SD: Secure Digital

SD steht für Secure Digital. Die SD Association (SDA) hat das proprietäre nichtflüchtige Flash-Speicherkartenformat Secure Digital (offiziell als SD bezeichnet) für die Verwendung in tragbaren Geräten entwickelt.

Um MultiMediaCards (MMCs) zu ersetzen, haben SanDisk, Panasonic (Matsushita) und Toshiba im August 1999 gemeinsam den Standard entwickelt. Seitdem hat er sich zum Branchenstandard entwickelt. Die drei Unternehmen haben sich zusammengeschlossen, um SD-3C, LLC zu gründen, ein Unternehmen, das geistige Eigentumsrechte im Zusammenhang mit SD-Speicherkarten, SD-Hosts und verwandten Gütern lizenziert und verteidigt.

Geschichte

Von 1999 bis 2003: Schöpfung

SanDisk, Panasonic (Matsushita) und Toshiba einigten sich 1999 auf die Entwicklung und den Verkauf von Secure Digital (SD)-Speicherkarten.

Die aus der Multimedia Card (MMC) hervorgegangene Karte bot seinerzeit eine hohe Speicherdichte und eine digitale Rechteverwaltung auf Basis des Secure Digital Music Initiative (SDMI)-Standards.

Er wurde entwickelt, um mit dem DRM Memory Stick von Sony zu konkurrieren, der im Jahr zuvor eingeführt wurde. Die Entwickler gingen davon aus, dass Musikanbieter, die Angst vor Piraterie haben, DRM in großem Umfang einsetzen würden.

Die Super Density Disc, Toshibas gescheiterter Versuch im Kampf um das DVD-Format, war der Ursprung des Markenzeichens „SD“. Aus diesem Grund hat das D im Emblem das Aussehen einer optischen Scheibe.

c-Programme

Während des Consumer Electronic Event im Jahr 2000 schlossen sich drei Unternehmen zu einer einzigen Vereinigung namens SD Association (SDA) zusammen, um SD-Karten auf dem Markt zu fördern. Die SD Association hat ihren Hauptsitz in San Ramon, Kalifornien, USA Die USA begannen mit etwa 30 Unternehmen und beschäftigen heute etwa 1.000 Unternehmen, die interoperable Speicherkarten und Geräte anbieten. Erste SD-Karten-Prototypen wurden im ersten Quartal 2000 zur Verfügung gestellt und drei Monate später wurden 32- und 64-MB-Produktionskarten hergestellt.

Minikarten, 2003

Die SanDisk Corporation stellte die miniSD-Karte im März 2003 auf der CeBIT vor und stellte sie vor. Die SDA genehmigte die miniSD-Karte im Jahr 2003 als Ergänzung zum SD-Kartenstandard für kompakte Formfaktoren. Obwohl die neuen Karten speziell für mobile Geräte entwickelt wurden, werden sie normalerweise mit einem miniSD-Konverter verkauft, der es ihnen ermöglicht, in einem Steckplatz zu arbeiten, der herkömmliche SD-Speicherkarten akzeptiert.

Mikrokarten: 2004-2005

Die ursprünglichen Namen für die auf TransFlash basierenden abnehmbaren microSD-Miniatur-Secure-Digital-Flash-Speicherkarten waren T-Flash oder TF. TransFlash- und microSD-Karten können beide in füreinander entwickelten Geräten verwendet werden, da sie im Wesentlichen gleichwertig sind. Ein passiver Adapter ist so konzipiert, dass er nur über Metallleiterbahnen verfügt, die mit zwei Kontaktsätzen verbunden sind, ohne elektrische Komponenten. Mit Hilfe eines passiven Adapters können microSD-Karten auch in Geräten verwendet werden, die größere SD-Karten unterstützen, da sie elektrisch mit größeren SD-Karten kompatibel sind. Im Gegensatz zu größeren SD-Karten verfügen MicroSD-Karten über keinen mechanischen Schreibschutzschalter. Daher gibt es normalerweise keine vom Betriebssystem unabhängige Möglichkeit, sie zu schreiben und zu schützen. Als die Chief Technology Officers (CTOs) von Motorola und SanDisk zu dem Schluss kamen, dass die vorhandenen Speicherkarten für Mobiltelefone zu groß seien, entwickelten sie das microSD-Format.

