SD-Karte - SD card

Sicheres Digital
(SD, SDHC, SDXC, SDUC)
SD-Logo.svg
SD-Karten.svg
Von oben nach unten: SD, miniSD, microSD
Medientyp Speicherkarte
Codierung Bit
Kapazität
 Blockgröße Variable
lesen  Mechanismus
 Schreibmechanismus Gleich wie Lesen
Standard SD-Standard
Entwickelt  von SD-Verband
Maße
Gewicht
Verwendungszweck Tragbare Geräte wie Digitalkameras und Mobiltelefone (einschließlich der meisten Smartphones)
Verlängert  von MultiMediaKarte
Freigegeben August 1999

Secure Digital , offiziell als SD abgekürzt , ist ein proprietäres, nichtflüchtiges Speicherkartenformat, das von der SD Association (SDA) für die Verwendung in tragbaren Geräten entwickelt wurde.

Der Standard wurde im August 1999 durch gemeinsame Bemühungen von SanDisk , Panasonic (Matsushita) und Toshiba als Verbesserung gegenüber MultiMediaCards (MMCs) eingeführt und hat sich zum Industriestandard entwickelt. Die drei Unternehmen gründeten SD-3C, LLC, ein Unternehmen, das geistige Eigentumsrechte im Zusammenhang mit SD-Speicherkarten und SD-Host- und Zusatzprodukten lizenziert und durchsetzt.

Die Unternehmen gründeten im Januar 2000 auch die SD Association (SDA), eine gemeinnützige Organisation, um SD-Kartenstandards zu fördern und zu entwickeln. SDA hat heute rund 1.000 Mitgliedsunternehmen. Die SDA verwendet mehrere geschützte Logos, die im Besitz von SD-3C sind und von SD-3C lizenziert sind, um die Einhaltung ihrer Spezifikationen durchzusetzen und den Benutzern die Kompatibilität zu gewährleisten.

Geschichte

1999–2002: Gründung

1999 vereinbarten SanDisk , Panasonic (Matsushita) und Toshiba , die Secure Digital (SD) Memory Card zu entwickeln und zu vermarkten. Die Karte wurde von der MultiMediaCard (MMC) abgeleitet und bot ein digitales Rechtemanagement basierend auf dem Secure Digital Music Initiative (SDMI)-Standard und für die damalige Zeit eine hohe Speicherdichte.

Es wurde entwickelt, um mit dem Memory Stick zu konkurrieren , einem DRM-Produkt, das Sony im Jahr zuvor herausgebracht hatte. Die Entwickler sagten voraus, dass DRM bei Musikanbietern, die besorgt über Piraterie sind, zu einer breiten Nutzung führen würde.

Das markenrechtlich geschützte "SD" -Logo wurde ursprünglich für die Super Density Disc entwickelt , die der erfolglose Toshiba-Einstieg in den DVD- Formatkrieg war . Aus diesem Grund ähnelt das D im Logo einer optischen Scheibe.

Auf der Consumer Electronics Show (CES) im Jahr 2000 gaben die drei Unternehmen die Gründung der SD Association (SDA) zur Förderung von SD-Karten bekannt. Die SD Association mit Hauptsitz in San Ramon, Kalifornien, USA, begann mit etwa 30 Unternehmen und besteht heute aus etwa 1.000 Produktherstellern, die interoperable Speicherkarten und Geräte herstellen. Erste Muster der SD-Karte wurden im ersten Quartal 2000 verfügbar, mit Produktionsmengen von 32- und 64-  MB- Karten drei Monate später.

2003: Minikarten

Das miniSD- Formular wurde auf der CeBIT im März 2003 von der SanDisk Corporation vorgestellt und vorgestellt. Die SDA hat die miniSD-Karte im Jahr 2003 als Small-Form-Factor-Erweiterung des SD-Kartenstandards eingeführt. Obwohl die neuen Karten speziell für Mobiltelefone entwickelt wurden, werden sie normalerweise mit einem miniSD-Adapter geliefert, der Kompatibilität mit einem Standard-SD-Speicherkartensteckplatz bietet.

2004–2005: Mikrokarten

microSD-Karte in einem Smartphone

Die microSD- entfernbaren miniaturisierten Secure Digital-Flash-Speicherkarten wurden ursprünglich T-Flash oder TF genannt , Abkürzungen für TransFlash . TransFlash- und microSD-Karten sind funktional identisch, sodass beide in Geräten verwendet werden können, die für den anderen entwickelt wurden. SanDisk entwickelte microSD, als sein Chief Technology Officer (CTO) und der CTO von Motorola zu dem Schluss kamen, dass aktuelle Speicherkarten für Mobiltelefone zu groß seien .

Die Karte hieß ursprünglich T-Flash, aber kurz vor der Produkteinführung schickte T-Mobile eine Unterlassungserklärung an SanDisk, in der behauptet wurde, dass T-Mobile die Marke von T-(anything) besäße, und der Name wurde in TransFlash geändert .

Auf der CTIA Wireless 2005 kündigte die SDA den kleinen microSD-Formfaktor zusammen mit SDHC-sicherer digitaler Formatierung mit hoher Kapazität von über 2 GB mit einer minimalen anhaltenden Lese- und Schreibgeschwindigkeit von 17,6 Mbit/s an. SanDisk veranlasste die SDA, den microSD-Standard zu verwalten. Die SDA genehmigte die endgültige microSD-Spezifikation am 13. Juli 2005. Ursprünglich waren microSD-Karten mit Kapazitäten von 32, 64 und 128 MB erhältlich.

Das Motorola E398 war das erste Mobiltelefon, das eine TransFlash-Karte (später microSD) enthielt. Einige Jahre später begannen die Konkurrenten, microSD-Karten zu verwenden.

2006–2008: SDHC und SDIO

Diese microSDHC-Karte fasst 8 Milliarden Byte. Darunter befindet sich ein Abschnitt eines Magnetkernspeichers (verwendet bis in die 1970er Jahre), der acht Byte mit 64 Kernen enthält. Die Karte deckt ca. 20 Bit (2 1/2 Byte) ab.

Das im Januar 2006 angekündigte SDHC-Format brachte Verbesserungen wie 32 GB Speicherkapazität und die obligatorische Unterstützung des FAT32- Dateisystems. Im April veröffentlichte die SDA eine detaillierte Spezifikation für die nicht sicherheitsrelevanten Teile des SD-Speicherkartenstandards und für die Secure Digital Input Output (SDIO)-Karten und den Standard-SD-Hostcontroller.

Im September 2006 kündigte SanDisk die 4 GB miniSDHC an. Wie die SD- und SDHC-Karte hat die miniSDHC-Karte den gleichen Formfaktor wie die ältere miniSD-Karte, aber die HC-Karte erfordert eine in das Hostgerät integrierte HC-Unterstützung. Geräte, die miniSDHC unterstützen, funktionieren mit miniSD und miniSDHC, aber Geräte ohne spezielle Unterstützung für miniSDHC funktionieren nur mit der älteren miniSD-Karte. Seit 2008 werden miniSD-Karten aufgrund der Marktbeherrschung der noch kleineren microSD-Karten nicht mehr hergestellt.

2009–2018: SDXC

Die Speicherdichte von Speicherkarten hat sich im Laufe des Jahrzehnts der 2010er Jahre deutlich erhöht, sodass die ersten Geräte, die den SD:XC-Standard unterstützen, wie die Mobiltelefone Samsung Galaxy S III und Samsung Galaxy Note II , ihren verfügbaren Speicher auf mehrere erweitern können Hunderte von Gigabyte .

2009

Im Januar 2009 kündigte die SDA die SDXC-Familie an, die Karten bis 2 TB und Geschwindigkeiten bis 300 MB/s unterstützt. SDXC-Karten werden standardmäßig mit dem exFAT- Dateisystem formatiert . SDXC wurde auf der Consumer Electronics Show (CES) 2009 (7. bis 10. Januar) angekündigt . Auf der gleichen Messe kündigten SanDisk und Sony auch eine vergleichbare Memory Stick XC- Variante mit den gleichen 2 TB Maximum wie SDXC an, und Panasonic kündigte Pläne an, 64-GB-SDXC-Karten zu produzieren. Am 6. März stellte Pretec die erste SDXC-Karte vor, eine 32-GB-Karte mit einer Lese-/Schreibgeschwindigkeit von 400 Mbit/s. Aber erst Anfang 2010 hat kompatible Host - Geräte auf den Markt kommen, darunter Sony ‚s Handycam HDR-CX55V Camcorder , Canon ‘ s EOS 550D (auch bekannt als Rebel T2i) Digitale SLR - Kamera, ein USB - Kartenleser von Panasonic, und eine integrierte SDXC-Kartenleser von JMicron. Die ersten Laptops, die SDXC-Kartenleser integriert haben, waren auf einen USB 2.0-Bus angewiesen, der nicht über die Bandbreite verfügt, um SDXC mit voller Geschwindigkeit zu unterstützen.

2010

Anfang 2010 erschienen kommerzielle SDXC-Karten von Toshiba (64 GB), Panasonic (64 GB und 48 GB) und SanDisk (64 GB). Anfang 2011 begannen Centon Electronics, Inc. (64 GB und 128 GB) und Lexar (128 GB) mit der Auslieferung von SDXC-Karten der Geschwindigkeitsklasse 10. Pretec bot Karten von 8 GB bis 128 GB der Geschwindigkeitsklasse 16 an. Im September 2011 , hat SanDisk eine 64-GB-microSDXC-Karte veröffentlicht. Kingmax hat 2011 ein vergleichbares Produkt auf den Markt gebracht.

2012

Im April 2012 führte Panasonic das MicroP2- Kartenformat für professionelle Videoanwendungen ein . Bei den Karten handelt es sich im Wesentlichen um SDHC- oder SDXC-UHS-II-Karten in voller Größe, die der UHS-Geschwindigkeitsklasse U1 entsprechen. Ein Adapter ermöglicht es MicroP2-Karten, in aktuellen P2-Kartengeräten zu arbeiten. Panasonic MicroP2-Karten wurden im März 2013 ausgeliefert und waren die ersten UHS-II-kompatiblen Produkte auf dem Markt; Das Erstangebot umfasst eine 32-GB-SDHC-Karte und eine 64-GB-SDXC-Karte. Später in diesem Jahr veröffentlichte Lexar die erste 256-GB-SDXC-Karte, die auf der 20-nm- NAND-Flash- Technologie basiert .

2014

Im Februar 2014 stellte SanDisk die erste 128-GB-microSDXC-Karte vor, der im März 2015 eine 200-GB-microSDXC-Karte folgte. Im September 2014 kündigte SanDisk die erste 512-GB-SDXC-Karte an. Samsung kündigte im Mai 2016 die weltweit erste EVO Plus 256 GB microSDXC-Karte an, und im September 2016 kündigte Western Digital (SanDisk) an, dass auf der Photokina ein Prototyp der ersten 1 TB SDXC-Karte demonstriert wird . Im August 2017 brachte SanDisk eine 400-GB-microSDXC-Karte auf den Markt. Im Januar 2018 stellte Integral Memory eine 512-GB-microSDXC-Karte vor. Im Mai 2018 brachte PNY eine 512 GB große microSDXC-Karte auf den Markt. Im Juni 2018 kündigte Kingston die Canvas-Serie für MicroSD-Karten an, die beide Kapazitäten von bis zu 512 GB in den drei Varianten Select, Go! und React haben. Im Februar 2019 stellten Micron und SanDisk ihre microSDXC-Karten mit 1 TB Kapazität vor.

2018–heute: SDUC

Das Secure Digital Ultra Capacity (SDUC)-Format unterstützt Karten bis 128 TB und bietet Geschwindigkeiten von bis zu 985 MB/s.

Kapazität

Secure Digital umfasst fünf Kartenfamilien, die in drei verschiedenen Größen erhältlich sind. Die fünf Familien sind die ursprüngliche Standard-Capacity (SDSC), die High-Capacity (SDHC), die eXtended-Capacity ( SDXC ), die Ultra-Capacity ( SDUC ) und die SDIO , die Ein-/Ausgabefunktionen mit Datenspeicherung kombiniert . Die drei Formfaktoren sind die Originalgröße, die Minigröße und die Mikrogröße. Elektrisch passive Adapter ermöglichen, dass eine kleinere Karte in ein Gerät passt und funktioniert, das für eine größere Karte gebaut wurde. Der geringe Platzbedarf der SD-Karte ist ein ideales Speichermedium für kleinere, dünnere und tragbarere elektronische Geräte.

SD (SDSC)

Secure Digital Standard Capacity (SD)-Logo; die Spezifikation definiert Karten mit einer Kapazität von bis zu 2 GB

Die Secure Digital (SDSC oder Secure Digital Standard Capacity)-Karte der zweiten Generation wurde entwickelt, um den MultiMediaCard (MMC)-Standard zu verbessern , der sich ständig weiterentwickelte, aber in eine andere Richtung ging. Secure Digital hat das MMC-Design in mehrfacher Hinsicht verändert:

  • Die asymmetrische Form der Seiten der SD-Karte verhindert, dass sie verkehrt herum eingelegt wird (während eine MMC den größten Teil des Weges einnimmt, aber keinen Kontakt herstellt, wenn sie umgedreht ist).
  • Die meisten SD-Karten sind 2,1 mm (0,083 Zoll) dick, verglichen mit 1,4 mm (0,055 Zoll) für MMCs. Die SD-Spezifikation definiert eine Karte namens Thin SD mit einer Dicke von 1,4 mm, aber sie kommen nur selten vor, da die SDA später noch kleinere Formfaktoren definierte.
  • Die elektrischen Kontakte der Karte sind unter der Oberfläche der Karte versenkt, um sie vor Kontakt mit den Fingern eines Benutzers zu schützen.
  • Die SD-Spezifikation sah Kapazitäten und Übertragungsraten vor, die die von MMC übersteigen, und diese beiden Funktionalitäten sind im Laufe der Zeit gewachsen. Eine Vergleichstabelle finden Sie unten .
  • Während MMC einen einzigen Pin für die Datenübertragung verwendet, fügte die SD-Karte einen 4-Draht-Bus-Modus für höhere Datenraten hinzu.
  • Die SD-Karte fügte einen Content Protection for Recordable Media (CPRM)-Sicherheitsschaltkreis für den Inhaltsschutz des Digital Rights Management (DRM) hinzu.
  • Hinzufügen einer Schreibschutzkerbe

SD-Karten in voller Größe passen nicht in die schlankeren MMC-Steckplätze, und andere Probleme beeinträchtigen auch die Möglichkeit, ein Format in einem Hostgerät zu verwenden, das für das andere entwickelt wurde.

SDHC

Secure Digital High Capacity (SDHC)-Logo; die Spezifikation definiert Karten mit einer Kapazität von mehr als 2 GB bis zu 32 GB

Das im Januar 2006 angekündigte und in Version 2.0 der SD-Spezifikation definierte Secure Digital High Capacity (SDHC)-Format unterstützt Karten mit Kapazitäten bis zu 32 GB. Die SDHC-Marke ist lizenziert, um die Kompatibilität sicherzustellen.

SDHC-Karten sind physikalisch und elektrisch identisch mit SD-Karten mit Standardkapazität (SDSC). Die Hauptkompatibilitätsprobleme zwischen SDHC- und SDSC-Karten sind die Neudefinition des Card-Specific Data (CSD)-Registers in Version 2.0 (siehe unten ) und die Tatsache, dass SDHC-Karten vorformatiert mit dem FAT32- Dateisystem ausgeliefert werden.

Version 2.0 führt auch einen High-Speed-Bus-Modus für SDSC- und SDHC-Karten ein, der den ursprünglichen Standard-Speed-Takt auf 25 MB/s verdoppelt  .

SDHC-Hostgeräte müssen ältere SD-Karten akzeptieren. Ältere Hostgeräte erkennen jedoch keine SDHC- oder SDXC-Speicherkarten, obwohl dies bei einigen Geräten durch ein Firmware-Upgrade möglich ist. Ältere Windows-Betriebssysteme, die vor Windows 7 veröffentlicht wurden, erfordern Patches oder Service Packs, um den Zugriff auf SDHC-Karten zu unterstützen.

SDXC

Secure Digital eXtended Capacity-Logo; die Spezifikation definiert Karten mit einer Kapazität von mehr als 32 GB bis zu 2 TB

Das im Januar 2009 angekündigte und in Version 3.01 der SD-Spezifikation definierte Secure Digital eXtended Capacity (SDXC)-Format unterstützt Karten mit bis zu 2 TB, verglichen mit einem Limit von 32 GB für SDHC-Karten in der SD 2.0-Spezifikation. SDXC übernimmt das exFAT- Dateisystem von Microsoft als obligatorische Funktion.

Version 3.01 führte auch den Ultra High Speed ​​(UHS)-Bus für SDHC- und SDXC-Karten mit Schnittstellengeschwindigkeiten von 50 MB/s bis 104 MB/s für den Vier-Bit-UHS-I-Bus ein. (Diese Zahl wurde seitdem mit der proprietären SanDisk-Technologie für 170 MB/s Lesen überschritten, die nicht mehr proprietär ist, da Lexar die 1066x mit 160 MB/s Lesen und 120 MB/s Schreiben über UHS 1 laufen lässt, und Kingston auch hat ihr Canvas Go! Plus, ebenfalls mit 170 MB/s)

Die im Juni 2011 eingeführte Version 4.0 ermöglicht Geschwindigkeiten von 156 MB/s bis 312 MB/s über den vierspurigen (zwei differentiellen Spuren) UHS-II-Bus, der eine zusätzliche Reihe physischer Pins erfordert.

Version 5.0 wurde im Februar 2016 auf der CP+ 2016 angekündigt und fügte die "Video Speed ​​Class"-Bewertungen für UHS-Karten hinzu, um Videoformate mit höherer Auflösung wie 8K zu verarbeiten . Die neuen Bewertungen definieren eine minimale Schreibgeschwindigkeit von 90 MB/s.

SDUC

Secure Digital Ultra Capacity (SDUC)-Logo; die Spezifikation definiert Karten mit einer Kapazität von mehr als 2 TB bis zu 128 TB

Das Secure Digital Ultra Capacity (SDUC)-Format, das in der SD 7.0-Spezifikation beschrieben und im Juni 2018 angekündigt wurde, unterstützt Karten mit bis zu 128 TB und bietet Geschwindigkeiten von bis zu 985 MB/s, unabhängig vom Formfaktor, entweder Micro oder Full Size. oder Schnittstellentyp einschließlich UHS-I, UHS-II, UHS-III oder SD Express. Die SD-Express-Schnittstelle kann auch mit SDHC- und SDXC-Karten verwendet werden.

exFAT-Dateisystem

SDXC- und SDUC-Karten werden normalerweise mit dem exFAT- Dateisystem formatiert , wodurch ihre Verwendung auf eine begrenzte Anzahl von Betriebssystemen beschränkt wird. Daher sind exFAT-formatierte SDXC-Karten kein 100 % universell lesbares Austauschmedium. SD-Karten können jedoch in jedes erforderliche Dateisystem neu formatiert werden.

Windows Vista (SP1) und höher und OS X (10.6.5 und höher) bieten native Unterstützung für exFAT. (Windows XP und Server 2003 können exFAT über ein optionales Update von Microsoft unterstützen.) Die meisten BSD- und Linux- Distributionen taten dies aus rechtlichen Gründen nicht; obwohl Microsoft im Linux-Kernel 5.4 die Spezifikation als Open-Source veröffentlichte und die Einbeziehung eines Exfat-Treibers erlaubte. Benutzer älterer Kernel oder BSD können Drittanbieter-Implementierungen von exFAT (als FUSE- Modul) manuell installieren , um exFAT-formatierte Volumes mounten zu können. SDXC-Karten können jedoch neu formatiert werden, um ein beliebiges Dateisystem (wie ext4 , UFS oder VFAT ) zu verwenden, wodurch die mit der Verfügbarkeit von exFAT verbundenen Einschränkungen gemildert werden.

Abgesehen von der Änderung des Dateisystems sind SDXC-Karten größtenteils abwärtskompatibel mit SDHC-Lesegeräten, und viele SDHC-Hostgeräte können SDXC-Karten verwenden, wenn sie zuerst auf das FAT32-Dateisystem neu formatiert werden.

Um jedoch vollständig mit der SDXC-Kartenspezifikation konform zu sein, sind einige SDXC-fähige Hostgeräte Firmware-programmiert, um exFAT auf Karten mit mehr als 32 GB zu erwarten. Folglich akzeptieren sie möglicherweise keine SDXC-Karten, die als FAT32 neu formatiert wurden, selbst wenn das Gerät FAT32 auf kleineren Karten unterstützt (für SDHC-Kompatibilität). Selbst wenn ein Dateisystem allgemein unterstützt wird, ist es daher nicht immer möglich, alternative Dateisysteme auf SDXC-Karten zu verwenden, je nachdem, wie streng die SDXC-Kartenspezifikation im Hostgerät implementiert wurde. Dies birgt das Risiko eines versehentlichen Datenverlusts, da ein Host-Gerät eine Karte mit einem nicht erkannten Dateisystem als leer oder beschädigt behandeln und die Karte neu formatieren kann .

Die SD Association bietet ein Formatierungsdienstprogramm für Windows und Mac OS X, das SD-, SDHC-, SDXC- und SDUC-Karten überprüft und formatiert.

Vergleich

Vergleich der SD-Kartenkapazitätsstandards
SD SDHC SDXC SDUC
Logo SD-Logo.svg SDHC-Logo.svg SDXC-Logo.svg SDUC.svg
Kapazität Mindest >2 GB >32 GB >2 TB
Max 2 GB 32 GB 2 TB 128 TB
Typischer FS FAT12 / FAT16 FAT32 exFAT exFAT

Geschwindigkeit

Die Geschwindigkeit der SD-Karte wird normalerweise durch ihre sequentielle Lese- oder Schreibgeschwindigkeit bewertet. Der Aspekt der sequentiellen Leistung ist am relevantesten für das Speichern und Abrufen großer Dateien (im Verhältnis zu Blockgrößen intern im Flash-Speicher ), wie z. B. Bilder und Multimedia. Kleine Daten (wie Dateinamen, Größen und Zeitstempel) fallen unter die viel niedrigere Geschwindigkeitsbegrenzung des Direktzugriffs , was in einigen Anwendungsfällen der einschränkende Faktor sein kann.

Bei frühen SD-Karten gaben einige Kartenhersteller die Geschwindigkeit als "mal" ("×") an, die die durchschnittliche Geschwindigkeit beim Lesen von Daten mit der des ursprünglichen CD-ROM- Laufwerks verglich . Abgelöst wurde dies durch das Speed ​​Class Rating , das eine Mindestgeschwindigkeit garantiert, mit der Daten auf die Karte geschrieben werden können.

Die neueren SD-Kartenfamilien verbessern die Kartengeschwindigkeit, indem sie die Busrate erhöhen (die Frequenz des Taktsignals, das Informationen in die und aus der Karte überträgt). Unabhängig von der Busrate kann die Karte dem Host signalisieren, dass sie "besetzt" ist, bis eine Lese- oder Schreiboperation abgeschlossen ist. Die Einhaltung einer höheren Geschwindigkeitsstufe ist eine Garantie dafür, dass die Karte die Verwendung der "Besetzt"-Anzeige einschränkt.

Bus

Standardgeschwindigkeit

SD-Karten lesen und schreiben mit einer Geschwindigkeit von 12,5 MB/s.

Schnelle Geschwindigkeit

Der High-Speed-Modus (25 MB/s) wurde eingeführt, um Digitalkameras mit der Spec-Version 1.10 zu unterstützen.

Ultrahohe Geschwindigkeit (UHS)

Der Ultra High Speed ​​(UHS)-Bus ist auf einigen SDHC- und SDXC-Karten verfügbar. Die folgenden ultrahohen Geschwindigkeiten sind angegeben:

UHS-I

Angegeben in SD-Version 3.01. Unterstützt eine Taktfrequenz von 100 MHz (eine Vervierfachung der ursprünglichen "Default Speed"), die im 4-Bit-Übertragungsmodus 50 MB/s (SDR50) übertragen könnte. Als UHS104 (SDR104) deklarierte UHS-I-Karten unterstützen ebenfalls eine Taktfrequenz von 208 MHz, die 104 MB/s übertragen könnte. Der Betrieb mit doppelter Datenrate bei 50 MHz (DDR50) ist auch in Version 3.01 spezifiziert und für microSDHC- und microSDXC-Karten mit der Kennzeichnung UHS-I obligatorisch. In diesem Modus werden vier Bits übertragen, wenn das Taktsignal ansteigt und weitere vier Bits, wenn es abfällt, wodurch ein ganzes Byte bei jedem vollen Taktzyklus übertragen wird, daher könnte eine Operation von 50 MB/s mit einem 50-MHz-Takt übertragen werden.

Es gibt eine proprietäre UHS-I-Erweiterung hauptsächlich von SanDisk, die die Übertragungsgeschwindigkeit weiter auf 170 MB/s erhöht, genannt DDR208 (oder DDR200). Im Gegensatz zu UHS-II verwendet es keine zusätzlichen Pins. Dies erreicht er, indem er die 208-MHz-Frequenz des Standard-SDR104-Modus verwendet, jedoch DDR-Transfers verwendet. Diese Erweiterung wird seitdem von Lexar für ihre 1066x-Serie (160 MB/s), Kingston Canvas Go Plus (170 MB/s) und die MyMemory PRO SD-Karte (180 MB/s) verwendet.

UHS-II
Rückseite einer Lexar UHS-II microSDHC-Karte mit der zusätzlichen Reihe von UHS-II-Anschlüssen

Spezifiziert in Version 4.0, erhöht die Datenübertragungsrate durch eine zusätzliche Pin-Reihe (insgesamt 17 Pins für Vollduplex) weiter auf ein theoretisches Maximum von 156 MB/s ( Vollduplex ) bzw. Größe und 16 Pins für Mikrokarten). Während drei Jahre nach der Spezifikation (2014) erste Implementierungen in kompakte Systemkameras zu sehen waren, dauerte es noch viele Jahre, bis UHS-II regelmäßig implementiert wurde. Anfang 2021 gab es über 50 DSLR- und kompakte Systemkameras mit UHS-II.

UHS-III

Die im Februar 2017 veröffentlichte Version 6.0 fügte dem Standard zwei neue Datenraten hinzu. FD312 bietet 312 MB/s, während FD624 das verdoppelt. Beide sind Vollduplex. Die physische Schnittstelle und das Pin-Layout sind die gleichen wie bei UHS-II, wobei die Abwärtskompatibilität beibehalten wird.

UHS-konforme Karten zeigen römische Ziffern „I“, „II“ oder „III“ neben dem SD-Kartenlogo und melden diese Funktion an das Hostgerät. Die Verwendung von UHS-I erfordert, dass das Hostgerät der Karte befiehlt, über die I/O-Schnittstellenpins von 3,3 Volt auf 1,8 Volt zu fallen und den Vier-Bit-Übertragungsmodus auszuwählen, während UHS-II einen 0,4-Volt-Betrieb erfordert.

Die höheren Geschwindigkeiten werden durch die Verwendung einer zweispurigen Niederspannungs-Differentialschnittstelle (0,4 V pp) erreicht. Jede Lane kann bis zu 156 MB/s übertragen. Im Vollduplex-Modus wird eine Lane zum Senden verwendet, während die andere zum Empfangen verwendet wird. Im Halbduplex-Modus werden beide Lanes für die gleiche Datenübertragungsrichtung verwendet, was eine doppelte Datenrate bei gleicher Taktrate ermöglicht. Die UHS-II-Schnittstelle ermöglicht nicht nur höhere Datenraten, sondern ermöglicht auch einen geringeren Stromverbrauch der Schnittstelle, eine niedrigere E/A-Spannung und eine geringere elektromagnetische Interferenz (EMI).

SD-Express

Vorder- und Rückseite einer SD-Express-Karte

Der SD-Express-Bus wurde im Juni 2018 mit der SD-Spezifikation 7.0 veröffentlicht. Es verwendet eine einzelne PCIe- Lane, um eine Vollduplex-Übertragungsgeschwindigkeit von 985 MB/s bereitzustellen. Unterstützende Karten müssen auch das NVM Express- Speicherzugriffsprotokoll implementieren . Der Express-Bus kann durch SDHC-, SDXC- und SDUC-Karten implementiert werden. Für die Verwendung älterer Anwendungen müssen SD-Express-Karten auch den High-Speed-Bus und den UHS-I-Bus unterstützen. Der Express-Bus verwendet das Pin-Layout von UHS-II-Karten wieder und reserviert den Platz für zusätzliche zwei Pins, die in Zukunft eingeführt werden könnten.

Hosts, die Version 7.0 der Spezifikation implementieren, ermöglichen SD-Karten den direkten Speicherzugriff , was die Angriffsfläche des Hosts angesichts bösartiger SD-Karten dramatisch erhöht.

Die Version 8.0 wurde am 19. Mai 2020 mit Unterstützung für zwei PCIe-Lanes mit zusätzlicher Kontaktreihe und PCIe-4.0-Übertragungsraten für eine maximale Bandbreite von 3938 MB/s angekündigt.

microSD-Express

Im Februar 2019 kündigte die SD Association microSD Express an. Die microSD-Express-Karten bieten PCI-Express- und NVMe-Schnittstellen, wie es die SD-Express-Version vom Juni 2018 tat, neben der alten microSD-Schnittstelle für fortgesetzte Abwärtskompatibilität. Die SDA hat auch visuelle Markierungen zur Kennzeichnung von microSD Express-Speicherkarten veröffentlicht, um die Zuordnung von Karte und Gerät für eine optimale Geräteleistung zu erleichtern.

Vergleich der Busgeschwindigkeit

Vergleich der SD-Kartenbusgeschwindigkeiten
Busschnittstelle Buslogo Busgeschwindigkeit PCIe-Lanes Duplex Kartentypen Spezifikationsversion
SD SDHC SDXC SDUC
Standardgeschwindigkeit N / A 12,5 MB/s N / A Jawohl Jawohl Jawohl Jawohl 1,01
Schnelle Geschwindigkeit N / A 25 MB/s 1,10
UHS-I UHS-I.svg 50 MB/s Halb voll Nein 3.01
104 MB/s Halb
180 MB/s* Halb N / A
UHS-II UHS-II.svg 156 MB/s Voll 4.00
312 MB/s Halb
UHS-III UHS-III.svg 312 MB/s Voll 6.0
624 MB/s Voll
SD-Express SDEx(kurz).svg
SExpress.svg
985 MB/s 3,1 x 1 Voll 7,0
1969 MB/s 3,1 x 2 8.0
1969 MB/s 4,0 x 1
3938 MB/s 4,0 x 2
  • *: diese Geschwindigkeit ist mit einem DDR208-Controller erreichbar

Kompatibilität

Busgeschwindigkeit von Host- und Kartenkombinationen (in MB/s)
Gastgeber
Karte
UHS-I UHS-II UHS-III ausdrücken
UHS50 UHS104 Voll Halb
UHS-I UHS50 50 50 50 50 50 50
UHS104 50 104 104 104 104 104
UHS-II Voll 50 104 156 156 156 104
Halb 50 104 156 312 312 104
UHS-III 50 104 156 312 624 104
ausdrücken 50 104 104 104 104 985

HINWEIS: Wenn der Kartenleser den DDR208-Controller an den UHS 1-Pins verwendet, arbeitet der Kartenleser mit 180 MB/s auf entsprechenden UHS 1-Karten

Klasse

64 GB SanDisk Ultra microSDXC-Karte (mit UHS-I- und UHS-Geschwindigkeitsklasse-1-Markierungen)
32 GB Lexar 1000x microSDHC-Karte (mit UHS-II- und UHS-Geschwindigkeitsklasse 3-Markierungen)
Die Vorder- und Rückseite der Sony 64GB SF-M Tough Series UHS-II SDXC Speicherkarte.

Die SD Association definiert Standard-Geschwindigkeitsklassen für SDHC/SDXC-Karten, die eine Mindestleistung (minimale serielle Datenschreibgeschwindigkeit) angeben. Sowohl die Lese- als auch die Schreibgeschwindigkeit müssen den angegebenen Wert überschreiten. Die Spezifikation definiert diese Klassen in Form von Leistungskurven, die sich in den folgenden minimalen Lese-/Schreibleistungsstufen auf einer leeren Karte und Eignung für verschiedene Anwendungen niederschlagen:

Die SD Association definiert drei Arten von Geschwindigkeitsklasseneinstufungen: die ursprüngliche Geschwindigkeitsklasse, UHS-Geschwindigkeitsklasse und Videogeschwindigkeitsklasse.

(Original) Geschwindigkeitsklasse

Die Geschwindigkeitsklassenbewertungen 2, 4 und 6 geben an, dass die Karte die jeweilige Anzahl von Megabyte pro Sekunde als minimale anhaltende Schreibgeschwindigkeit für eine Karte in einem fragmentierten Zustand unterstützt.

Klasse 10 behauptet, dass die Karte 10 MB/s als minimale nicht fragmentierte sequentielle Schreibgeschwindigkeit unterstützt und einen High-Speed-Bus-Modus verwendet. Das Hostgerät kann die Geschwindigkeitsklasse einer Karte lesen und den Benutzer warnen, wenn die Karte eine Geschwindigkeitsklasse meldet, die unter den Mindestbedarf einer Anwendung fällt. Im Vergleich dazu maß die ältere "x"-Bewertung die maximale Geschwindigkeit unter idealen Bedingungen und war vage, ob es sich um die Lesegeschwindigkeit oder die Schreibgeschwindigkeit handelte.

Das grafische Symbol für die Geschwindigkeitsklasse hat eine mit „C“ eingekreiste Zahl (C2, C4, C6 und C10).

UHS-Geschwindigkeitsklasse

UHS-I- und UHS-II-Karten können die UHS-Geschwindigkeitsklasse mit zwei möglichen Einstufungen verwenden: Klasse 1 für eine minimale Schreibleistung von mindestens 10 MB/s ('U1'-Symbol mit Nummer 1 in 'U') und Klasse 3 für mindestens Schreibleistung von 30 MB/s ('U3'-Symbol mit 3 in 'U') für die Aufnahme von 4K-Videos . Vor November 2013 wurde die Bewertung als UHS Speed ​​Grade bezeichnet und enthielt die Bewertungen 0 (kein Symbol) und 1 ('U1'-Symbol). Hersteller können auch Standard-Geschwindigkeitsklassensymbole (C2, C4, C6 und C10) neben oder anstelle der UHS-Geschwindigkeitsklasse anzeigen.

UHS-Speicherkarten funktionieren am besten mit UHS-Hostgeräten. Die Kombination ermöglicht es dem Benutzer, Videos in HD-Auflösung mit bandlosen Camcordern aufzunehmen, während er andere Funktionen ausführt. Es eignet sich auch für Echtzeitübertragungen und die Aufnahme großer HD-Videos.

Videogeschwindigkeitsklasse

Die Videogeschwindigkeitsklasse definiert eine Reihe von Anforderungen für UHS-Karten, die dem modernen MLC-NAND-Flash- Speicher entsprechen, und unterstützt progressives 4K- und 8K-Video mit minimalen sequentiellen Schreibgeschwindigkeiten von 6-90 MB/s. Die grafischen Symbole verwenden 'V' gefolgt von einer Zahl, die die Schreibgeschwindigkeit bezeichnet (V6, V10, V30, V60 und V90).

Vergleich

Vergleich der Geschwindigkeitsklassen von SD-Karten
Minimale sequentielle Schreibgeschwindigkeit Geschwindigkeitsklasse Videoformat
Empfohlene max. Bitrate Geschwindigkeitsklasse UHS-Geschwindigkeitsklasse Videogeschwindigkeitsklasse SD HD / Full-HD 4K 8 TAUSEND
2 MB/s 15 Mbit/s SDHC-Geschwindigkeitsklasse 2.svg Klasse 2 (C2) N / A N / A Jawohl Nein Nein Nein
4 MB/s 30 Mbit/s SDHC-Geschwindigkeitsklasse 4.svg Klasse 4 (C4) N / A N / A Jawohl
6 MB/s 45 Mbit/s SDHC-Geschwindigkeitsklasse 6.svg Klasse 6 (C6) N / A SD-Videogeschwindigkeitsklasse 6.svg Klasse 6 (V6) Jawohl
10 MB/s 75 Mbit/s SD-Klasse 10.svg Klasse 10 (C10) SD UHS-Geschwindigkeitsklasse 1.svg Klasse 1 (U1) SD-Videogeschwindigkeitsklasse 10.svg Klasse 10 (V10)
30 MB/s 220 Mbit/s SD-Klasse 10.svg Klasse 10 (C10) SD UHS-Geschwindigkeitsklasse 3.svg Klasse 3 (U3) SD-Videogeschwindigkeitsklasse 30.svg Klasse 30 (V30) Jawohl
60 MB/s 460 Mbit/s SD-Klasse 10.svg Klasse 10 (C10) SD UHS-Geschwindigkeitsklasse 3.svg Klasse 3 (U3) SD-Videogeschwindigkeitsklasse 60.svg Klasse 60 (V60)
90 MB/s 700 Mbit/s SD-Klasse 10.svg Klasse 10 (C10) SD UHS-Geschwindigkeitsklasse 3.svg Klasse 3 (U3) SD-Videogeschwindigkeitsklasse 90.svg Klasse 90 (V90)

Anwendungsleistungsklasse

Application Performance Class ist ein neu definierter Standard aus der SD-Spezifikation 5.1 und 6.0, der nicht nur sequentielle Schreibgeschwindigkeiten definiert, sondern auch minimale IOPS für das Lesen und Schreiben vorschreibt . Klasse A1 erfordert mindestens 1500 Lese- und 500 Schreibvorgänge pro Sekunde, während Klasse A2 4000 und 2000 IOPS erfordert. Karten der A2-Klasse benötigen Host-Treiberunterstützung, da sie Befehlswarteschlangen und Schreib-Caching verwenden, um ihre höheren Geschwindigkeiten zu erreichen. Wenn sie in einem nicht unterstützten Host verwendet werden, sind sie möglicherweise sogar langsamer als andere A1-Karten, und wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, bevor zwischengespeicherte Daten tatsächlich vom internen RAM der Karte in den internen Flash-RAM der Karte geschrieben werden, gehen diese Daten wahrscheinlich verloren.

Vergleich der Anwendungsleistungsklassen der SD-Karte
Name Minimale zufällige IOPS Mindestens anhaltendes sequentielles Schreiben
Lesen Schreiben
SD-App-Leistung 1.svg Anwendungsleistungsklasse 1 (A1) 1500 IOPS 500 IOPS 10 MB/s
SD-App-Leistung 2.svg Anwendungsleistungsklasse 2 (A2) 4000 IOPS 2000 IOPS

"×"-Bewertung

Bewertung Ca.
(MB/s)
Vergleichbare
Geschwindigkeitsklasse
16× 2.34 SDHC-Geschwindigkeitsklasse 2.svg (13×)
32× 4.69 SDHC-Geschwindigkeitsklasse 4.svg (27×)
48× 7.03 SDHC-Geschwindigkeitsklasse 6.svg (40×)
100× 14,6 SD-Klasse 10.svg (67×)

Das von einigen Kartenherstellern verwendete und durch Geschwindigkeitsklassen obsolete "x"-Rating ist ein Vielfaches der Standard- CD-ROM- Laufwerkgeschwindigkeit von 150  KB/s (ca. 1,23  Mbit/s ). Basiskarten übertragen Daten mit bis zu sechsfacher (6-facher) CD-ROM-Geschwindigkeit; also 900 KB/s oder 7,37 Mbit/s. Die 2.0-Spezifikation definiert Geschwindigkeiten bis zu 200×, ist jedoch nicht so spezifisch wie Geschwindigkeitsklassen für die Geschwindigkeitsmessung. Hersteller können die besten Geschwindigkeiten angeben und die schnellste Lesegeschwindigkeit der Karte angeben, die normalerweise schneller ist als die Schreibgeschwindigkeit. Einige Anbieter, darunter Transcend und Kingston , geben die Schreibgeschwindigkeit ihrer Karten an. Wenn eine Karte sowohl eine Geschwindigkeitsklasse als auch eine "X"-Bewertung aufführt, kann für letztere nur eine Lesegeschwindigkeit angenommen werden.

