SD Card / SDHC / SDXC

SecureDigital Memory Card

Die SecureDigital Memory Card (SD Card) ist eine Speicherkarte für Camcorder und Digitalkameras. Sie ist eine abwärtskompatible Weiterentwicklung der MultiMediaCard (MMC). Die Maße der SD-Card entsprechen der MMC und das Protokoll ist eng verwandt. Die SecureDigital Memory Card ist zum Unterschied zur MultiMediaCard robuster gebaut und soll die Rechte der Musikindustrie besser schützen. Daher auch der Name Secure Digital. Allerdings hat das integrierte DRM (Digital Rights Management) in der Praxis keine Bedeutung. Diese Funktionen lassen sich nur mit speziellen Playern und Software nutzen. Im Speichermodus macht sich das DRM nicht bemerkbar.
An der linken Seite der SD-Card befindet sich ein kleiner Schiebeschalter, mit dem sich der Schreibschutz ein- und ausschalten lässt. Auf der Rückseite befinden sich zusätzlich 2 Pins sind für die Datenübertragung.

Bei einem Takt von 25 MHz und 4 Bit parallel lassen sich theoretisch bis zu 100 MBit/s an Daten übertragen. Die tatsächliche Übertragungsrate hängt jedoch von den Fähigkeiten des Controllers im Endgerät ab. Neben den normalen SD-Cards gibt es SDHC- und SDXC-Speicherkarten mit mehr Speicherplatz und schnellerer Geschwindigkeit. Hier garantieren sogenannte "Speed Classes" bestimmte Mindesttransferraten. Was für professionelle Anwendungen wichtig ist.

Kapazitätsklassen: SD / SDHC / SDXC

Bezeichnung	Abkürzung	Breite	Länge	Höhe	Kapazität
SecureDigital Memory Card	SD	24 mm	32 mm	2,1 mm	bis 2 GByte
SecureDigital High Capacity	SDHC	24 mm	32 mm	2,1 mm	bis 32 GByte
SecureDigital Extended Capacity	SDXC	24 mm	32 mm	2,1 mm	bis 2 TByte
miniSD (veraltet)	miniSD	20 mm	21,5 mm	1,4 mm	bis 2 GByte
miniSDHC (veraltet)	miniSDHC	20 mm	21,5 mm	1,4 mm	bis 8 GByte
microSD	microSD	11 mm	15 mm	1 mm	bis 2 GByte
microSDHC	microSDHC	11 mm	15 mm	1 mm	bis 16 GByte
microSDXC	microSDXC	11 mm	15 mm	1 mm	bis 256 GByte

SDXC (SD eXtended Capacity): maximale Speicherkapazität von 2 TByte
SDUC (SD Ultra Capacity): maximale Speicherkapazität von 128 TByte

SDHC - SD High Capacity

SDHC - SD High Capacity SD-Steckplätze finden sich in fast allen aktuellen Digitalkameras. Immer öfter auch in Notebooks.
Im Laufe der Zeit wurden neue Spezifikationen der SD Card herausgebracht. Hauptsächlich für Karten mit mehr Speicherkapazität. Bei 512 MByte liegt eine Grenze. Es gibt Geräte, die nur SD Cards bis 512 MByte lesen können. Inzwischen gibt es aber Karten mit 2 oder sogar 4 GByte. Deshalb empfiehlt sich höchste Vorsicht bei älteren Geräten (z. B. Digitalkameras), die man mit einer SD Card mit hoher Speicherkapazität füttern will.
Die SDHC-Spezifikationen erweitert die Kapazität von SD-Karten (ab 1 GByte). Wie es bei CompactFlash üblich ist, kann das FAT32-Dateisystem genutzt werden. Bisher sind die kleinen Secure-Digital-Speicherkarten für Digitalkameras und andere Mobilgeräte auf 2 GByte beschränkt. Eine neue Geschwindigkeitsklassifizierung soll außerdem den Einsatz von SDHC-Cards für Videoapplikationen erlauben.
Das Logo SDHC auf den Speicherkarten ist optional. Die Geschwindigkeitsklassifizierung ist ab einer Speicherkapazität von 2 GByte aufgedruckt. CLASS 2 steht für mindestens 2 MByte/s. CLASS 4 steht für mindestens 4 MByte/s und CLASS 6 für mindestens 6 MByte/s.
Außerdem gibt es noch Verbesserungen für verschiedene Anwendungen. Der Standard SD-Audio erlaubt den Transfer von Musikdateien zwischen SD-fähigen Geräten. Der CPRM-Kopierschutz ist in die Karte integriert und soll vor Datendiebstahl schützen. Der Standard SD-Video ist für Videodaten und mit SD-Binding erhalten Serviceprovider die Möglichkeit, beispielsweise heruntergeladene Inhalte an Geräte zu koppeln.

