschutzes. Dieser Schiebeschalter ist jedoch kein Schutzmechanismus auf der Karte, sondern wird nur vom Kartenhalter erkannt und per Geräte-Software ausgewertet. Meist bedarf es lediglich einer ausreichend festen Schicht Klebeband anstelle des Schreibschutzschalters um beschädigte Karten wieder schreibbar zu machen. Die Lesegeräte nutzen meist einen Metallabnehmer zur Statuserkennung, welcher durch ausreichend Widerstand an der „beschreibbar“ Position heruntergedrückt werden muss. Die ursprüngliche Norm für SD-Karten definiert nur eine Kartenkapazität bis maximal 2 GB. Karten mit einer Kapazität über 2 GB, die als SD-Karten (nicht SDHC) verkauft werden, entsprechen nicht den Spezifikationen und führen vor allem in etwas älteren Geräten oft zu Problemen.

SDHC (SD 2.0)

Toshiba 4GB SDHC Karte

Eine Erweiterung dieser Norm macht Speicherkapazitäten bis 32 GB unter der Bezeichnung SDHC (= SD High Capacity) möglich. Zu beachten ist, dass SD-Karten ab 4 GB - also in SDHC-Norm - nur mit Geräten funktionieren, welche die SD Spezifikation Version 2.0 implementiert haben. Da dies selten auf den Geräten vermerkt ist, sollte man das Zusammenspiel von Karte und Kartenleser vor dem Kauf testen. Im August 2006 kam die erste 4 GB SDHC Speicherkarte von Panasonic auf den Markt. Die Abmessungen entsprechen denen von SD-Karten.

Darüber hinaus legt die SDHC-Spezifikation Leistungsklassen fest, die Übertragungsraten für die Aufzeichnung von MPEG-Datenströmen festschreiben: Bei Karten der Klasse 2 sind es 2 MByte/s, bei Klasse 4 sind es 4 MByte/s und bei Klasse 6 mindestens 6 MByte/s. Die bisherigen Spezifikationen sahen solche für alle Hersteller allgemein verbindlichen Standards für Transferraten nicht vor.

Varianten

Für kleine Geräte wurde die miniSD entwickelt. Sie ist mit 20 mm × 21,5 mm × 1,4 mm etwa halb so groß wie die SD-Card. Mit Hilfe eines häufig beim Kauf mitgelieferten Adapters passt sie aber auch in jeden normalen SD-Slot. Diese kleinen Karten werden derzeit mit einer Speicherkapazität von 32 MB bis 4 GB angeboten.

Die microSD-Karte (ehemals unter dem Namen TransFlash bekannt) ist nochmals kleiner als die miniSD. Sie hat mit 11 mm × 15 mm × 0,7 mm gerade die Größe eines Fingernagels und ist 2005 die derzeit kleinste Flash-RAM-Speicherkarte der Welt.

Seit Januar 2005 gibt es spezielle SD-Karten, die über einen integrierten USB-Anschluss verfügen und somit auch ohne Adapter oder Speicherkartenlesegerät an eine USB-Buchse des Typs A angeschlossen werden können. Der USB-Anschluss ist meistens durch eine Abdeckung verdeckt, die entweder weggeklappt oder abgezogen werden kann.

MiniSD mit Adapter	SD-Karten mit USB-Anschluss und Abdeckung	SD-Karte mit USB-Anschluss und ohne Abdeckung	SDIO-Kamera
SD-card 4GB - in dieser Kapazität nicht standardkonform	Größenvergleich

Übertragungsgeschwindigkeit

Lag anfangs die Übertragungsgeschwindigkeit bei ca. 3,6 MB/s lesen und 0,8 MB/s schreiben, so erreichen selbst preiswerte Karten heute eine Schreibgeschwindigkeit von 2 MB/s. Die sogenannten Highspeed-Karten erreichen mittlerweile bis zu 20 MB/s beim Schreiben.

