Speicherkarten

 
Ein wichtiger Faktor für den Kaufentscheid eines Geräts, das Memory Cards nutzen kann, ist auch die Frage des Speichertyps. Ein kleiner Vergleich der wichtigsten Speichermedien zeigt die Vor- und Nachteile einzelner Modelle.

Dauerhafte Speicher

Bei nahezu allen Medientypen kommt Flash-RAM, einer speziellen Kombination aus RAM- und ROM-Technologie zum Einsatz. Das ermöglicht zum einen das Beschreiben und Löschen des Speichers, zum anderen die permanente Speicherung ohne ständigen Refresh sowie ohne zusätzliche Stromzufuhr. Neben den solid-state-Lösungen (Speichermedien ohne bewegliche Teile) bietet Hitachi auch das Microdrive an, eine Festplatte im Miniaturformat. Der Vorteil von Speicherkarten liegt aber klar auf der Hand: Da sie ohne jegliche Mechanik auskommen, gibt es auch keine Verschleißteile. Der robuste Aufbau macht sie unempfindlich gegenüber Stößen, moderaten Temperaturschwankungen und - zumindest bei der Lagerung - gegen Feuchtigkeit.

Die Unterschiede

Obwohl alle Memory Karten nach mehr oder weniger demselben Prinzip aufgebaut sind, zeigen sich bei genauerer Betrachtung doch deutliche Unterschiede. Insbesondere die Zugriffszeit bei Lese- und Schreibvorgängen stellt ein wichtiges Kriterium dar, um unnötige Wartezeiten beim Fotografieren oder beim Laden von Daten auf den PC zu vermeiden. Gerade durch die ständig steigende Auflösung der neuen Digitalkameras nimmt die Datenmenge unweigerlich zu.

Ein weiteres Thema, zumindest bei einigen wenigen Typen wie der Smartmedia Card, ist der Controller zur Verwaltung des Speichers. Für gewöhnlich direkt mit auf dem Chip integriert, befindet er sich bei vorgenannten Speichermedien in der Kamera respektive im Lesegerät. Das hat zur Folge, dass bei älteren Fotoapparaten die neuesten Speichermodule nicht mehr verwendet werden können. Oft hilft nur noch ein kostspieliges Firmware-Update durch den Kamerahersteller.

Compact Flash

CompactFlash gibt es seit 1998 und ist deshalb die am weitesten verbreitete Speicherkarte. Dieses Medium ist schnell, bringt einen eigenen Speichercontroller mit und ist äußerst günstig zu haben. Es basiert auf den PCMCIA-Speicherkarten mit ATA-Schnittstelle. Dank der Kompatibilität lassen sich die Karten mit einem einfachen Adapter auch in einem PCMCIA-Steckplatz und als Festplatten-Ersatz betreiben. Die Karten gibt es in 3 verschiedenen Abmessungen, wobei sich nur jeweils die Dicke ändert. Digitalkameras haben meistens einen Steckplatz für den dünnen Typ I.
Wegen dem integrierten ATA-Controller ist die Stromaufnahme relativ zu anderen Speicherkarten hoch. Dank der schnellen parallelen Schnittstelle dauert die Stromaufnahme nicht sehr lange. Der ATA-Controller mit 16 Bit breitem Bus (wahlweise mit 5V oder 3,3V) ist maßgeblich für die Lese- und Schreibgeschwindigkeit der Speicherkarte verantwortlich. Auf dem Markt gibt es verschiedene schnelle Varianten zu kaufen. Allerdings lohnen sich sehr schnelle Medien nur in Digitalkameras, damit möglichst schnell das nächste Bild gemacht werden kann. Die Speicherkarte ist nicht HotPlug-fähig, darf also während des laufenden Betriebs nicht aus dem Schacht gezogen werden. Wenn doch, besteht die Gefahr, dass Daten verloren gehen.
Die Verion 1.0 der CompactFlash-Spezifikation sieht theoretisch 8 MByte pro Sekunde an Übertragungsrate vor. In der Praxis reduziert sich das auf 3,5 MByte pro Sekunde. Die Spezifikation Version 2.0 erlaubt eine Transferrate von 16 MByte pro Sekunde. Diese Speicherkarten gibt es erst seit Mitte 2004. CompactFlash-Module mit Version 2.0 passen auch in Slots für Version 1.0, allerdings verhalten sie sich wie Version 1.0-CompactFlash-Speicherkarten.

Microdrive

Das MicroDrive von IBM ist eine vollwertige Festplatte im Miniaturformat in CompactFlash-Größe vom Typ II. Es ist mit Speicherkapazitäten ab 340 MByte, 512 MByte, 1024 MByte, 1,5 GByte und 2 GByte erhältlich. Das MicroDrive gibt es inzwischen auch von anderen Herstellern von 2,2 GByte bis 4 GByte.
Im Innern der Gigabyte-Version von IBM rotiert eine Glassubstratscheibe mit 3600 Umdrehungen in der Sekunde (4500 beim 340 MByte-Modell). Transferraten von bis zu 4,2 MByte pro Sekunde steht ein hoher Strombedarf von bis zu 1000 mA gegenüber. In mobilen Geräten mit geringer Batterielaufzeit kann das zum Problem werden.
Für eine Festplatte ist das MicroDrive relativ erschütterungsunempfindlich. Eine gewisse Empfindlichkeit und Anfälligkeit gegenüber starken Erschütterungen und Vibrationen bleiben jedoch bestehen. Der Fall aus mittlerer Höhe muss ein MicroDrive nicht unbedingt überstehen.

 

Smart Media

Mit einer Dicke von weniger als einem Millimeter gehört die von Toshiba entwickelte Smartmedia Card zu den flachsten Speicherkarten überhaupt. Ihre Speicherkapazität ist allerdings auf 128 MByte beschränkt, weitere Entwicklungen sind nicht zu erwarten. Die ursprüngliche Bezeichnung dieses Mediums lautete SSFDC (solid state floppy disk card), da der Speicherchip in einen Kunststoff eingegossen wurde, der dem Material von Disketten recht ähnlich ist. Die Verbindung zur Außenwelt erfolgt über großflächige Kontakte, ein Controller ist auf dem Medium nicht integriert.Ein großer Vorteil der Smartmedia besteht darin, dass sie die Lese-, Schreib- und Löschvorgänge im Speicher in kleinen Blöcken von 256 respektive 512 Bytes durchführt. Gerade bei einer Vielzahl von Bildern mit geringer Größe spart diese Technologie deutlich Speicherplatz. Aber auch bei MP3-Playern oder anderen Applikationen können durch den präzisen Datenzugriff Vorteile erzielt werden. Jedoch ist der Schreib-/Lesezugriff für größere Datenmengen, wie sie heutige Digital- und Videokameras produzieren, definitiv ungeeignet.

Memory Stick

Der Memory Stick ist eine Entwicklung von Sony und SanDisk als Konkurrenz zur MultiMediaCard (MMC) für seine eigenen Produkte im Bereich der Unterhaltungselektronik und bei digitalen Kameras und Camcordern. Die Verbreitung ist, wegen der begrenzten Einsatzfähigkeit und des teuren Preises, gering.
Es gibt viele verschiedene MemorySticks. Das klassische MemoryStick gibt es bis maximal 128 MByte. Beim Memory Stick Select mit 256 MByte muss zwischen zwei 128 MByte hin- und hergeschaltet werden. MagicGate ist ein System für DRM (Digital Rights Management). Wie auch die SecureDigitalCard benötigt das Memory Stick für sein DRM spezielle Player und Software um überhaupt zu funktionieren.
Der Memory Stick enthält neben dem Flash-Speicher einen Controller, eine serielle Schnittstellenlogik, ein paar Kontrollregister und ein 512 Byte großen Puffer (Page Buffer). Der Controller überträgt die Daten seriell auf 3 der 10 Anschlusskontakte, die sich auf der Unterseite des Gehäuses befinden. Auf einem Pin werden die Daten übertragen. Ein anderer gibt den Takt von 20 MHz vor. Ein weiterer Pin gibt Informationen über den Zustand des seriellen Busses. Auf den restlichen Pins wird der Memory Stick mit Strom versorgt und die Anwesenheit der Karte signalisiert. Eine Erweiterung des Memory Sticks sieht eine Datenübertragung von bis zu 20 MByte/s vor. Sony sieht darin vor allem die Nutzung in Videokameras.

Memory Stick Duo

Im Vergleich zu andern Speicherkarten ist der Memory Stick relativ groß. Sony hat sich deshalb den Memory Stick Duo einfallen lassen, der etwa der Hälfte eines normalen Memory Sticks entspricht. Dieser soll in kleinen Geräten, wie Handys und Uhren eingesetzt werden.
Auch den Memory Stick Duo gibt es nur bis 128 MByte Speicherkapazität.