Reale Leistung

In Anwendungen, die einen anhaltenden Schreibdurchsatz erfordern, wie z. B. Videoaufzeichnungen, kann das Gerät möglicherweise nicht zufriedenstellend funktionieren, wenn die Klasseneinstufung der SD-Karte unter eine bestimmte Geschwindigkeit fällt. Ein High-Definition- Camcorder kann beispielsweise eine Karte von mindestens Klasse 6 erfordern, was zu Aussetzern oder beschädigten Videos führt, wenn eine langsamere Karte verwendet wird. Digitalkameras mit langsamen Karten können nach dem Fotografieren eine merkliche Zeit in Anspruch nehmen, bevor sie für das nächste Bild bereit sind, während die Kamera das erste Bild schreibt.

Die Geschwindigkeitsklassenbewertung charakterisiert die Kartenleistung nicht vollständig. Unterschiedliche Karten derselben Klasse können erheblich variieren, während sie die Klassenspezifikationen erfüllen. Die Geschwindigkeit einer Karte hängt von vielen Faktoren ab, darunter:

  • Die Häufigkeit von Soft Errors, die der Controller der Karte erneut versuchen muss
  • Schreibverstärkung : Der Flash-Controller muss möglicherweise mehr Daten überschreiben als angefordert. Dies hat mit der Durchführung von Read-Modify-Write-Operationen an Schreibblöcken zu tun, wodurch (die viel größeren) Löschblöcke freigegeben werden, während Daten verschoben werden, um ein Wear-Leveling zu erreichen .
  • Dateifragmentierung : Wenn nicht genügend Speicherplatz für eine Datei in einem zusammenhängenden Bereich vorhanden ist, wird sie in nicht zusammenhängende Fragmente aufgeteilt. Dies verursacht keine Rotations- oder Kopfbewegungsverzögerungen wie bei elektromechanischen Festplatten , kann jedoch die Geschwindigkeit verringern⁠ ⁠ ⁠―, indem beispielsweise zusätzliche Lesevorgänge und Berechnungen erforderlich sind, um zu bestimmen, wo auf der Karte das nächste Fragment der Datei gespeichert ist.

Außerdem kann die Geschwindigkeit zwischen dem Schreiben einer großen Datenmenge in eine einzelne Datei ( sequentieller Zugriff , wie wenn eine Digitalkamera große Fotos oder Videos aufnimmt) und dem Schreiben einer großen Anzahl kleiner Dateien (ein bei Smartphones üblicher Direktzugriff ). Eine Studie im Jahr 2012 , dass gefunden, in dieser Schreib-Lese-Anwendung, einige Klassen 2 Karten eine Schreibgeschwindigkeit von 1,38 erreicht  MB / s , während alle Karten der Klasse getestet 6 oder höher (und einigen Unterklassen : Klasse senken nicht unbedingt Mittelwert bessere Leistung bei kleinen Dateien), einschließlich der von großen Herstellern, waren über 100-mal langsamer. Im Jahr 2014 maß ein Blogger einen 300-fachen Leistungsunterschied bei kleinen Schreibvorgängen; Diesmal war die beste Karte in dieser Kategorie eine Karte der Klasse 4.

Merkmale

Kartensicherheit

Karten können ihre Inhalte vor Löschung oder Änderung schützen, den Zugriff durch nicht autorisierte Benutzer verhindern und urheberrechtlich geschützte Inhalte mithilfe der digitalen Rechteverwaltung schützen.

Befehle zum Deaktivieren von Schreibvorgängen

Das Hostgerät kann der SD-Karte befehlen, schreibgeschützt zu werden (um nachfolgende Befehle zum Schreiben von Informationen abzulehnen). Es gibt sowohl reversible als auch irreversible Hostbefehle, die dies erreichen.

Schreibschutzkerbe

Entsperrte und gesperrte SD-Karten
Die Sony 64GB SF-M Tough Series UHS-II SDXC Speicherkarte ist eine der wenigen Karten auf dem Markt ohne Schiebelasche an der Schreibschutzkerbe.

Die meisten SD-Karten voller Größe verfügen über einen "mechanischen Schreibschutzschalter", der es dem Benutzer ermöglicht, dem Host-Computer mitzuteilen, dass der Benutzer möchte, dass das Gerät als schreibgeschützt behandelt wird. Dies schützt die Daten auf der Karte nicht, wenn der Host kompromittiert wird: "Es liegt in der Verantwortung des Hosts, die Karte zu schützen. Die Position des Schreibschutzschalters ist der internen Schaltung der Karte unbekannt." Einige Hostgeräte unterstützen keinen Schreibschutz, der eine optionale Funktion der SD-Spezifikation ist, und Treiber und Geräte, die einer schreibgeschützten Anzeige folgen, können dem Benutzer die Möglichkeit geben, diesen zu überschreiben.

Der Schalter ist eine Schiebelasche, die eine Kerbe in der Karte abdeckt. Die Formate miniSD und microSD unterstützen zwar nicht direkt eine Schreibschutzkerbe, können aber in Full-Size-Adapter eingesetzt werden, die dies tun.

Bei Betrachtung der SD-Karte von oben muss die rechte Seite (die Seite mit der abgeschrägten Ecke) eingekerbt sein.

Auf der linken Seite befindet sich möglicherweise eine Schreibschutzkerbe. Wird die Kerbe weggelassen, kann die Karte gelesen und beschrieben werden. Wenn die Karte eingekerbt ist, ist sie schreibgeschützt. Wenn die Karte eine Kerbe und eine Gleitlasche aufweist, die die Kerbe bedeckt, kann der Benutzer die Lasche nach oben (in Richtung der Kontakte) schieben, um die Karte als lesend/schreibend zu deklarieren, oder nach unten, um sie als schreibgeschützt zu deklarieren. Das Diagramm rechts zeigt eine orangefarbene Schreibschutzlasche sowohl in der entsperrten als auch in der gesperrten Position.

Karten, die mit Inhalten verkauft werden, die nicht geändert werden dürfen, sind dauerhaft als schreibgeschützt gekennzeichnet, indem sie eine Kerbe und keine Schiebelasche haben.

Kartenpasswort

MicroSD-auf-SD-Adapter (links), microSD-auf-miniSD-Adapter (Mitte), microSD-Karte (rechts)

Ein Host-Gerät kann eine SD-Karte mit einem Passwort von bis zu 16 Byte sperren, das normalerweise vom Benutzer bereitgestellt wird. Eine gesperrte Karte interagiert normal mit dem Hostgerät, außer dass sie Befehle zum Lesen und Schreiben von Daten ablehnt. Eine gesperrte Karte kann nur durch Angabe des gleichen Passworts entsperrt werden. Das Host-Gerät kann nach Eingabe des alten Kennworts ein neues Kennwort festlegen oder die Sperrung deaktivieren. Ohne das Passwort (normalerweise für den Fall, dass der Benutzer das Passwort vergisst), kann das Host-Gerät der Karte befehlen, alle Daten auf der Karte zur späteren Wiederverwendung zu löschen (außer Kartendaten unter DRM), aber es gibt keine Möglichkeit Zugriff auf die vorhandenen Daten zu erhalten.

Windows Phone 7- Geräte verwenden SD-Karten, die nur für den Zugriff durch den Telefonhersteller oder Mobilfunkanbieter bestimmt sind. Eine unter dem Akkufach in das Telefon eingelegte SD-Karte wird "mit einem automatisch generierten Schlüssel am Telefon gesperrt", so dass "die SD-Karte nicht von einem anderen Telefon, Gerät oder PC gelesen werden kann". Symbian- Geräte gehören jedoch zu den wenigen, die die erforderlichen Low-Level-Formatierungsvorgänge auf gesperrten SD-Karten ausführen können. Es ist daher möglich, ein Gerät wie das Nokia N8 zu verwenden, um die Karte für die spätere Verwendung in anderen Geräten neu zu formatieren.

smartSD-Karten

Eine SmartSD-Speicherkarte ist eine microSD-Karte mit einem internen "sicheren Element", das die Übertragung von ISO 7816 Application Protocol Data Unit- Befehlen an beispielsweise JavaCard- Applets ermöglicht, die auf dem internen sicheren Element über den SD-Bus laufen.

Einige der frühesten Versionen von microSD-Speicherkarten mit sicheren Elementen wurden 2009 von DeviceFidelity, Inc. entwickelt , einem Pionier in der Nahfeldkommunikation (NFC) und mobilen Zahlungen , mit der Einführung von In2Pay- und CredenSE-Produkten, die später für Mobilgeräte kommerzialisiert und zertifiziert wurden kontaktlose Transaktionen von Visa im Jahr 2010. DeviceFidelity passte auch die In2Pay microSD an, um mit dem Apple iPhone über die iCaisse zu funktionieren, und war 2010 Pionier der ersten NFC-Transaktionen und mobilen Zahlungen auf einem Apple-Gerät.

Für Zahlungsanwendungen und sichere Authentifizierung wurden verschiedene Implementierungen von SmartSD-Karten durchgeführt. Im Jahr 2012 ging Good Technology eine Partnerschaft mit DeviceFidelity ein, um microSD-Karten mit sicheren Elementen für die mobile Identität und Zugangskontrolle zu verwenden .

microSD-Karten mit Secure Elements- und NFC- Unterstützung ( Near Field Communication ) werden für mobile Zahlungen verwendet und wurden in mobilen Geldbörsen und mobilen Banking-Lösungen für Verbraucher verwendet, von denen einige von großen Banken auf der ganzen Welt, einschließlich Bank ., eingeführt wurden of America , US Bank und Wells Fargo , während andere Teil innovativer neuer Direct-to-Consumer- Neobank- Programme wie Moneto waren , die erstmals 2012 eingeführt wurden.

microSD-Karten mit Secure Elements wurden auch für die sichere Sprachverschlüsselung auf mobilen Geräten verwendet, die eine der höchsten Sicherheitsstufen bei der persönlichen Sprachkommunikation ermöglichen. Solche Lösungen werden stark in der Intelligenz und Sicherheit verwendet.

Im Jahr 2011 hat sich HID Global mit der Arizona State University zusammengetan , um Campus-Zugangslösungen für Studenten auf den Markt zu bringen, die microSD mit Secure Element und MiFare- Technologie von DeviceFidelity, Inc. verwenden . Dies war das erste Mal, dass normale Mobiltelefone verwendet werden konnten, um Türen ohne elektronische Zugangsschlüssel zu öffnen.

Verbesserungen beim Anbieter

SD-Karten mit dualen Schnittstellen: SD und USB

Anbieter haben versucht, ihre Produkte durch verschiedene anbieterspezifische Merkmale auf dem Markt zu differenzieren:

  • Integriertes Wi-Fi – Mehrere Unternehmen produzieren SD-Karten mit integrierten Wi-Fi-Transceivern, die statische Sicherheit unterstützen (WEP 40; 104; und 128, WPA-PSK und WPA2-PSK). Mit der Karte kann jede Digitalkamera mit SD-Steckplatz aufgenommene Bilder über ein drahtloses Netzwerk übertragen oder die Bilder im Speicher der Karte speichern, bis sie sich in Reichweite eines drahtlosen Netzwerks befindet. Beispiele sind: Eye-Fi / SanDisk , Transcend Wi-Fi , Toshiba FlashAir , Trek Flucard , PQI Air Card und LZeal ez Share . Einige Models geotaggen ihre Bilder.
  • Vorinstallierte Inhalte – Im Jahr 2006 kündigte SanDisk Gruvi an , eine microSD-Karte mit zusätzlichen Funktionen zur Verwaltung digitaler Rechte, die als Medium zum Veröffentlichen von Inhalten gedacht war. SanDisk kündigte 2008 erneut vorinstallierte Karten unter dem Namen SlotMusic an , diesmal ohne die DRM-Fähigkeiten der SD-Karte. Im Jahr 2011 bot SanDisk verschiedene Sammlungen von 1000 Songs auf einer einzigen SlotMusic-Karte für etwa 40 US-Dollar an, die jetzt auf kompatible Geräte beschränkt sind und die Dateien nicht kopieren können.
  • Integrierter USB-Anschluss – Das SanDisk SD Plus- Produkt kann direkt an einen USB- Port angeschlossen werden, ohne dass ein USB-Kartenleser erforderlich ist. Andere Unternehmen führten vergleichbare Produkte ein, wie das Duo SD- Produkt von OCZ Technology und das 3-Wege- Produkt (microSDHC, SDHC und USB) von A-DATA, das erst 2008 erhältlich war.
  • Verschiedene Farben – SanDisk hat verschiedene Farben von Kunststoff- oder Klebeetiketten verwendet, darunter eine „Gaming“-Zeile in durchscheinenden Kunststofffarben, die die Kapazität der Karte anzeigt.
  • Integriertes Display – Im Jahr 2006 kündigte A-DATA eine Super Info SD- Karte mit einem digitalen Display an, das ein zweistelliges Etikett aufwies und die Menge des ungenutzten Speichers auf der Karte anzeigte.

SDIO-Karten

Kamera, die die SDIO-Schnittstelle verwendet, um eine Verbindung zu einigen HP iPAQ-Geräten herzustellen

Eine SDIO-Karte (Secure Digital Input Output) ist eine Erweiterung der SD-Spezifikation, um E/A-Funktionen abzudecken. SDIO-Karten sind nur in Host-Geräten voll funktionsfähig, die ihre Eingabe-Ausgabe-Funktionen unterstützen (typischerweise PDAs wie Palm Treo , aber gelegentlich Laptops oder Mobiltelefone). Diese Geräte können den SD-Steckplatz verwenden, um GPS- Empfänger, Modems , Barcode-Lesegeräte , UKW- Radiotuner, TV-Tuner, RFID- Lesegeräte, Digitalkameras und Schnittstellen zu Wi-Fi , Bluetooth , Ethernet und IrDA zu unterstützen . Viele andere SDIO-Geräte wurden vorgeschlagen, aber es ist jetzt üblicher, dass E/A-Geräte über die USB-Schnittstelle angeschlossen werden.

SDIO-Karten unterstützen die meisten Speicherbefehle von SD-Karten. SDIO-Karten können als acht logische Karten strukturiert werden, obwohl derzeit die typische Art und Weise, wie eine SDIO-Karte diese Fähigkeit nutzt, darin besteht, sich selbst als eine E/A-Karte und eine Speicherkarte zu strukturieren.

Die Schnittstellen SDIO und SD sind mechanisch und elektrisch identisch. Host-Geräte, die für SDIO-Karten gebaut wurden, akzeptieren im Allgemeinen SD-Speicherkarten ohne E/A-Funktionen. Das Gegenteil ist jedoch nicht der Fall, da Host-Geräte geeignete Treiber und Anwendungen benötigen, um die I/O-Funktionen der Karte zu unterstützen. Beispielsweise funktioniert eine HP SDIO-Kamera normalerweise nicht mit PDAs, die sie nicht als Zubehör auflisten. Das Einsetzen einer SDIO-Karte in einen beliebigen SD-Steckplatz verursacht keine physischen Schäden oder Unterbrechungen des Host-Geräts, aber Benutzer können frustriert sein, dass die SDIO-Karte nicht vollständig funktioniert, wenn sie in einen scheinbar kompatiblen Steckplatz eingesetzt wird. (USB- und Bluetooth-Geräte weisen vergleichbare Kompatibilitätsprobleme auf, wenn auch in geringerem Maße dank standardisierter USB-Geräteklassen und Bluetooth-Profilen .)

Die SDIO- Familie umfasst Low-Speed- und Full-Speed-Karten. Beide Arten von SDIO-Karten unterstützen SPI- und One-Bit-SD-Bustypen. Low-Speed-SDIO-Karten dürfen auch den 4-Bit-SD-Bus unterstützen; Zur Unterstützung des 4-Bit-SD-Busses sind Full-Speed-SDIO-Karten erforderlich. Um eine SDIO-Karte als "Kombikarte" (sowohl für Speicher als auch für E/A) zu verwenden, muss das Hostgerät zuerst den Vier-Bit-SD-Bus-Betrieb auswählen. Zwei weitere einzigartige Merkmale von Low-Speed ​​SDIO sind eine maximale Taktrate von 400 kHz für die gesamte Kommunikation und die Verwendung von Pin 8 als "Interrupt", um zu versuchen, einen Dialog mit dem Host-Gerät zu initiieren.

Karten zusammenstellen

Das Ein-Bit-SD-Protokoll wurde vom MMC-Protokoll abgeleitet, das die Möglichkeit vorsah, bis zu drei Karten auf einen Bus mit gemeinsamen Signalleitungen zu legen. Die Karten verwenden Open-Collector- Schnittstellen, bei denen eine Karte eine Leitung auf den Niederspannungspegel ziehen kann; die Leitung ist auf dem hohen Spannungspegel (wegen eines Pull-Up-Widerstands ), wenn keine Karte sie niedrig zieht. Obwohl sich die Karten Takt- und Signalleitungen teilten, hatte jede Karte ihre eigene Chipauswahlleitung, um zu erkennen, dass das Hostgerät sie ausgewählt hatte.

Das SD-Protokoll sah die Möglichkeit vor, 30 Karten ohne separate Chipauswahlleitungen zusammenzufassen. Das Host-Gerät würde Befehle an alle Karten senden und die Karte identifizieren, um auf den Befehl unter Verwendung ihrer eindeutigen Seriennummer zu antworten.

In der Praxis werden Karten selten zusammengefaßt, da der Betrieb mit offenem Kollektor bei hohen Geschwindigkeiten Probleme bereitet und den Stromverbrauch erhöht. Neuere Versionen der SD-Spezifikation empfehlen separate Leitungen zu jeder Karte.

Kompatibilität

Hostgeräte, die neueren Versionen der Spezifikation entsprechen, bieten Abwärtskompatibilität und akzeptieren ältere SD-Karten. SDXC-Hostgeräte akzeptieren beispielsweise alle früheren Familien von SD-Speicherkarten, und SDHC-Hostgeräte akzeptieren auch Standard-SD-Karten.

Ältere Hostgeräte unterstützen im Allgemeinen keine neueren Kartenformate, und selbst wenn sie die von der Karte verwendete Busschnittstelle unterstützen, können mehrere Faktoren auftreten:

  • Eine neuere Karte bietet möglicherweise eine größere Kapazität, als das Hostgerät verarbeiten kann (über 4 GB für SDHC, über 32 GB für SDXC).
  • Eine neuere Karte verwendet möglicherweise ein Dateisystem, das das Host-Gerät nicht navigieren kann ( FAT32 für SDHC, exFAT für SDXC)
  • Die Verwendung einer SDIO-Karte erfordert, dass das Hostgerät für die Ein-/Ausgabefunktionen der Karte ausgelegt ist.
  • Die Hardware-Schnittstelle der Karte wurde ab der Version 2.0 (neue High-Speed-Bustakte, Neudefinition der Speicherkapazitätsbits ) und der SDHC- Familie (Ultra-High-Speed ​​(UHS)-Bus) geändert.
  • UHS-II hat physikalisch mehr Pins, ist aber abwärtskompatibel zu UHS-I und Nicht-UHS für Steckplatz und Karte.
  • Einige Anbieter produzierten SDSC-Karten über 1 GB, bevor die SDA eine Methode dafür standardisiert hatte.
SD-Kompatibilitätstabelle
Karte
Slot
SDSC SDHC SDHC
UHS
SDXC SDXC
UHS
SDIO
SDSC Teilweise FAT16, < 4 GB FAT16, < 4 GB Nein Nein Nein
SDHC Jawohl Jawohl Jawohl FAT32 FAT32 Nein
SDHC UHS Jawohl Jawohl Jawohl FAT32 FAT32 Nein
SDXC Jawohl Jawohl Jawohl Jawohl Jawohl Nein
SDXC UHS Jawohl Jawohl Jawohl Jawohl Jawohl Nein
SDIO Variiert Variiert Variiert Variiert Variiert Jawohl

Märkte

Aufgrund ihrer kompakten Größe werden Secure Digital-Karten in vielen Unterhaltungselektronikgeräten verwendet und sind zu einem weit verbreiteten Mittel zum Speichern von mehreren Gigabyte an Daten in einer kleinen Größe geworden. Geräte, bei denen der Benutzer Karten häufig entfernen und ersetzen kann, wie z. B. Digitalkameras , Camcorder und Videospielkonsolen , verwenden in der Regel Karten in voller Größe. Geräte, bei denen eine geringe Größe im Vordergrund steht, wie Mobiltelefone , Action-Kameras wie die GoPro Hero- Serie und Kameradrohnen , verwenden in der Regel microSD-Karten.

Mobiltelefone

Die microSD-Karte hat dazu beigetragen, den Smartphone-Markt voranzutreiben, indem sie sowohl Herstellern als auch Verbrauchern mehr Flexibilität und Freiheit bietet.

Während Cloud - Speicher ist abhängig von stabilen Internetverbindung und ausreichend voluminös Datenpläne , Speicherkarten in mobilen Geräten bieten ortsunabhängigen und privaten Speichererweiterung mit einer viel höheren Übertragungsraten und ohne Latenz (Engineering) ( § realen Leistungsfähigkeit ), so dass Anwendungen wie Fotografie und Videoaufnahme . Während die Daten intern gespeicherten gemauerten Vorrichtungen ist nicht zugänglich , auf der Speicherkarte gespeicherten Daten können extern durch den Benutzer zugegriffen werden geborgen und Massenspeichergerät. Ein Vorteil gegenüber der USB- Speichererweiterung für unterwegs ist die kompromisslose Ergonomie . Die Verwendung einer Speicherkarte schützt auch den nicht austauschbaren internen Speicher des Mobiltelefons vor Abnutzung durch schwere Anwendungen wie übermäßige Kameranutzung und tragbare FTP-Server, die über WiFi Direct gehostet werden . Durch die technische Weiterentwicklung von Speicherkarten können Nutzer bestehender mobiler Geräte ihren Speicher mit der Zeit immer weiter und preiswürdiger erweitern.

Neuere Versionen wichtiger Betriebssysteme wie Windows Mobile und Android ermöglichen die Ausführung von Anwendungen auf microSD-Karten, wodurch Möglichkeiten für neue Nutzungsmodelle für SD-Karten in den Märkten für mobile Computer geschaffen und der verfügbare interne Speicherplatz freigegeben wird.

Bei Geräten, die nur wenig nichtflüchtigen Speicher benötigen, wie beispielsweise Senderspeicher in kleinen Radios, sind SD-Karten nicht die wirtschaftlichste Lösung. Sie sind möglicherweise auch nicht die beste Wahl für Anwendungen, die höhere Speicherkapazitäten oder Geschwindigkeiten erfordern, als von anderen Flashkartenstandards wie CompactFlash bereitgestellt . Diese Einschränkungen können durch sich entwickelnde Speichertechnologien, wie die neuen SD 7.0-Spezifikationen, die Speicherkapazitäten von bis zu 128 TB ermöglichen, behoben werden.

Viele PCs aller Art, einschließlich Tablets und Mobiltelefone, verwenden SD-Karten, entweder über eingebaute Steckplätze oder über einen aktiven elektronischen Adapter. Es gibt Adapter für die PC-Karte , ExpressBus, USB , FireWire und den parallelen Druckeranschluss . Aktive Adapter ermöglichen auch die Verwendung von SD-Karten in Geräten, die für andere Formate wie CompactFlash ausgelegt sind . Der FlashPath- Adapter ermöglicht die Verwendung von SD-Karten in einem Diskettenlaufwerk .

Einige Geräte wie das Samsung Galaxy Fit (2011) und das Samsung Galaxy Note 8.0 (2013) verfügen über ein außenliegendes und von Hand zugängliches SD-Kartenfach, während es sich bei anderen Geräten unter dem Akkudeckel befindet. Neuere Mobiltelefone verwenden ein Nadelloch-Auswurfsystem für das Fach, in dem sowohl die Speicherkarte als auch die SIM-Karte untergebracht sind .

Fälschungen

Samsung Pro 64 GB microSDXC Original (links) und Fälschung (rechts): Die Fälschung soll 64 GB Kapazität haben, aber nur 8 GB (Klasse 4 Geschwindigkeit) sind nutzbar: Beim Versuch, mehr als 8 GB zu schreiben, kommt es zu Datenverlust . Wird auch für SanDisk 64 GB Fälschungen verwendet.
Bilder von echten, fragwürdigen und gefälschten microSD-Karten (Secure Digital) vor und nach der Entkapselung. Details an der Quelle , Foto von Andrew Huang .

Auf dem Markt sind häufig falsch gekennzeichnete oder gefälschte Secure Digital-Karten zu finden, die eine gefälschte Kapazität melden oder langsamer laufen als gekennzeichnet. Es gibt Softwaretools, um gefälschte Produkte zu überprüfen und zu erkennen . Bei der Erkennung von gefälschten Karten werden in der Regel Dateien mit zufälligen Daten auf die SD-Karte kopiert , bis die Kapazität der Karte erreicht ist, und dann wieder zurückkopiert. Die zurückkopierten Dateien können entweder durch Vergleichen von Prüfsummen (zB MD5 ) oder durch Komprimieren getestet werden . Letzterer Ansatz nutzt die Tatsache, dass gefälschte Karten es dem Benutzer ermöglichen, Dateien zurückzulesen, die dann aus leicht komprimierbaren einheitlichen Daten bestehen (z. B. wiederholte 0xFFs ).

Digitalkameras

SD-Karte in einer DSLR- Kamera

SD / MMC - Karten ersetzt Toshiba s‘ Smartmedia - Karte als dominierendes Format Speicherkarte in Digitalkameras verwendet. Im Jahr 2001 hatte SmartMedia eine Nutzung von fast 50 % erreicht, aber bis 2005 hatte SD/MMC über 40 % des Digitalkameramarktes erreicht und der Anteil von SmartMedia war bis 2007 eingebrochen.

Zu dieser Zeit verwendeten alle führenden Digitalkamerahersteller SD in ihren Consumer-Produktlinien, darunter Canon , Casio , Fujifilm , Kodak , Leica , Nikon , Olympus , Panasonic , Pentax , Ricoh , Samsung und Sony . Früher, Olympus und Fujifilm verwendet XD-Picture Cards (xD - Karten) ausschließlich, während Sony nur verwendet Memory Stick ; bis Anfang 2010 unterstützten alle drei SD.

Einige Prosumer und professionelle Digitalkameras weiterhin bieten Compactflash (CF), entweder auf einem zweiten Kartenschlitz oder als einzige Lagerung, wie CF viele höheren maximalen Kapazitäten unterstützt und historisch war billiger für die gleiche Kapazität.

Secure Digital-Speicherkarten können in Sony XDCAM EX- Camcordern mit einem Adapter und in Panasonic P2-Kartengeräten mit einem MicroP2- Adapter verwendet werden.

Persönliche Computer

Obwohl viele PCs SD-Karten als zusätzliches Speichergerät über einen eingebauten Steckplatz aufnehmen oder SD-Karten mit Hilfe eines USB-Adapters aufnehmen können, können SD-Karten nicht als primäre Festplatte über den integrierten ATA- Controller verwendet werden, da keine der die SD-Kartenvarianten unterstützen die ATA-Signalisierung. Die Verwendung der primären Festplatte erfordert einen separaten SD-Controller-Chip oder einen SD-to-CompactFlash-Konverter. Auf Computern, die Bootstrapping von einer USB-Schnittstelle unterstützen, kann jedoch eine SD-Karte in einem USB-Adapter die primäre Festplatte sein, vorausgesetzt, sie enthält ein Betriebssystem, das den USB-Zugriff unterstützt, sobald der Bootstrap abgeschlossen ist.

In Laptops und Tablet - Computer , Speicherkarten in einem integrierten Kartenleser bieten einen ergonomischen Vorteil gegenüber USB - Flash - Laufwerken , da diese Sticks aus dem Gerät, und die Benutzer müßten vorsichtig nicht sein , es zu stoßen , während das Gerät zu transportieren, die geeignet ist , den USB-Port beschädigen. Speicherkarten haben eine einheitliche Form und reservieren keinen USB-Anschluss, wenn sie in den dedizierten Kartensteckplatz eines Computers eingesetzt werden.

Seit Ende 2009 können neuere Apple- Computer mit installierten SD-Kartenlesern in macOS von SD-Speichergeräten booten , wenn sie richtig im Mac OS Extended- Dateiformat formatiert und die Standardpartitionstabelle auf GUID-Partitionstabelle eingestellt ist . (Siehe Andere Dateisysteme unten).

SD-Karten werden bei Besitzern von Vintage-Computern wie dem 8-Bit-Atari immer beliebter . Heutzutage wird beispielsweise SIO2SD ( SIO ist ein Atari-Port zum Anschluss externer Geräte) verwendet. Software für einen 8-Bit-Atari kann auf einer SD-Karte enthalten sein, die weniger als 4-8 GB Festplattengröße hat (2019).

Eingebettete Systeme

Ein Shield ( Daughterboard ), das Arduino- Prototyping-Mikroprozessoren Zugriff auf SD-Karten ermöglicht

Im Jahr 2008 spezifizierte die SDA Embedded SD, um "bekannte SD-Standards zu nutzen", um nicht entfernbare Geräte im SD-Stil auf Leiterplatten zu ermöglichen. Dieser Standard wurde jedoch nicht vom Markt übernommen, während der MMC- Standard zum De-facto-Standard für eingebettete Systeme wurde. SanDisk bietet solche eingebetteten Speicherkomponenten unter der Marke iNAND an.

Die meisten modernen Mikrocontroller verfügen über eine integrierte SPI- Logik, die mit einer SD-Karte verbunden werden kann, die im SPI-Modus arbeitet und einen nichtflüchtigen Speicher bereitstellt. Auch wenn einem Mikrocontroller die SPI-Funktion fehlt, kann die Funktion durch Bit-Banging emuliert werden . Zum Beispiel kombiniert ein Homebrew- Hack die freien General Purpose Input/Output (GPIO)-Pins des Prozessors des Linksys WRT54G- Routers mit MMC-Unterstützungscode aus dem Linux-Kernel . Diese Technik kann einen Durchsatz von bis zu 1,6 Mbit/s erreichen .

Musikvertrieb

Vorbespielte microSDs wurden verwendet, um Musik unter den Marken slotMusic und slotRadio von SanDisk und MQS von Astell&Kern zu vermarkten .

Technische Details

Physische Größe

Die SD-Kartenspezifikation definiert drei physikalische Größen. Die SD- und SDHC-Familien sind in allen drei Größen erhältlich, die SDXC- und SDUC-Familien sind jedoch nicht in der Mini-Größe und die SDIO-Familie nicht in der Micro-Größe erhältlich. Kleinere Karten können durch Verwendung eines passiven Adapters in größeren Steckplätzen verwendet werden.

Standard

Größenvergleich der Familien: SD (blau), miniSD (grün), microSD (rot)
  • SD (SDSC), SDHC, SDXC, SDIO, SDUC
  • 32 mm × 24 mm × 2,1 mm ( 1+1764  Zoll ×  1516  Zoll ×  564  Zoll)
  • 32 mm × 24 mm × 1,4 mm ( 1+1764  Zoll ×  1516  Zoll ×  116  Zoll)(so dünn wie MMC) fürThin SD(selten)

MiniSD

  • miniSD, miniSDHC, miniSDIO
  • 21,5 mm × 20 mm × 1,4 mm ( 27 / 32  in ×  25 / 32  in ×  1 / 16  in)

microSD

Der Mikroformfaktor ist das kleinste SD-Kartenformat.

  • microSD, microSDHC, microSDXC, microSDUC
  • 15 mm × 11 mm × 1 mm ( 19 / 32  in ×  7 / 16  in ×  3 / 64  in)

Übertragungsmodi

Karten können verschiedene Kombinationen der folgenden Bustypen und Übertragungsmodi unterstützen. Der SPI-Busmodus und der Ein-Bit-SD-Busmodus sind für alle SD-Familien obligatorisch, wie im nächsten Abschnitt erläutert. Sobald das Hostgerät und die SD-Karte einen Busschnittstellenmodus ausgehandelt haben, ist die Verwendung der nummerierten Pins für alle Kartengrößen gleich.

  • SPI-Busmodus: Serial Peripheral Interface Bus wird hauptsächlich von eingebetteten Mikrocontrollern verwendet . Dieser Bustyp unterstützt nur eine 3,3-Volt-Schnittstelle. Dies ist der einzige Bustyp, der keine Host-Lizenz erfordert.
  • Ein-Bit-SD-Bus-Modus: Getrennte Befehls- und Datenkanäle und ein proprietäres Übertragungsformat.
  • Vier-Bit-SD-Busmodus: Verwendet zusätzliche Pins plus einige neu zugewiesene Pins. Dies ist das gleiche Protokoll wie der Ein-Bit-SD-Busmodus, der einen Befehl und vier Datenleitungen für eine schnellere Datenübertragung verwendet. Alle SD-Karten unterstützen diesen Modus. UHS-I und UHS-II benötigen diesen Bustyp.
  • Zwei differenzielle Leitungen SD UHS-II-Modus: Verwendet zwei differenzielle Niederspannungsschnittstellen zur Übertragung von Befehlen und Daten. UHS-II-Karten enthalten diese Schnittstelle zusätzlich zu den SD-Bus-Modi.

Die physikalische Schnittstelle besteht aus 9 Pins, außer dass die miniSD-Karte zwei nicht verbundene Pins in der Mitte hinzufügt und die microSD-Karte einen der beiden V SS (Ground)-Pins weglässt .

Offizielle PIN-Nummern für jeden Kartentyp (von oben nach unten): MMC , SD, miniSD, microSD. Dies zeigt die Weiterentwicklung der älteren MMC, auf der SD basiert. HINWEIS: Diese Zeichnung zeigt keine 8 neuen UHS-II-Kontakte, die in Spezifikation 4.0 hinzugefügt wurden.
SPI-Busmodus
MMC-
Pin
SD-
Pin
miniSD-
Pin
microSD-
Pin
Name E/A Logik Beschreibung
1 1 1 2 nCS ich PP SPI-Kartenauswahl [CS] (Negative Logik)
2 2 2 3 DI ich PP Serielle SPI-Daten in [MOSI]
3 3 3 VSS S S Boden
4 4 4 4 VDD S S Leistung
5 5 5 5 CLK ich PP Serieller SPI-Takt [SCLK]
6 6 6 6 VSS S S Boden
7 7 7 7 TUN Ö PP SPI-Serieller Datenausgang [MISO]
8 8 8 NC
nIRQ
.
Ö
.
OD
Unbenutzt (Speicherkarten)
Interrupt (SDIO-Karten) (negative Logik)
9 9 1 NC . . Ungebraucht
10 NC . . Reserviert
11 NC . . Reserviert
Ein-Bit-SD-Bus-Modus
MMC-
Pin
SD-
Pin
miniSD-
Pin
microSD-
Pin
Name E/A Logik Beschreibung
1 1 1 2 CD E/A . Kartenerkennung (durch Host) und
Nicht-SPI-Moduserkennung (durch Karte)
2 2 2 3 CMD E/A PP,
AD
Befehl,
Antwort
3 3 3 VSS S S Boden
4 4 4 4 VDD S S Leistung
5 5 5 5 CLK ich PP Serielle Uhr
6 6 6 6 VSS S S Boden
7 7 7 7 DAT0 E/A PP Serielle SD-Daten 0
8 8 8 NC
nIRQ
.
Ö
.
OD
Unbenutzt (Speicherkarten)
Interrupt (SDIO-Karten) (negative Logik)
9 9 1 NC . . Ungebraucht
10 NC . . Reserviert
11 NC . . Reserviert
4-Bit-SD-Bus-Modus
MMC-
Pin
SD-
Pin
miniSD-
Pin
microSD-
Pin
Name E/A Logik Beschreibung
. 1 1 2 DAT3 E/A PP Serielle SD-Daten 3
. 2 2 3 CMD E/A PP,
AD
Befehl,
Antwort
. 3 3 VSS S S Boden
. 4 4 4 VDD S S Leistung
. 5 5 5 CLK ich PP Serielle Uhr
. 6 6 6 VSS S S Boden
. 7 7 7 DAT0 E/A PP Serielle SD-Daten 0
8 8 8 DAT1
nIRQ
E/
A Aus
PP
Außendurchmesser
SD Serial Data 1 (Speicherkarten)
Unterbrechungszeit (SDIO-Karten teilen Pin über Protokoll)
9 9 1 DAT2 E/A PP Serielle SD-Daten 2
10 NC . . Reserviert
11 NC . . Reserviert

Anmerkungen:

  1. Die Richtung ist relativ zur Karte. I = Eingang, O = Ausgang.
  2. PP = Push-Pull- Logik, OD = Open-Drain- Logik.
  3. S = Stromversorgung , NC = Nicht verbunden (oder logisch hoch ).

Schnittstelle

Im Inneren einer 512 MB SD-Karte: NAND-Flash- Chip, der die Daten enthält (unten) und SD- Controller (oben)
Im Inneren einer 2 GB SD-Karte: zwei NAND-Flash- Chips (oben und Mitte), SD-Controller-Chip (unten)
Im Inneren einer 16 GB SDHC-Karte

Befehlsschnittstelle

SD-Karten und Host-Geräte kommunizieren anfangs über eine synchrone Ein-Bit-Schnittstelle, wobei das Host-Gerät ein Taktsignal bereitstellt, das einzelne Bits in die SD-Karte ein- und ausgibt. Das Host-Gerät sendet dadurch 48-Bit-Befehle und empfängt Antworten. Die Karte kann signalisieren, dass eine Antwort verzögert wird, aber das Host-Gerät kann den Dialog abbrechen.

Durch die Ausgabe verschiedener Befehle kann das Hostgerät:

  • Bestimmen Sie den Typ, die Speicherkapazität und die Fähigkeiten der SD-Karte
  • Befehlen Sie der Karte, eine andere Spannung, eine andere Taktfrequenz oder eine erweiterte elektrische Schnittstelle zu verwenden
  • Bereiten Sie die Karte vor, um einen Block zum Schreiben in den Flash-Speicher zu empfangen, oder lesen Sie den Inhalt eines angegebenen Blocks und antworten Sie mit ihm.

Die Befehlsschnittstelle ist eine Erweiterung der MultiMediaCard (MMC)-Schnittstelle. SD-Karten haben die Unterstützung einiger Befehle im MMC-Protokoll eingestellt, aber Befehle für den Kopierschutz hinzugefügt. Indem nur Befehle verwendet werden, die von beiden Standards unterstützt werden, bis der Typ der eingelegten Karte bestimmt wird, kann ein Host-Gerät sowohl SD- als auch MMC-Karten aufnehmen.

Elektrische Schnittstelle

Alle SD-Kartenfamilien verwenden zunächst eine elektrische 3,3-  Volt- Schnittstelle. Auf Befehl können SDHC- und SDXC-Karten auf den 1,8-V-Betrieb umschalten.

Beim ersten Einschalten oder Einstecken der Karte wählt das Host-Gerät entweder den Serial Peripheral Interface (SPI)-Bus oder den Ein-Bit-SD-Bus anhand des an Pin 1 anliegenden Spannungspegels. Danach kann das Host-Gerät einen Befehl zum Umschalten auf . ausgeben die 4-Bit-SD-Bus-Schnittstelle, wenn die SD-Karte dies unterstützt. Für verschiedene Kartentypen ist die Unterstützung für den Vier-Bit-SD-Bus entweder optional oder obligatorisch.

Nachdem festgestellt wurde, dass die SD-Karte dies unterstützt, kann das Hostgerät der SD-Karte auch befehlen, auf eine höhere Übertragungsgeschwindigkeit umzuschalten . Bis zur Bestimmung der Fähigkeiten der Karte sollte das Host-Gerät keine Taktrate von mehr als 400 kHz verwenden. Andere SD-Karten als SDIO (siehe unten) haben eine "Default Speed"-Taktrate von 25 MHz. Das Hostgerät muss nicht die maximale Taktfrequenz verwenden, die die Karte unterstützt. Es kann mit weniger als der maximalen Taktfrequenz betrieben werden, um Strom zu sparen. Zwischen den Befehlen kann das Hostgerät die Uhr vollständig stoppen.

Erzielen höherer Kartengeschwindigkeiten

Die SD-Spezifikation definiert Übertragungen mit einer Breite von vier Bit. (Die MMC-Spezifikation unterstützt dies und definiert auch einen acht Bit breiten Modus; MMC-Karten mit erweiterten Bits wurden vom Markt nicht akzeptiert.) Die Übertragung mehrerer Bits pro Takt verbessert die Kartengeschwindigkeit. Fortschrittliche SD-Familien haben auch die Geschwindigkeit verbessert, indem sie schnellere Taktfrequenzen und eine doppelte Datenrate ( hier erklärt ) in einer Hochgeschwindigkeits-Differentialschnittstelle (UHS-II) bieten.

Dateisystem

Wie andere Arten von Flash-Speicherkarten ist eine SD-Karte jeder SD-Familie ein blockadressierbares Speichergerät , in dem das Hostgerät Blöcke fester Größe durch Angabe ihrer Blocknummer lesen oder schreiben kann.

MBR und FAT

Die meisten SD-Karten werden mit einer oder mehreren MBR-Partitionen vorformatiert geliefert , wobei die erste oder einzige Partition ein Dateisystem enthält . Dadurch funktionieren sie wie die Festplatte eines Personal Computers . Gemäß der SD-Kartenspezifikation wird eine SD-Karte mit MBR und dem folgenden Dateisystem formatiert:

  • Für SDSC-Karten:
    • Kapazität von weniger als 32.680 logischen Sektoren (kleiner als 16 MB): FAT12 mit Partitionstyp 01h und BPB 3.0 oder EBPB 4.1
    • Kapazität von 32.680 bis 65.535 logischen Sektoren (zwischen 16 MB und 32 MB): FAT16 mit Partitionstyp 04h und BPB 3.0 oder EBPB 4.1
    • Kapazität von mindestens 65.536 logischen Sektoren (größer als 32 MB): FAT16B mit Partitionstyp 06h und EBPB 4.1
  • Für SDHC-Karten:
    • Kapazität von weniger als 16.450.560 logischen Sektoren (kleiner als 7,8 GB): FAT32 mit Partitionstyp 0Bh und EBPB 7.1
    • Kapazität von mindestens 16.450.560 logischen Sektoren (größer als 7,8 GB): FAT32 mit Partitionstyp 0Ch und EBPB 7.1
  • Für SDXC-Karten: exFAT mit Partitionstyp 07h

Die meisten Consumer-Produkte, die eine SD-Karte verwenden, erwarten, dass sie auf diese Weise partitioniert und formatiert ist. Die universelle Unterstützung für FAT12, FAT16, FAT16B und FAT32 ermöglicht die Verwendung von SDSC- und SDHC-Karten auf den meisten Hostcomputern mit einem kompatiblen SD-Lesegerät, um dem Benutzer die vertraute Methode benannter Dateien in einem hierarchischen Verzeichnisbaum zu präsentieren.

Auf solchen SD-Karten können Standard-Dienstprogramme wie das " Festplatten-Dienstprogramm " von Mac OS X oder SCANDISK von Windows verwendet werden, um ein beschädigtes Dateisystem zu reparieren und manchmal gelöschte Dateien wiederherzustellen. Auf solchen Karten können Defragmentierungstools für FAT-Dateisysteme verwendet werden. Die resultierende Konsolidierung von Dateien kann eine geringfügige Verbesserung der zum Lesen oder Schreiben der Datei erforderlichen Zeit bieten, jedoch keine Verbesserung, die mit der Defragmentierung von Festplatten vergleichbar ist, bei der das Speichern einer Datei in mehreren Fragmenten zusätzliche physische und relativ langsame Verschiebung von Dateien erfordert Kopf fahren. Darüber hinaus führt die Defragmentierung Schreibvorgänge auf die SD-Karte durch, die auf die Nennlebensdauer der Karte angerechnet werden. Die Schreibbeständigkeit des physischen Speichers wird im Artikel über Flash-Speicher behandelt ; neuere Technologien zur Erhöhung der Speicherkapazität einer Karte bieten eine schlechtere Schreibbeständigkeit.

Beim Neuformatieren einer SD-Karte mit einer Kapazität von mindestens 32 MB (65536 logische Sektoren oder mehr), jedoch nicht mehr als 2 GB, wird FAT16B mit Partitionstyp 06h und EBPB 4.1 empfohlen, wenn die Karte für ein Consumer-Gerät bestimmt ist. (FAT16B ist auch eine Option für 4-GB-Karten, erfordert jedoch die Verwendung von 64-KB- Clustern , die nicht allgemein unterstützt werden.) FAT16B unterstützt überhaupt keine Karten über 4 GB.

Die SDXC - Spezifikation Mandate die Verwendung von Microsoft ‚s proprietäre exFAT - Dateisystem, die manchmal entsprechenden Treiber (zB erfordert exfat-utils/ exfat-fuseLinux).

Andere Dateisysteme

Da der Host die SD-Karte als Blockspeichergerät betrachtet, benötigt die Karte keine MBR-Partitionen oder ein bestimmtes Dateisystem. Die Karte kann neu formatiert werden, um jedes Dateisystem zu verwenden, das das Betriebssystem unterstützt. Zum Beispiel:

  • Unter Windows können SD-Karten mit NTFS und in späteren Versionen mit exFAT formatiert werden .
  • Unter macOS können SD-Karten als GUID- Geräte partitioniert und entweder mit HFS Plus- oder APFS- Dateisystemen formatiert werden oder weiterhin exFAT verwenden .
  • Unter Unix-ähnlichen Betriebssystemen wie Linux oder FreeBSD können SD-Karten mit dem Dateisystem UFS , Ext2 , Ext3 , Ext4 , btrfs , HFS Plus , ReiserFS oder F2FS formatiert werden . Zusätzlich kann unter Linux auf HFS Plus- Dateisysteme mit Lese-/Schreibzugriff zugegriffen werden, wenn das Paket "hfsplus" installiert ist, und partitioniert und formatiert, wenn "hfsprogs" installiert ist. (Diese Paketnamen sind unter Debian, Ubuntu usw. korrekt, können jedoch bei anderen Linux-Distributionen abweichen.)

Jede neuere Version des oben genannten kann SD-Karten mit dem UDF- Dateisystem formatieren .

Darüber hinaus kann auf einer SD-Karte , wie bei Live-USB- Sticks, ein Betriebssystem installiert sein. Computer, die von einer SD-Karte booten können (entweder mit einem USB-Adapter oder in den Flash-Medienleser des Computers eingesteckt) anstelle der Festplatte können dadurch möglicherweise von einer beschädigten Festplatte wiederhergestellt werden. Eine solche SD-Karte kann schreibgeschützt werden , um die Integrität des Systems zu bewahren.

Der SD-Standard erlaubt nur die Verwendung der oben genannten Microsoft FAT-Dateisysteme und jede auf dem Markt hergestellte Karte muss bei ihrer Auslieferung an den Markt mit dem entsprechenden Standard-Dateisystem vorinstalliert sein. Wenn eine Anwendung oder ein Benutzer die Karte mit einem nicht standardmäßigen Dateisystem neu formatiert, kann der ordnungsgemäße Betrieb der Karte, einschließlich der Interoperabilität, nicht gewährleistet werden.

Risiken der Neuformatierung

Das Neuformatieren einer SD-Karte mit einem anderen Dateisystem oder sogar mit demselben kann die Karte verlangsamen oder ihre Lebensdauer verkürzen. Einige Karten verwenden Wear-Leveling , bei dem häufig modifizierte Blöcke zu unterschiedlichen Zeiten auf verschiedene Teile des Speichers abgebildet werden, und einige Wear-Leveling-Algorithmen sind für die für FAT12, FAT16 oder FAT32 typischen Zugriffsmuster ausgelegt. Außerdem kann das vorformatierte Dateisystem eine Clustergröße verwenden, die dem Löschbereich des physischen Speichers auf der Karte entspricht; Durch die Neuformatierung kann sich die Clustergröße ändern und Schreibvorgänge weniger effizient machen. Die SD Association bietet kostenlos herunterladbare SD-Formatter-Software, um diese Probleme für Windows und Mac OS X zu lösen.

SD-/SDHC-/SDXC-Speicherkarten haben auf der Karte einen „Protected Area“ für die Sicherheitsfunktion des SD-Standards. Weder Standardformatierer noch der SD Association-Formatierer werden es löschen. Die SD Association schlägt vor, dass Geräte oder Software, die die SD-Sicherheitsfunktion verwenden, diese formatieren dürfen.

Energieverbrauch

Der Stromverbrauch von SD-Karten variiert je nach Geschwindigkeitsmodus, Hersteller und Modell.

Während der Übertragung kann sie im Bereich von 66–330 mW (20–100 mA bei einer Versorgungsspannung von 3,3 V) liegen. Spezifikationen von TwinMos Technologies listen maximal 149 mW (45 mA) während der Übertragung auf. Toshiba listet 264–330 mW (80–100 mA) auf. Der Standby-Strom ist viel niedriger, weniger als 0,2 mA für eine 2006 microSD-Karte. Bei längerem Datentransfer kann sich die Akkulaufzeit merklich verkürzen; als Referenz: Die Kapazität von Smartphone-Akkus beträgt typischerweise etwa 6 Wh (Samsung Galaxy S2: 1650 mAh @ 3,7 V).

Moderne UHS-II-Karten können bis zu 2,88 W verbrauchen, wenn das Host-Gerät den Bus-Speed-Modus SDR104 oder UHS-II unterstützt. Die minimale Leistungsaufnahme bei einem UHS-II-Host beträgt 720 mW.

Kartenanforderungen in verschiedenen Busgeschwindigkeitsmodi
Busgeschwindigkeit
Modus
max. Bus
Geschwindigkeit
[MB / s]
max.
Taktfrequenz
[MHz]

Signalspannung
[V]
SDSC
[W]
SDHC
[W]
SDXC
[W]
HD312 312 52 0,4 - 2.88 2.88
FD156 156 52 0,4 - 2.88 2.88
SDR104 104 208 1,8 - 2.88 2.88
SDR50 50 100 1,8 - 1.44 1.44
DDR50 50 50 1,8 - 1.44 1.44
SDR25 25 50 1,8 - 0,72 0,72
SDR12 12,5 25 1,8 - 0,36 0,36 / 0,54
Schnelle Geschwindigkeit 25 50 3.3 0,72 0,72 0,72
Standardgeschwindigkeit 12,5 25 3.3 0,33 0,36 0,36 / 0,54

Speicherkapazität und Kompatibilitäten

Bei allen SD-Karten kann das Hostgerät bestimmen, wie viele Informationen die Karte speichern kann, und die Spezifikation jeder SD-Familie gibt dem Hostgerät eine Garantie für die maximale Kapazität, die eine konforme Karte meldet.

Als die Spezifikation der Version 2.0 (SDHC) im Juni 2006 fertiggestellt wurde, hatten die Hersteller bereits 2-GB- und 4-GB-SD-Karten entwickelt, entweder wie in Version 1.01 spezifiziert oder durch kreatives Lesen von Version 1.00. Die resultierenden Karten funktionieren in einigen Host-Geräten nicht richtig.

SDSC-Karten über 1 GB

4 GB SDSC-Karte

Ein Host-Gerät kann jede eingelegte SD-Karte nach seiner 128-Bit-Identifikationszeichenfolge (die kartenspezifischen Daten oder CSD) fragen. Bei Karten mit Standardkapazität (SDSC) identifizieren 12 Bit die Anzahl der Speichercluster (von 1 bis 4.096) und 3 Bit identifizieren die Anzahl der Blöcke pro Cluster (die zu 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 oder 512 Blöcke pro Cluster). Das Hostgerät multipliziert diese Zahlen (wie im folgenden Abschnitt gezeigt) mit der Anzahl der Bytes pro Block, um die Kapazität der Karte in Bytes zu bestimmen.

SD-Version 1.00 ging von 512 Bytes pro Block aus. Dieser erlaubte SDSC-Karten bis 4.096 × 512 × 512 B = 1 GB, für die keine Inkompatibilitäten bekannt sind.

Version 1.01 ließ eine SDSC-Karte stattdessen ein 4-Bit-Feld verwenden, um 1.024 oder 2.048 Bytes pro Block anzuzeigen. Dabei aktivierte Karten mit 2 GB und 4 GB Kapazität, wie die Transcend 4 GB SD-Karte und die Memorette 4 GB SD-Karte.

Frühe SDSC-Hostgeräte, die 512-Byte-Blöcke annehmen, unterstützen daher das Einsetzen von 2-GB- oder 4-GB-Karten nicht vollständig. In einigen Fällen kann das Hostgerät Daten lesen, die sich zufällig auf den ersten 1 GB der Karte befinden. Wird die Annahme in der Treibersoftware getroffen, kann der Erfolg versionsabhängig sein. Darüber hinaus unterstützt möglicherweise kein Hostgerät eine 4-GB-SDSC-Karte, da die Spezifikation davon ausgeht, dass 2 GB das Maximum für diese Karten sind.

Berechnungen der Speicherkapazität

Das Format des kartenspezifischen Datenregisters (CSD) hat sich zwischen Version 1 (SDSC) und Version 2.0 (die SDHC und SDXC definiert) geändert.

Version 1

In Version 1 der SD-Spezifikation werden Kapazitäten bis 2 GB berechnet, indem Felder des CSD wie folgt kombiniert werden:

Capacity = (C_SIZE + 1) × 2(C_SIZE_MULT + READ_BL_LEN + 2)
where
  0 ≤ C_SIZE ≤ 4095,
  0 ≤ C_SIZE_MULT ≤ 7,
  READ_BL_LEN is 9 (for 512 bytes/sector) or 10 (for 1024 bytes/sector)

Spätere Versionen geben (in Abschnitt 4.3.2) an, dass eine 2-GB-SDSC-Karte ihre READ_BL_LEN (und WRITE_BL_LEN) auf 1024 Byte setzen soll, damit die obige Berechnung die Kapazität der Karte korrekt anzeigt; aber aus Konsistenzgründen darf das Hostgerät keine Blocklängen über 512 B (durch CMD16) anfordern.