Die maximalen Werte schwanken jedoch stark und sind vom Hersteller und den zur Nutzung verwendeten Geräten abhängig. Die Übertragungsgeschwindigkeit wird meist nicht direkt angegeben, sondern als Faktor auf Basis der Lesegeschwindigkeit von CDs (= ca. 150 kB/s für die ursprünglichen single speed- oder 1x-Laufwerke). Diese Schreibweise hat sich ausgehend von CD-Brennern auch für andere beschreibbare Speichermedien verbreitet. Beispiel: High Speed SD card 50x = ca. 7,5 MB/s Schreibgeschwindigkeit. Es gibt auch schon schnellere SD-Karten mit bis zu 150facher Lese- und Schreibgeschwindigkeit.

Haltbarkeit

USB Kartenleser für SD- und MMC-Karten

Aufgrund der Eigenschaften von Flash-Speicher ist dieser grundsätzlich nicht unbegrenzt oft beschreibbar. Allerdings besitzen alle Karten einen Algorithmus zur Defektstreuung, durch den eine wesentlich längere Nutzungszeit erreicht werden kann. Dabei werden Schreibzugriffe auf einen logischen Block des Mediums auf wechselnde physikalische Speicherbereiche umgelenkt, so dass z. B. das häufige Schreiben von Dateisystemtabellen diese Sektoren nicht vorschnell unbrauchbar machen kann. Allerdings sind die verwendeten Verfahren in der Regel nicht offengelegt und auch auf den Produkten selten vermerkt, so dass es kaum eine Auswahlmöglichkeit des Produktes nach Langlebigkeit gibt. Die rechnerische Lebensdauer beträgt bei SLC NAND Chips 1.000.000 Zugriffe, beim Einsatz von MLC NAND Chips 100.000 Schreib- und Lesevorgänge. In der Praxis weicht die erreichbare Lebensdauer allerdings davon ab.

Nutzung

SD-Karten werden heute in verschiedenen Geräten eingesetzt. Häufig kommen sie zur Aufnahme von Fotos in Digitalkameras, in MP3-Playern zur Wiedergabe von MP3-Dateien und in PDAs für unterschiedliche Anwendungsbereiche zum Einsatz. Ferner verwendet Nintendo in einigen seiner Produkte SD-Karten.

Geräte mit SD-Steckplatz sind generell abwärtskompatibel zu MMC-Karten. So lassen sich MMCs meist auch in Geräten betreiben, die für die SD Memory Card ausgelegt sind. Das Betreiben von SD-Karten in Geräten die nur für MMC ausgelegt sind, ist hingegen nicht möglich. Um Fehlbenutzungen zu vermeiden, haben SD-Karten ein etwas dickeres Gehäuse als MMC-Karten. Daher passen SD-Karten aufgrund ihrer Dicke normalerweise nicht in MMC-Steckplätze.

Abgesehen von der Digitalfotografie mit hohen Auflösungen und schneller Bildfolge ist für die meisten Geräte und Anwendungszwecke die Verwendung von High-Speed-SD-Karten nicht erforderlich. Um z. B. MP3-Dateien zu lesen, reicht die niedrigste Lesegeschwindigkeit einer SD-Karte völlig aus. Beim Übertragen von Daten ist meist das verwendete Kommunikationsprotokoll der Flaschenhals:

Bei USB 1.1 ist heute eine Übertragungsrate von 12 Mbit/s = 1,5 MB/s (10x) üblich.
Bei USB 2.0 High Speed liegt die theoretische Übertragungsrate bei 480 Mbit/s = 60 MB/s (400x).
Mit Bluetooth lassen sich bis zu 3 Mbit/s = 375 KB/s (2.5x) erreichen.
Der WLAN-Standard 802.11b erlaubt bis zu 11 Mbit/s brutto = ~0,700 MB/s (4.7x) netto
Der 802.11a -Standard erlaubt bis zu 54 Mbit/s brutto = ~3,2 MB/s netto (21x)
Der 802.11g -Standard erlaubt bis zu 54 Mbit/s brutto = ~3,2 MB/s netto (21x)