Das erste Mobiltelefon mit einer TransFlash-Karte (und später einer microSD-Karte) war das Motorola E398. Nach einigen Jahren begannen die Konkurrenten, microSD-Karten zu verwenden.

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SDHC und SDIO von 2006 bis 2008

Es steht eine microSDHC-Karte mit 8 Milliarden Byte zur Verfügung. Zur Unterstützung wurde ein Magnetkernspeicher verwendet, der in den 1970er Jahren verwendet wurde. Um acht Bytes zu speichern, wurden bei dieser Technologie 64 Kerne verwendet. Die Karte deckt etwa 20 Bit (oder 2 1/2 Byte) ab.

Die 32 GB Speicherkapazität und die erforderliche Kompatibilität für das FAT32-Dateisystem sind zwei Weiterentwicklungen des im Januar 2006 eingeführten SDHC-Formats.

Die 4 GB miniSDHC, die SanDisk im September 2006 vorgestellt hat. MiniSD- und miniSDHC-Karten sind mit Geräten kompatibel, die miniSDHC unterstützen. Allerdings ist nur die ältere miniSD-Karte mit Geräten kompatibel, die miniSDHC nicht speziell unterstützen. MiniSD-Karten werden seit 2008 nicht mehr hergestellt, seitdem immer kompaktere microSD-Karten den Markt dominieren.

Von 2009 bis 2022: SDXC

Unternehmen wie Samsung waren die ersten, die die SDXC-Standards akzeptierten. In ihren Modellen Samsung Galaxy S III und Samsung Galaxy Note II wurde diese Technologie entwickelt, um den nutzbaren Speicher/die nutzbare Kapazität mithilfe von Speicherkarten auf Hunderte GB zu erweitern. Speicherkarten haben in den 2010er-Jahren die größte Rolle bei der Erweiterung der Speicherkapazität des Telefons gespielt.

2009

Das exFAT-Dateisystem ist das Standardformat für SDXC-Karten. Auf der Consumer Electronics Show (CES) 2009 wurde SDXC vorgestellt (7.–10. Januar). Auf derselben Veranstaltung stellten SanDisk, Sony und Panasonic Memory Stick XC-Modelle mit maximalen Speicherkapazitäten von 2 TB und 64 GB vor, was SDXC entspricht. Am 6. März stellte die Pretec-Organisation erstmals die SDXC-Karte vor, eine 32-GB-Karte mit einer Lese- und Schreibgeschwindigkeit von 400 MB/Sekunde. Die Geräte, die die Technologie tatsächlich unterstützten, kamen erst nach 2010 auf den Markt. Die ersten Geräte zur Einführung der Technologie waren Sony Handycam HDR-CX55, Canon EOS 550D, Panasonic USB-Kartenleser, digitale Spiegelreflexkamera und der integrierte SDXC-Kartenleser von JMicron. Der USB-2.0-Schnittstelle, die von den ersten Laptops mit SDXC-Kartenlesern verwendet wurde, fehlt die Bandbreite, um SDXC mit voller Geschwindigkeit zu betreiben.

2011

SDXC-Karten mit der Geschwindigkeitsklasse 10 wurden seit Anfang 2011 von Centon Electronics, Inc. (64 GB und 128 GB) und Lexar (256 GB) ausgeliefert.

Es war erneut Pretec, der Speicherkarten von 8 GB bis 128 GB mit der Geschwindigkeitsklasse 16 vorstellte. SanDisk kündigte im September 2011 eine 64 GB microSDXC-Karte an. 2011 stellte Kingmax ein vergleichbares Produkt vor.

2012

Panasonic stellte im April 2012 das MicroP2-Kartenformat für den Einsatz in professionellen Videoanwendungen vor. Bei den Karten, die in die UHS-Geschwindigkeitsklasse U1 eingestuft sind, handelt es sich im Wesentlichen um SDHC- oder SDXC-UHS-II-Karten in voller Größe. MicroP2-Karten sind dank eines Adapters mit vorhandener P2-Kartenhardware kompatibel.

Die ersten UHS-II-kompatiblen Produkte auf dem Markt waren 2013 Panasonic MicroP2-Karten, die im März 2013 auf den Markt kamen. Das erste Angebot umfasst eine 32 GB SDHC- und eine 64 GB SDXC-Karte. Später in diesem Jahr stellte Lexar die erste 256-SDXC-Speicherkarte vor, die auf der Technologie eines 20-nm-NAND-Flash-Systems basierte. Im Februar 2014 brachte SanDisk die erste 128-GB-microSDXC-Karte auf den Markt und später, im März 2015, eine MicroSDXC-Karte mit 200 GB Speicher. SanDisk brachte im September 2014 die erste 512-GB-SDXC-Karte auf den Markt. SanDisk stellte im August 2017 eine 400-GB-microSDXC-Karte vor. Integral Memory stellte seine 512-GB-microSDXC-Karte im Januar 2018 vor.

PNY stellte im Mai 2018 eine microSDXC-Karte mit 512 GB vor. MicroSD-Karten mit einer Kapazität von 512 GB[12] von Kingston wurden im Juni 2018 eingeführt und waren in drei verschiedenen Varianten erhältlich: Select, Go! und React. Micron und SanDisk haben im Februar 2019 ihre 1-TB-microSDXC-Karten auf den Markt gebracht.

2019 bis heute: SDUC

Mit Geschwindigkeiten von bis zu 985 MB/s ermöglicht der Secure Digital Ultra Capacity (SDUC)-Standard Karten mit Kapazitäten von bis zu 128 TB.

Kapazität

Über Secure Digital werden fünf Kartenfamilien in drei Größen angeboten. Die ursprünglichen fünf Generationen sind Standard-Capacity (SDSC), High-Capacity (SDHC), eXtended-Capacity (SDXC), Ultra-Capacity (SDUC) und SDIO, das Eingabe-/Ausgabefunktionen mit Datenspeicherung kombiniert. Die drei Formfaktoren sind die Originalgröße, die Minigröße und die Mikrogröße. Elektrisch passive Adapter ermöglichen die Verwendung einer kleineren Karte in einem Gerät, das für eine größere Karte vorgesehen ist. Die bescheidene Größe der SD-Karte macht sie zur perfekten Speicheroption für kompaktere, tragbare elektronische Geräte.

SD (SDSC)

Das Secure Digital Standard Capacity (SD)-Zeichen kennzeichnet Karten mit einer maximalen Kapazität von 2 GB.

Der MultiMediaCard-Standard (MMC) wurde eingeführt, um durch die zweite Generation der Secure Digital-Karte (SDSC oder Secure Digital Standard Capacity) verbessert zu werden, die sich weiter weiterentwickelte, allerdings auf andere Weise. Secure Digital hat mehrere Techniken an das MMC-Design angepasst:

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• Die SD-Karte hat asymmetrische Kanten, die den Nachteil haben, dass sie nicht verkehrt herum eingesetzt werden kann. Andererseits hat die MMC-Karte den Vorteil, dass sie auch in umgekehrter Position eingesetzt werden kann.
• Die meisten SD-Karten haben eine Dicke von 2,1 mm (0,083 Zoll), während MMCs eine Dicke von 1,4 mm (0,055 Zoll) haben. Dünne SD-Karten, die laut SD-Standard eine Dicke von 1,4 mm haben, sind unüblich, da die SDA noch kleinere Formfaktoren vorsah.
• Die elektrischen Anschlüsse der Karte sind unter der Oberfläche verborgen und somit vor den Fingerspitzen des Benutzers geschützt.
• Der SD-Standard erforderte höhere Kapazitäten und Übertragungsgeschwindigkeiten als MMC, und diese Fähigkeiten haben sich im Laufe der Zeit verbessert. Siehe die Vergleichstabelle unten.
• Die SD-Karte führte eine Vierdraht-Busoption für schnellere Datengeschwindigkeiten ein, während MMC nur einen einzigen Pin für die Datenübertragung verwendet.
• Inklusive Schreibschutzkerbe
• Die Möglichkeit, ein Format in einem Host-Gerät zu verwenden, das für ein anderes entwickelt wurde, wird zusätzlich durch die Tatsache erschwert, dass SD-Karten in voller Größe nicht in die dünneren MMC-Steckplätze passen.

SDHC

Das Secure Digital High Capacity (SDHC)-Zeichen kennzeichnet Karten mit einer Kapazität von mehr als 2 GB und laut Spezifikation bis zu 32 GB. Die 2006 eingeführte sichere digitale Formatierung mit hoher Kapazität unterstützte nur Karten mit einer Speicherkapazität von 32 GB. Es ist legal, die Marke SDHC zu verwenden, um die Kompatibilität sicherzustellen. Später wurde eine Version 2.0 eingeführt, um die Speichergrenzen neu zu definieren. SD-Karten und SDHC-Karten mit Standardkapazität haben die gleichen elektrischen und physikalischen Eigenschaften (SDSC).

Durch die Neudefinition der SDSC- und SDHC-Karten in Version 2.0 erhielten sie einen zusätzlichen Hochgeschwindigkeits-Busmodus, der durch Verdoppelung der ursprünglichen Standardgeschwindigkeit eine Geschwindigkeit von 25 MB/s ermöglicht. SDHC-Hostgeräte müssen ältere SD-Karten unterstützen. Es gibt Ausnahmegeräte, die mithilfe von Firmware-Updates SDHC- und SDXC-Speicherkarten erkennen können, die meisten älteren Hostgeräte erkennen sie jedoch nicht. Ältere Windows-Betriebssysteme, die vor Windows 7 veröffentlicht wurden, benötigen Updates oder Service Packs, um den Zugriff auf SDHC-Karten zu ermöglichen.

SDXC

Das Secure Digital eXtended Capacity-Zeichen kennzeichnet laut Standard Karten mit Kapazitäten von mehr als 32 GB und bis zu 2 TB. Während die Grenze im Vergleich zu SDHC-Speicherkarten nur 32 GB beträgt, haben sich SDXC-Karten selbst in der Version 2.0 stark weiterentwickelt. Sie haben ihren Speicher auf 2 TB erweitert, was erstmals im Januar 2009 in der 3.0-Version der SD-Spezifikation eingeführt wurde. SDXC verwendet das exFAT-Dateisystem von Microsoft als erforderliche Funktion.

Markt

Diese digitalen Karten sind ein effektives Mittel, um Informationen/Daten von mehreren GB auf sehr kleinem Raum zu speichern. Daher werden Speicherkarten aufgrund ihrer geringen Größe in vielen Elektrogeräten verwendet. Es sind auch großformatige Speicherkarten erhältlich. Diese befinden sich hauptsächlich in Geräten wie Kameras, Videospielkonsolen und Camcordern. Da diese Geräte eine häufige Eingabe und Ausgabe von Speicherkarten erfordern, sind größere Speicherkarten besser geeignet. Andererseits werden microSD-Karten aufgrund ihrer geringen Größe in Telefonen, Kameradrohnen und Actionkameras verwendet.

Mobiltelefone

Die microSD-Karte hat den Markt für Smartphones angekurbelt, indem sie sowohl Herstellern als auch Kunden mehr Flexibilität und Freiheit ermöglicht.

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Die Rolle von microSD-Karten in Mobiltelefonen beschränkt sich nicht nur auf die Speichererweiterung, sondern bietet auch ortsunabhängige Dienste mit höheren Datenübertragungsraten, ohne dass technische Details erforderlich sind. Diese Funktion der microSD-Karte ermöglicht die einfache Übertragung von Anwendungen wie Fotografie und Videoaufzeichnung. Der Benutzer kann die auf der Speicherkarte gespeicherten Daten extern als Massenspeicher sichern und darauf zugreifen. Allerdings sind die in gemauerten Geräten gespeicherten Daten nicht erreichbar.

Ein weiterer Vorteil der USB-Speichererweiterung für unterwegs ist die kompromisslose Ergonomie. Ein weiterer Vorteil einer Speicherkarte besteht darin, dass sie unabhängig vom Speicher des Telefons ist. Das heißt, wenn dem Telefon etwas Schlimmes passiert, hat der Schaden keinen Einfluss auf den Speicher der Speicherkarte. Sie sind zerrissen und abgenutzt. Die technische Weiterentwicklung von Speicherkarten ermöglicht es Nutzern aktueller Mobilgeräte, ihre Speicherkapazität schrittweise und kostengünstiger zu erweitern.

Anwendungen können jetzt von microSD-Karten auf aktuellen Versionen gängiger Betriebssysteme wie Windows Mobile und Android gestartet werden, was Möglichkeiten für neue SD-Karten-Nutzungsmodelle in der Mobile-Computing-Branche eröffnet und internen Speicherplatz freigibt.

SD-Karten sind nicht die kostengünstigste Option, wenn ein Gerät nur eine geringe Menge an nichtflüchtigem Speicher benötigt, wie zum Beispiel die Senderspeicher in kleinen Radios. Darüber hinaus sind sie möglicherweise nicht ideal für Anwendungen, die höhere Geschwindigkeiten oder eine größere Speicherkapazität erfordern als andere Flash-Kartenstandards, einschließlich CompactFlash. Diese Einschränkungen könnten durch die Entwicklung von Speichertechnologien überwunden werden, einschließlich der neuen SD 7.0-Spezifikationen, die Speicherkapazitäten von bis zu 128 TB ermöglichen.

SD-Karten nutzen entweder integrierte Steckplätze oder einen aktiven elektrischen Wandler und werden von vielen PCs unterschiedlicher Form und Größe verwendet, darunter Tablets und Mobiltelefone. Es gibt Adapter für den parallelen Druckeranschluss, PC-Karte, ExpressBus, USB und FireWire. Aktive Adapter ermöglichen auch die Verwendung von SD-Karten in Geräten, die andere Formate wie CompactFlash unterstützen. SD-Karten können mit dem FlashPath-Adapter in ein Diskettenlaufwerk eingelegt werden.

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Bei vielen Mobiltelefonen wie dem Samsung Galaxy Fit, das 2011 auf den Markt kam, und dem Samsung Galaxy Note 8.0, das 2013 auf den Markt kam, befindet sich das SD-Kartenfach unter der Akkuabdeckung. Dadurch ist es leicht zugänglich, da es an der für Menschen zugänglichen Außenseite liegt. In neueren Mobiltelefonen wird für das Fach, in dem sich die SIM-Karte und die Speicherkarte befinden, ein Lochauswurfverfahren verwendet.

Fälschen

Auf dem Markt sind häufig falsch beschriftete oder gefälschte Secure Digital-Karten zu sehen, die langsamer sind als beworben oder eine falsche Kapazität anzeigen. Zur Verifizierung und Identifizierung gefälschter Waren stehen Softwaretechnologien zur Verfügung. Zur Überprüfung der zurückkopierten Dateien können Prüfsummen (wie MD5) oder ein Komprimierungsversuch verwendet werden. Die letztere Strategie verwendet gefälschte Karten, um das Lesen von Dateien zu ermöglichen, was zu leicht komprimierbaren einheitlichen Daten in den Dateien führt (z. B. sich wiederholende 0xFFs).

Digitalkameras

SD/MMC-Karten lösten Toshibas SmartMedia als beliebtester Speicherkartentyp für den Einsatz in Digitalkameras ab. SmartMedia hatte im Jahr 2001 einen Marktanteil von etwa 50 %, aber im Jahr 2005 hatte SD/MMC über 40 % des Marktes für Digitalkameras, und im Jahr 2007 war der Anteil von SmartMedia drastisch zurückgegangen.

Zu diesem Zeitpunkt haben alle führenden Hersteller von Digitalkameras, wie Fujifilm, Panasonic, Samsung, Casio, Canon, Leica, Ricoh und Sony, mit der Verwendung der SD-Kartentechnologie begonnen. Vor Anfang 2010 unterstützte nur Sony Memory Stick, während Olympus und Fujifilm nur XD-Picture Cards (xD-Karten) unterstützten. Im Gegensatz dazu unterstützten sowohl Olympus als auch Fujifilm SD.

Mit einem Adapter können Sony XDCAM EX-Camcorder und Panasonic P2-Kartengeräte Secure Digital-Speicherkarten verwenden, ebenso wie Panasonic P2-Kartengeräte mit einem MicroP2-Konverter.

Persönlicher Computer

Die Computer nutzen SD-Karten meist mit Hilfe eines Kartenlesers. Einige verfügen über integrierte Steckplätze zum Einsetzen einer SD-Karte als zusätzliches Speichergerät. Allerdings verfügt kein Computer über einen integrierten ATA-Controller, der die ATA-Signalisierung der SD-Karte ermöglicht. Daher können SD-Karten nicht als primäre Festplatten verwendet werden. Andererseits kann eine SD-Karte in einem USB-Adapter als Boot-Disc auf Computern dienen, die das Booten über eine USB-Schnittstelle ermöglichen, wenn der Computer über ein Betriebssystem verfügt, das den USB-Zugriff nach Abschluss des Bootstraps zulässt.

Speicherkarten mit integriertem Speicherkartenleser bieten einen ergonomischen Vorteil gegenüber USB-Sticks in Laptops und Tablets, da diese aus dem Gerät herausragen. Sie müssen darauf achten, dass der Benutzer beim Übertragen des Geräts nicht dagegen stößt, da dies den USB-Anschluss beschädigen könnte. Beim Einsetzen in den speziellen Kartensteckplatz eines Computers haben Speicherkarten eine einheitliche Form und belegen keinen USB-Anschluss.

Die Nutzung und das Interesse an SD-Karten nimmt bei Besitzern klassischer Systeme wie dem 8-Bit-Atari zu. Beispielsweise ist mittlerweile SIO2SD im Einsatz (SIO ist eine Atari-Schnittstelle zum Anschluss externer Geräte). Eine SD-Karte mit einer Speicherkapazität zwischen 4 und 8 GB kann Software für einen 8-Bit-Atari (2019) enthalten.

Eingebettetes System

Um nicht entfernbare SD-Geräte auf Leiterplatten zu ermöglichen, standardisierte die SDA 2008 Embedded SD. Diese Technologie „nutzt bekannte SD-Standards“. Allerdings wurde der MMC-Standard zur De-facto-Norm für eingebettete Systeme, während die Industrie diesen Standard nicht akzeptierte. SanDisk bietet solche integrierten Speicherkomponenten unter dem Namen iNAND an.

Die meisten modernen Mikrocontroller sind mit SPI-Logik ausgestattet, die im SPI-Modus mit einer SD-Karte interagieren kann und nichtflüchtigen Speicher bietet. Auch wenn ein Mikrocontroller nicht über SPI-Funktionalität verfügt, kann dies durch Bit-Pounding simuliert werden.