Tech?Update!: SD-Karten-Technologie

SD-Karten kommen in vielen verschiedenen mobilen Geräten als Speichermedien zum Einsatz, beispielsweise für Fotos in Digitalkameras, in MP3-Playern zur Speicherung und Wiedergabe von Musikdateien, in Camcordern, Navigationsgeräten, Handys und Smartphones sowie neuerdings auch in E-Book-Readern. Korrekter wäre es, von SD Memory Cards beziehungsweise Secure Digital Memory Cards zu sprechen, aber die Kurzform SD-Karte hat sich im Alltagsgebrauch durchgesetzt. Seit SanDisk 1999 die erste SD-Karte entwickelt hat, kamen nach und nach unter der Aufsicht der SD Association (SDA) immer mehr Modelle auf den Markt, die sich nach Speicherleistung, Bauform und Übertragungstempo unterscheiden und oftmals nicht austauschbar beziehungsweise nicht mit jedem Gerät kompatibel sind. Darauf müssen Nutzer achten, denn manchmal ist nicht so leicht ersichtlich, welche SD-Karte passt und welche nicht.

 Kartenentwicklung und SD-Karten-Vereinigung (SD Association)

SanDisk entwickelte die erste SD-Karte 1999 gemeinsam mit Panasonic (Matsushita) und Toshiba auf der Basis der älteren MMC (Multimedia Card). Der Name "SD" für "Secure Digital" spielt auf die ursprünglich anvisierte Funktion der Karte an: Sie bietet DRM (Digital Rights Management)-Funktionen auf Basis des CPRM (Content Protection for Recordable Media)-Standards, weil man damals annahm, dass sich DRM-Funktionen auf Druck der Musik- und Unterhaltungsindustrie auf breiter Basis durchsetzen würden, um Datenpiraterie zu verhindern.

Ein Jahr später gaben SanDisk, Panasonic und Toshiba auf der Consumer Electronics Messe CES die Gründung der SD-Karten-Vereinigung (SD Association, SDA) bekannt. Das Konsortium ist mittlerweile auf über 1.000 beteiligte Unternehmen angewachsen und zielt auf die Definition von Industriestandards und die Verbreitung des SD-Standards auf verschiedene Anwendungen. Allerdings sind diese Spezifizierungen bislang nicht DIN-, EN-, IEC- oder ISO-genormt. 

Die ersten SD-Karten hatten die Maße 32 x 24 x 2,1 mm und waren schon bald nach der Gründung der SDA als 32MB- und 64MB-Karten verfügbar. In den folgenden Jahren entwickelte die SDA Standards für kleinere SD-Formate (miniSD, microSD) und SD-Karten mit höherer Speicherkapazität.

Kartenaufbau

SD-Karten zeichnen sich durch eine asymmetrische Bauform aus, bei der eine Ecke abgeschrägt ist. An der gegenüberliegenden Seite kann sich ein optionaler Schieber zur Einstellung des Schreibschutzes befinden. Ist das nicht der Fall, lässt sich die SD-Karte nicht überschreiben. Integriert ist ein Controller sowie ein SPI Bus und ein SD-Bus (1 Bit oder 4 Bit). Zum Betrieb benötigen SD-Karten 3,3 Volt, SD-Karten der Familien SDHC und SDXC können bei Bedarf auch mit 1,8 Volt laufen. Die Formatierung erfolgt in der Regel nach dem FAT-Dateisystem (meistens FAT32, aber auch FAT16 und exFAT) auf Basis der MBR-Partitionierung, jedoch sind auch andere Formatierungen und Partitionierungen möglich.

Die heute gebräuchlichen SD-Kartenfamilien werden nach Speicherkapazität unterschieden. Jede Familie verfügt über die gleichen drei Baugrößen, wodurch Verwechslungen möglich sind. Dies gilt es beim Kauf zu beachten, da nicht alle mobilen Geräte mit allen SD-Kartenfamilien kompatibel sind.