Memory Stick Pro

Weil 128 MByte auf Dauer zu wenig war hat Sony und SanDisk mit dem Memory Stick Pro nachgezogen. Er ist genauso groß wie ein klassischer Memory Stick und passt mechanisch auch in dessen Steckplatz. Allerdings ist der Memory Stick Pro nicht kompatibel dazu. Andersrum sind die Memory Sticks in den Pro-Steckplätzen lesbar und beschreibbar.
Das Memory Stick Pro überträgt 4 Leitungen mit je 40 MHz Bustakt. Die maximale Datentransferrate von 20 MByte/s merkt man aber in der Praxis nicht.

Memory Stick Pro Duo

Der Memory Stick Pro Duo ist mit dem normalen Pro-Stick identisch, hat aber die Größe des normalen Duo-Sticks und passt mittels eines Adapters in den Memory Stick Pro Steckplatz.

Secure Digital Card

Bei der Entwicklung der Secure Digital (SD) Karte wurde von den Herstellern Matsushita, Sandisk und Toshiba großer Wert auf die Sicherheit urheberrechtlich geschützter Daten gelegt. Integrierte Krypto-Funktionen sollen, ähnlich wie bei der MMC, einen entsprechenden Schutz gewährleisten. Allerdings werden diese Features in der Praxis von den Endgeräten kaum unterstützt, so dass die Verschlüsselungstechnologie nicht genutzt wird. Die Karte besitzt einen mechanischen Schalter, der ähnlich wie bei USB-Sticks das versehentliche Löschen der Inhalte vermeiden soll. Im Vergleich zu der MMC besitzt die Secure Digital mit bis zu 10 MByte/s Schreib- und Lesegeschwindigkeit eine wesentlich höhere Transferrate. Geräte mit SD-Slot können übrigens auch mit Multimediacards umgehen, eine Kompatibilität in die andere Richtung ist nicht gewährleistet. Entsprechende Adapter für den Betrieb der Secure Digital an Compactflash Slots Typ I und II, sowie an PCMCIA sind in Fachmärkten erhältlich.


Multi Media Card

Im Jahre 1997 entwickelte Siemens/Infineon in Kooperation mit Sandisk die Multimediacard (MMC). Durch ihr sehr kompaktes Format von 32 mal 24 Millimeter und einer Dicke von 1,4 Millimeter fand dieses Medium sehr schnell Anwendung in kleinformatigen Geräten. Insbesondere bei Mobiltelefonen, sehr kompakten Digitalkameras, in Navigationssystemen und auch bei eBooks oder PDAs kommt häufig die rund eineinhalb Gramm leichte Speicherkarte zum Einsatz. Ähnlich wie die Secure Digital Karte benutzt die MMC Kontaktflächen anstelle von dünnen Pins, was sie für die alltägliche Handhabung deutlich unempfindlicher macht. Mit entsprechenden Adaptern kann sie in Compactflash Slots Typ I und Typ II verwendet werden, auch eine Adaption zum PCMCIA (PC Card) Slot ist möglich. Die Multimediacard verfügt über Verschlüsselungstechnologien, um die Handhabung urheberrechtlich geschützter Inhalte zu gewährleisten.

XD Picture Card

Erst im Jahre 2002 begannen die Konzerne Fuji und Olympus, beide Hersteller von Digitalkameras, mit der Entwicklung eines Speichermediums, das den ständig steigenden Ansprüchen der digitalen Fotografie gerecht werden sollte. Noch im selben Jahr wurde als Ergebnis die leistungsstarke XD Picture Card (extreme Digital) vorgestellt. Entgegen dem allgemeinen Trend besitzt diese Karte keinen eigenen Controller, sondern ist auf die Endgeräte angewiesen. Diese Technologie ist von der Smartmedia Karte bereits bekannt und hat dort schon zu einigen Komplikationen geführt. Mit einer innovativen Blockstruktur auf dem Speicherchip sollen jedoch Probleme mit der Abwärtskompatibilität von vorneherein eliminiert werden. Mit ihren Abmessungen von 25 mal 20 Milimeter gilt sie als derzeit kleinste Speicherkarte weltweit, die theoretische Maximalkapazität soll bei 8 GByte liegen, von denen wir momentan allerdings noch weit entfernt sind. Die Zugriffszeiten heben sich zwar aus der Menge hervor, liegen aber deutlich unter der Compactflash Karte.