Versionen 2 und 3

In der Definition von SDHC-Karten in Version 2.0 beträgt der C_SIZE-Anteil der CSD 22 Bit und gibt die Speichergröße in Vielfachen von 512 KB an (das C_SIZE_MULT-Feld wird entfernt und READ_BL_LEN wird nicht mehr verwendet, um die Kapazität zu berechnen). Zwei früher reservierte Bits identifizieren nun die Kartenfamilie: 0 ist SDSC; 1 ist SDHC oder SDXC; 2 und 3 sind reserviert. Aufgrund dieser Neudefinitionen erkennen ältere Hostgeräte weder SDHC- oder SDXC-Karten noch deren korrekte Kapazität richtig.

  • SDHC-Karten sind darauf beschränkt, eine Kapazität von nicht mehr als 32 GB zu melden.
  • SDXC-Karten dürfen alle 22 Bits des C_SIZE-Feldes verwenden. Eine SDHC-Karte, die dies tat (gemeldete C_SIZE > 65375, um eine Kapazität von über 32 GB anzuzeigen) würde gegen die Spezifikation verstoßen. Ein Hostgerät, das sich auf C_SIZE und nicht auf die Spezifikation stützt, um die maximale Kapazität der Karte zu bestimmen, kann eine solche Karte unterstützen, aber die Karte kann in anderen SDHC-kompatiblen Hostgeräten ausfallen.

Die Kapazität wird wie folgt berechnet:

Capacity = (C_SIZE + 1) × 524288
where for SDHC  
  4112 ≤ C_SIZE ≤ 65375  
  ≈2 GB ≤ Capacity ≤ ≈32 GB
where for SDXC 
  65535 ≤ C_SIZE
  ≈32 GB ≤ Capacity ≤ 2 TB

Kapazitäten über 4 GB können nur mit der folgenden Version 2.0 oder späteren Versionen erreicht werden. Darüber hinaus müssen Kapazitäten in Höhe von 4 GB dies tun, um die Kompatibilität zu gewährleisten.

Offenheit der Spezifikation

Zerlegter microSD-auf-SD-Adapter, der die passive Verbindung vom microSD-Kartensteckplatz unten zu den SD-Pins oben zeigt

Wie die meisten Speicherkartenformate ist SD durch zahlreiche Patente und Marken geschützt . Mit Ausnahme von SDIO- Karten werden Lizenzgebühren für SD-Kartenlizenzen für die Herstellung und den Verkauf von Speicherkarten und Hostadaptern erhoben (1.000 USD/Jahr plus Mitgliedschaft bei 1.500 USD/Jahr)

Frühe Versionen der SD-Spezifikation waren unter einer Geheimhaltungsvereinbarung (NDA) verfügbar, die die Entwicklung von Open-Source- Treibern verbietet . Das System wurde jedoch schließlich zurückentwickelt und kostenlose Softwaretreiber ermöglichten den Zugriff auf SD-Karten, die kein DRM verwendeten. Nach der Veröffentlichung der meisten Open-Source-Treiber stellte die SDA eine vereinfachte Version der Spezifikation unter einer weniger restriktiven Lizenz bereit, um einige Inkompatibilitätsprobleme zu reduzieren.

Im Rahmen einer Haftungsausschlussvereinbarung wurde die von der SDA im Jahr 2006 veröffentlichte vereinfachte Spezifikation – im Gegensatz zu der von SD-Karten – später auf die physikalische Schicht, ASSD-Erweiterungen, SDIO und SDIO Bluetooth Typ-A erweitert.

Die vereinfachte Spezifikation ist verfügbar.

Auch hier waren die meisten Informationen bereits entdeckt und Linux hatte einen völlig kostenlosen Treiber dafür. Dennoch führte der Bau eines Chips, der dieser Spezifikation entsprach, dazu, dass das One Laptop per Child- Projekt "die erste wirklich Open Source SD-Implementierung war, ohne dass eine SDI-Lizenz erworben oder NDAs unterzeichnet werden mussten, um SD-Treiber oder -Anwendungen zu erstellen".

Der proprietäre Charakter der vollständigen SD-Spezifikation betrifft eingebettete Systeme , Laptop-Computer und einige Desktop-Computer; viele Desktop-Computer haben keine Kartensteckplätze, sondern verwenden bei Bedarf USB- basierte Kartenleser . Diese Kartenleser bieten eine Standard- USB-Massenspeicherschnittstelle zu Speicherkarten und trennen so das Betriebssystem von den Details der darunterliegenden SD-Schnittstelle. Embedded-Systeme (wie tragbare Musikplayer) erhalten jedoch in der Regel direkten Zugriff auf SD-Karten und benötigen daher vollständige Programmierinformationen. Desktop-Kartenleser sind selbst eingebettete Systeme; ihre Hersteller haben normalerweise die SDA für den vollständigen Zugriff auf die SD-Spezifikationen bezahlt. Viele Notebook-Computer enthalten jetzt SD-Kartenleser, die nicht auf USB basieren; Gerätetreiber für diese erhalten im Wesentlichen direkten Zugriff auf die SD-Karte, ebenso wie eingebettete Systeme.

Der SPI- Bus-Schnittstellenmodus ist der einzige Typ, der keine Host-Lizenz für den Zugriff auf SD-Karten erfordert.

SD Express/UHS-II-Verifizierungsprogramm (SVP)

Die SD Association (SDA) hat das SD Express/UHS-II Verification Program (SVP) entwickelt, um die elektronischen Schnittstellen der UHS-II- und SD Express-Karten-/Host-/Zusatzprodukte der Mitglieder zu überprüfen. Produkte, die SVP bestehen, können auf der SDA-Website als verifiziertes Produkt aufgeführt werden. SVP bietet sowohl Verbrauchern als auch Unternehmen ein höheres Vertrauen, dass Produkte, die SVP durchlaufen, die Schnittstellenstandards erfüllen, wodurch die Kompatibilität gewährleistet wird.

SVP testet Produkte auf Konformität mit der Physical Test Guideline der SDA. Zu den SVP-fähigen Produkten gehören Karten-/Host-/Zusatzprodukte, die SD Express verwenden, mit PCI Express® (PCIe®)-Schnittstelle oder SD UHS-II-Schnittstelle. Die SDA wählte Granite River Labs (GRL) als ersten Testanbieter mit Labors in Japan, Taiwan und den USA aus. SVP ist ein freiwilliges Programm, das ausschließlich SDA-Mitgliedern zur Verfügung steht. Mitglieder können wählen, ob Produkte, die SVP-Tests bestehen, auf der SDA-Website aufgelistet werden.

PCIe- und UHS-II-Schnittstellen sind beide Schnittstellen mit hoher Differenzialzeit, und die Erfüllung ihrer anspruchsvollen Anforderungen ist äußerst wichtig, um einen ordnungsgemäßen Betrieb und die Interoperabilität zu gewährleisten. Der SVP bedient den Markt, indem er eine bessere Interoperabilität sicherstellt und eine Liste von SVP-verifizierten Produkten veröffentlicht. Diese Liste ermöglicht es Mitgliedern, für ihre Produkte zu werben und sowohl Verbrauchern als auch OEMs mehr Vertrauen zu geben, indem sie Produkte auf der Liste auswählen.

Für eine begrenzte Zeit subventioniert die SDA die SVP-Kosten und bietet ihren Mitgliedern über ein Test Shuttle Mengenrabattprogramm zusätzliche Rabattoptionen. Test Shuttle nutzt mehrere Mitglieder, die Produkte desselben Typs für Massentests einreichen. Unternehmen, die daran interessiert sind, Produkte nach SDA-Spezifikationen zu erstellen und an SVP teilzunehmen, können sich der SDA anschließen, indem sie besuchen: https://www.sdcard.org/join/ .

Vergleich zu anderen Flash-Speicherformaten

Größenvergleich verschiedener Flashkarten: SD, CompactFlash , MMC , xD

Insgesamt ist SD weniger offen als CompactFlash- oder USB-Sticks . Diese offenen Standards können implementiert werden, ohne für Lizenzen, Lizenzgebühren oder Dokumentation zu zahlen. (CompactFlash und USB-Flash-Laufwerke können Lizenzgebühren für die Verwendung der markenrechtlich geschützten Logos von SDA erfordern.)

SD ist jedoch viel offener als der Memory Stick von Sony , für den weder eine öffentliche Dokumentation noch eine dokumentierte Legacy-Implementierung verfügbar sind. Auf alle SD-Karten kann über den gut dokumentierten SPI- Bus frei zugegriffen werden .

xD- Karten sind einfach 18-Pin- NAND-Flash- Chips in einem speziellen Gehäuse und unterstützen den Standard-Befehlssatz für den Raw-NAND-Flash-Zugriff. Obwohl die rohe Hardware-Schnittstelle zu xD-Karten gut bekannt ist, ist das Layout ihres Speicherinhalts – der für die Interoperabilität mit xD-Kartenlesern und Digitalkameras erforderlich ist – völlig undokumentiert. Das Konsortium, das xD-Karten lizenziert, hat der Öffentlichkeit keine technischen Informationen veröffentlicht.

Typ MMC RS-MMC MMCplus MMCmobile SecureMMC SDIO SD miniSD microSD
SD-Sockel kompatibel Jawohl Verlängerung Jawohl Verlängerung Jawohl Jawohl Jawohl Adapter Adapter
Stecknadeln 7 7 13 13 7 9 9 11 8
Breite 24 mm 24 mm 24 mm 24 mm 24 mm 24 mm 24 mm 20 mm 11 mm
Länge 32 mm 18 mm 32 mm 18 mm 32 mm 32 mm+ 32 mm 21,5 mm 15 mm
Dicke 1,4 mm 1,4 mm 1,4 mm 1,4 mm 1,4 mm 2,1 mm 2,1 mm (meistens)
1,4 mm (selten)
1,4 mm 1 mm
1- Bit SPI-Bus- Modus Optional Optional Optional Optional Jawohl Jawohl Jawohl Jawohl Jawohl
Max. SPI-Bustakt 20  MHz 20 MHz 52 MHz 52 MHz 20 MHz 50 MHz 25 MHz 50 MHz 50 MHz
1-Bit-MMC/SD-Busmodus Jawohl Jawohl Jawohl Jawohl Jawohl Jawohl Jawohl Jawohl Jawohl
4-Bit-MMC/SD-Busmodus Nein Nein Jawohl Jawohl Nein Optional Jawohl Jawohl Jawohl
8-Bit-MMC-Busmodus Nein Nein Jawohl Jawohl Nein Nein Nein Nein Nein
DDR- Modus Nein Nein Jawohl Jawohl Unbekannt Unbekannt Unbekannt Unbekannt Unbekannt
Max. MMC/SD-Bustakt 20  MHz 20 MHz 52 MHz 52 MHz 20 MHz? 50 MHz 208 MHz 208 MHz 208 MHz
Max. MMC/SD-Übertragungsrate 20  Mbit /s 20 Mbit/s 832 Mbit/s 832 Mbit/s 20 Mbit/s? 200 Mbit/s 832 Mbit/s 832 Mbit/s 832 Mbit/s
Unterbrechungen Nein Nein Nein Nein Nein Optional Nein Nein Nein
DRM- Unterstützung Nein Nein Nein Nein Jawohl N / A Jawohl Jawohl Jawohl
Benutzer verschlüsseln Nein Nein Nein Nein Jawohl Nein Nein Nein Nein
Vereinfachte spez. Jawohl Jawohl Nein Nein Unbekannt Jawohl Jawohl Nein Nein
Mitgliedschaftskosten JEDEC: 4.400 USD/Jahr, optional SD Card Association: 2.000 USD/Jahr, allgemein; 4.500 US-Dollar/Jahr, Führungskraft
Specification Kosten Kostenlos Unbekannt Vereinfacht: kostenlos. Voll: Mitgliedschaft oder 1.000 USD/Jahr für Nichtmitglieder im Bereich Forschung und Entwicklung
Host-Lizenz Nein Nein Nein Nein Nein 1.000 US-Dollar/Jahr, mit Ausnahme der ausschließlichen Verwendung im SPI-Modus
Kartengebühren Jawohl Jawohl Jawohl Jawohl Jawohl Ja, 1.000 US-Dollar/Jahr Jawohl Jawohl Jawohl
Open-Source- kompatibel Jawohl Jawohl Unbekannt Unbekannt Unbekannt Jawohl Jawohl Jawohl Jawohl
Nennspannung 3,3 V 3,3 V 3,3 V 1,8 V/3,3 V 1,8 V/3,3 V 3,3 V 3,3 V (SDSC),
1,8/3,3 V (SDHC, SDXC & SDUC)
3,3 V (miniSD),
1,8/3,3 V (miniSDHC)
3,3 V (SDSC),
1,8/3,3 V (microSDHC, microSDXC & microSDUC)
maximale Kapazität 128 GB 2 GB 128GB? 2 GB 128GB? ? 2 GB (SD),
32 GB (SDHC),
1 TB (SDXC),
2 TB (SDXC, theoretisch),
128 TB (SDUC, theoretisch)
2 GB (miniSD),
16 GB (miniSDHC)
2 GB (microSD),
32 GB (microSDHC),
1 TB (microSDXC),
2 TB (microSDXC, theoretisch),
128 TB (microSDUC, theoretisch)
Typ MMC RS-MMC MMCplus MMCmobile SecureMMC SDIO SD miniSD microSD
  • Tabellendaten zusammengestellt aus MMC-, SD- und SDIO-Spezifikationen von SD Association- und JEDEC -Websites. Daten für andere Kartenvarianten werden interpoliert.

Datenwiederherstellung

Eine fehlerhafte SD-Karte kann mit Spezialgeräten repariert werden, solange der mittlere Teil, der den Flash-Speicher enthält, nicht physisch beschädigt ist. Die Steuerung kann auf diese Weise umgangen werden. Dies kann bei monolithischen Karten, bei denen sich der Controller auf demselben physischen Chip befindet, schwieriger oder sogar unmöglich sein.

Siehe auch

Verweise

Externe Links