SDXC - SD Extended Capacity

Auf gewöhnlichen SD-Karten können maximal 2 GByte und auf SDHC-Karten maximal 32 GByte gespeichert werden. Aus diesem Grund wurden SDXC-Speicherkarten mit einer Speicherkapazität von 64 GByte bis 2 TByte entwickelt.
SDXC-Speicherkarten sind mit ihren Vorgängern elektrisch und physikalisch kompatibel, funktionieren aber wegen des unterschiedlichen Dateisystems (exFAT von Microsoft) nicht in älteren Geräten.

UHS-I - Ultra-Highspeed-Interface I

Mit SD Version 3.0 (SDXC-Spezifikation) wurde ein Ultra-Highspeed-Transfermodus (UHS-I) eingeführt, der die Geschwindigkeit auf 50 MByte/s (UHS50) für microSD-Karten bzw. 104 MByte/s (UHS104) für normale SD-Karten steigert. Ohne UHS-Unterstützung funktionieren die Karten auch, aber eben dann nur mit herkömmlicher Geschwindigkeit.
In Geräte, die SDXC bzw. UHS-I nicht kennen, arbeiten die SD-Karten mit Klasse-10-Geschwindigkeit was bis zu 25 MByte/s entspricht.
SD-Karten mit einer UHS-Speed-Class-I ermöglichen die ruckelfreie Videoaufzeichnung von Full-HD- oder 3D-Videos. In günstigen Digitalkameras und Mobilgeräten hat sich UHS-I aber noch nicht durchgesetzt.

UHS-II - Ultra-Highspeed-Interface II

UHS-II - Ultra-Highspeed-Interface II Die UHS-II-Schnittstelle bietet ein Geschwindigkeit von bis zu 312 MByte/s. Die SD-Spezifikation 4.0 orientiert sich an den Standards der Mobile Industry Processor Interface Alliance (MIPI). Diese Schnittstellen finden sich in Systems-on-Chip für Smartphones und Digitalkameras. UHS-II kann man mit MIPI M-Phy vergleichen, was wiederum an eine PCIe Lane erinnert, die für beide Übertragungsrichtungen je ein differenzielles Leitungspaar hat. Dafür hat UHS-II vier zusätzliche Kontakte, die von 4 weiteren Kontakten für die Energieversorgung umgeben sind. Eine UHS-II-SD-Karte hat also 8 zusätzliche Kontakte.
UHS-II-Speicherkarten funktionieren prinzipiell auch in älteren Geräten. Aber nur mit reduzierter Geschwindigkeit.
Bei einem Takt von 26 bis 52 MHz erfolgt die Datenübertragung mit 0,39 bis 1,56 GBit/s. eine 8/10-Bit-Codierung reduziert die mögliche Übertragungsrate auf 152 MByte/s. Bei zwei Leitungspaaren sind 312 MByte/s möglich.
SD-Karten mit einer UHS-Speed-Class-II ermöglichen die Aufzeichnung von 4K-Filmem im Raw-Format.

SD Express

Version 7 des SD-Standards alias SD Express nutzt PCI Express (PCIe) als Schnittstelle. Die Signale werden über die zweite Pin-Reihe übertragen, die mit UHS-II eingeführt wurde. Als Protokoll kommt wie bei schnellen SSDs NVMe 1.3 zum Einsatz.
Diese Speicherkarten erreichen etwa 800 MByte/s beim Lesen und 400 MByte/s beim Schreiben.
SD-Express-Karten sind abwärtskompatibel zu älteren Standards. Sie lassen sich also auch in älteren Lesegeräten und Smartphones betreiben.

Speicherkarten-Geschwindigkeitsklassen

minimale Schreibgeschwindigkeit	Speed Class	UHS Speed Class	Video Speed Class
2 MByte/s	2
4 MByte/s	4
6 MByte/s	6		V6
10 MByte/s	10	1	V10
30 MByte/s		3	V30
60 MByte/s			V60
90 MByte/s			V90

Schnittstellen-Geschwindigkeitsklassen

Schnittstelle	Geschwindigkeit	Speicherkarte	Version
Normal Speed	12,5 MByte/s	SD, SDHC und SDXC	1.01
High Speed	25 MByte/s	SD, SDHC und SDXC	2.00
UHS-I	50 MByte/s 104 MByte/s	SDHC I und SDXC I	3.01
UHS-II	156 MByte/s 312 MByte/s	SDHC II und SDXC II	4.00

miniSD / miniSDHC

miniSD / miniSDHC Die miniSD-Card ist eine verkleinerte SD-Card, die speziell für Mobilfunktelefone (Handys) entwickelt wurde. Dieses Speicherkarten-Format ist elektrisch vollständig zu den SD-Cards kompatibel. Sicherheitsfunktionen und Schnittstelle sind identisch. Mit einem Adapter können miniSD-Karten in einem SD-kompatiblen Gerät genutzt werden.
Die miniSD-Speicherkarte wird nicht mehr weiterentwickelt. An ihre Stelle tritt die microSD-Karte, die sich auch mit einem Adapter in einem normalen SD-Steckplatz verwenden lässt.

microSD / microSDHC / microSDXC

microSD / microSDHC / microSDXC / TransFlash (T-Flash) microSD wurde ursprünglich von SanDisk entwickelt. Es wurde von SanDisk unter der Bezeichnung T-Flash, später TransFlash geführt. Als im Juli 2005 die SD Card Association (SDA) dieses Speicherkarten-Format unter seine Aufsicht stellte, wurde es in microSD umbenannt.
microSD ist ein Speicherkarten-Format für Mobilfunktelefone. Handyhersteller können so ihre Geräte mit wechselbaren Speicherkarten ausstatten ohne die Größe der Geräte wesentlich verändern zu müssen.
Mit einem entsprechenden Adapter sind microSD-Karten auch als SD-Karten nutzbar. Aufgrund ihres geringen Preises lohnt es sich microSD-Speicherkarten mit SD-Card-Adapter zu kaufen und in einer Digitalkamera einzusetzen. Parallel dazu kann man die microSD-Speicherkarte auch in vielen Handys verwenden.
In der selben Größe gibt es auch microSDHC- und microSDXC-Speicherkarten mit deutlich mehr Speicherkapazität und höherer Geschwindigkeit. Sie sind physikalisch und elektrisch kompatibel. Das bedeutet jedoch nicht, dass microSDXC-Speicherkarten in microSDHC- oder microSD-Geräten funktionieren müssen.
Wenn es Probleme gibt, dann kann das am Dateisystem liegen. SDHC hat FAT32, SDXD hat exFAT. Das Umformatieren ist nicht so ganz einfach. Unter Windows braucht es spezielle Tools.

SDIO - SecureDigital Input Output

Die SD-Cards haben einen Input/Output-Modus der von der MultiMediaCard (MMC) übernommen wurde und in Produktbeschreibungen als SDIO bezeichnet wird. Für SDIO gibt es Module für Bluetooth und WLAN. Es gibt auch Kamera-Module. Allerdings meist nur für PDAs mit Windows Mobile. Treiber für PCs gibt es in der Regel nicht.

Übersicht: Speicherkarten

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