SD-Kartenfamilien nach Speicherleistung

Gemäß ihrer Speicherkapazitäten werden SD-Karten in folgende Familien unterschieden, die abwärts kompatibel nutzbar sind:

• SD – Secure Digital: Standard für Kapazitäten bis 2 GB, in SD-, SDHC- und SDXC-kompatiblen Geräten verwendbar. Es sind auch SD-Karten mit einer Speicherkapazität bis 4 GB erhältlich. Andererseits arbeiten ältere Geräte nur mit SD-Karten mit einer Kapazität von 1 GB. Hier gilt es also, genau hinzuschauen.
• SDHC – Secure Digital High-Capacity: Standard für 4 GB bis 32 GB, in SDHC- und SDXC-Geräten verwendbar
• SSDXC – Secure Digital Extended Capacity: Standard für Kapazitäten von 32 GB bis 2 TB, nur in SDXC-Geräten verwendbar

Verschiedene Größen und Sondermerkmale

Alle hier beschriebenen Kartentypen sind in bis zu drei Baugrößen erhältlich:

• SD, SDHC, SDXC, SDIO: 32 x 24 x 2,1 mm
• miniSD, miniSDHC, miniSDIO: 20 x 21,5 x 1,4 mm
• microSD, microSDHC, microSDXC: 11 x 15 x 1 mm

Für die kleineren Karten gibt es Adapter, so dass sie auch in Standard-SD-Kartenslots genutzt werden können.

SDIO – Secure Digital mit I/O

Eine Sonderform ist die Kombination von SD-Technologie mit I/O-Geräten, in der Regel tragbare Geräte wie Notebooks, PDAs, GPS-Empfänger, Adapter für Bluetooth, Ethernet, IrDA oder Barcode-Lesegeräte. Diese lassen sich in SD-Slots nutzen, wenn das Host-Geräte "SDIO-aware" ist, also diese Technologie erkennen kann.

Darüber hinaus gibt es vereinzelte SD-Karten mit besonderen Leistungsmerkmalen, beispielsweise SD-Karten mit integrierter USB-Schnittstelle.

Datenübertragung und Geschwindigkeitsklassen

So wie die SD-Kartenentwicklung immer größere Speicherkapazitäten bereit stellte, verbesserte sich auch die Übertragungsgeschwindigkeit der Daten an den PC und die Schreibgeschwindigkeit. SDHC- und SDXC-Karten beispielsweise erreichen mit dem UHS-I (Ultra High Speed)-Modus und einem UHS-1-fähigen Endgerät Datenübertragungsraten von bis zu 104 MB pro Sekunde. Dies erlaubt zum Beispiel bei Camcordern die bandfreie Aufnahme von HD-Videos oder die Serienbildaufnahme mit digitalen Spiegelreflexkameras (D-SLR). Der UHS-2-Modus, ebenfalls für SDHC- und SDXC-Karten, ermöglicht Datentransferraten bis zu 312 MB pro Sekunde.

Die von der SDA definierten Geschwindigkeitsklassen für garantierte Mindestschreibgeschwindigkeit sind:

• Klasse 2: 2 MB/s
• Klasse 4: 4 MB/s
• Klasse 6: 6 MB/s
• Klasse 10: 10 MB/s

Digitale Kameras, Camcorder und Co. führen mitunter zusätzliche Geschwindigkeits- und Kapazitätsangaben auf, beispielsweise die maximalen Datentransferraten unter optimalen Bedingungen, maximale Aufnahmezeiten oder Anzahl von Fotos etc.

Das Auslesen der Daten auf SD-Karten erfolgt in der Regel lokal an der Workstation (PC, Notebook). Dabei können sie sich in ihrem Host-Gerät (Kamera, Camcorder, Handy etc.) befinden und darüber ausgelesen werden. Oder Nutzer stecken sie in spezielle Adapter wie USB-Kartenleser und schließen sie darüber an die Workstation an. Die bereits erwähnten SD-Karten mit integriertem USB-Anschluss lassen sich selbst direkt anschließen.

SEH myUTN-120 SDCardserver

Um SD-Karten und die darauf gespeicherten Daten über das Netz zur Verfügung zu stellen, hat SEH den myUTN-120 SDCardserver entwickelt. Zusätzlich zum USB-Port für die Virtualisierung von USB-Geräten im Netzwerk verfügt myUTN-120 über einen SD-Kartenleser für alle SD- und SDHC-Karten (bis 32 GB). Damit nutzen Sie Daten von SD-Karten unkompliziert über das Netz, als wären sie direkt am PC angeschlossen. Die Einbindung in das Netzwerk ermöglicht gleich mehreren Nutzern den Zugriff auf die angeschlossenen Geräte und Speicherkarten. Für Sicherheit sorgt eine sichere Punkt-zu-Punkt-Verbindung, indem nur ausgewählte Nutzer auf das angeschlossene Gerät zugreifen können. Mit Hilfe der Gerätezuordnung definieren Sie, welche SD-Karten vom SDCardserver akzeptiert werden und verhindern somit die Nutzung von ungewünschten SD-Karten in Ihrem Netzwerk.

Weitere Informationen finden Sie unter folgenden Links: