dkamera.de Grundlagenwissen: Speicherkarten

Die Speicherkartentypen und -klassen im Überblick

Update 27.06.2020, 9:11 Uhr: Wir haben unseren Grundlagenartikel zum Thema Speicherkarten vom 22.06.2015 vollständig überarbeitet und mit neuen Abbildungen versehen.

Flash-Speicher werden in Digitalkameras oder auch Videokameras zum Speichern der aufgenommenen Bilder und Videos verwendet. Sie sind in verschiedenen Typen und Größen erhältlich. Zu den besonderen Vorteilen von Flash-Speichern gehören die kompakte Größe, der geringe Stromverbrauch und die robuste Bauweise. Zudem arbeiten sie völlig geräuschlos und können große Datenmengen schnell abspeichern. In folgendem Grundlagenartikel verschaffen wir Ihnen einen Überblick über die wichtigsten Speicherkartentypen und deren Spezifikationen.

Secure Digital (SD):
Secure Digital-Speicherkarten, die praktisch immer nur mit ihrer Abkürzung „SD“ bezeichnet werden, gibt es seit rund zwei Jahrzehnten. Sie stellen eine Weiterentwicklung der früheren MMC-Speicherkarten (Multimedia Card) dar und sind der bei Fotokameras mit großem Abstand am häufigsten verwendete Speicherkartentyp. SD-Speicherkarten werden in unterschiedlichen Größen angeboten: als SD-Karten und als microSD-Karten. Zu Beginn der SD-Ära ließen sich zudem die sogenannten miniSD-Speicherkarten erwerben. Diese „Zwischengröße“ wurde zugunsten von microSD-Karten jedoch nicht mehr weiterentwickelt.

SD-Karten werden mittlerweile in fast allen Digitalkameras als Speichermedium verwendet:

SD-Karten kommen in Digitalkameras oder auch bei Camcordern zum Einsatz, microSD-Karten vor allem bei Smartphones. Im direkten Vergleich fallen microSD-Modelle mit Abmessungen von 15 x 11 x 1mm deutlich kompakter als SD-Modelle mit 24 x 32 x 2,1mm aus. microSD-Karten reichen allerdings weder in puncto Datenrate noch Kapazität an SD-Modelle heran. microSD-Speicherkarten lassen sich mit einem Adapter zu SD-Speicherkarten „verwandeln“, andersherum geht dies natürlich nicht.

microSD-Karten sind deutlich kleiner, per Adapter lassen sie sich zu SD-Karten verwandeln:

Die SD-Speicherkartenstandards:
Im Laufe der Zeit hat die für die Spezifizierung von SD-Speicherkarten zuständige SD Association immer wieder neue Standards entwickelt und vorgestellt.

Standard

SD

SDHC

SDXC

SDUC

Name

Secure Digital Standard Capacity

Secure Digital High Capacity

Secure Digital eXtended Capacity

Secure Digital Ultra Capacity

Ankündigung

1999

2006

2009

2018

Minimale Kapazität

128MB

4GB

64GB

 

Maximale Kapazität

2GB

32GB

2TB

128TB

Dateisystem

FAT16

FAT32

exFAT

exFAT

Der Bezeichnung einer Speicherkarte, beispielsweise SDHC, sagt in der Praxis nur recht wenig aus. Sie gibt lediglich an, zum welchem Standard die Speicherkarte gehört und welches Dateisystem genutzt wird. Bei modernen Kameras spielt das keine größere Rolle, bei älteren Kameras sind jedoch eventuell Inkompatibilitäten zu beachten. So sind vor etwas längerer Zeit vorgestellte Digitalkameras unter Umständen nur zu SD- oder SDHC-Modellen kompatibel. In diesem Fall können keine Speicherkarten neuerer Standards verwendet werden.

Die Geschwindigkeit:
Die Geschwindigkeit kann bei SD-Speicherkarten auf unterschiedliche Arten angegeben werden, alle „Ratings“ haben unterschiedliches zu bedeuten.

Das „Class“-Angabe:
Grundsätzlich muss bei neueren Modellen die Angabe einer sogenannten Geschwindigkeitsklasse (= „Speed Class“, „UHS Speed Class“ oder “Video Speed Class“) erfolgen. Die Klasse gibt an, welche Datenrate eine Speicherkarte mindestens erreicht. Leider wird hier kein einheitliches System verwendet.

Minimale Datenrate

Speed Class

UHS Speed Class

Video Speed Class

2MB/s

Class 2

nicht vergeben

nicht vergeben

4MB/s

Class 4

nicht vergeben

nicht vergeben

6MB/s

Class 6

nicht vergeben

V6

10MB/s

Class 10

UHS U1

V10

30MB/s

nicht vergeben

UHS U3

V30

60MB/s

nicht vergeben

nicht vergeben

V60

90MB/s

nicht vergeben

nicht vergeben

V90

Die Angabe der „Video Speed Class“ bedeutet dabei nicht, dass diese Angabe nur für die Speicherung von Videos gilt. Sie gilt auch für Fotos. Auf einer Speicherkarte können unterschiedliche „Speed Class“-Angaben zu finden sein. Zum Beispiel Class 10, UHS U3 und V30. In diesem Fall bedeutet das: Die Datenrate liegt bei mindestens 30MB/s – wenn eine kompatible Kamera zum Einsatz kommt. Wichtig ist diese Angabe vor allem bei der Aufnahme von Videos. Hier muss eine kontinuierliche Geschwindigkeit erreicht werden, damit störungsfreie Aufnahmen möglich sind.

Voraussetzungen für Videoaufnahmen (ungefähre Angaben):

Videoauflösung:

Minimale Voraussetzungen:

SD- oder HD-Videos

Class 4 oder besser

Full-HD-Videos

Class 6/V6 oder besser

4K-Videos

UHS U3/V30 oder besser

8K-Videos

V60 oder besser

Die x-fache-Angabe:
Die Angabe als x-fache Geschwindigkeit ist bei SD-Speicherkarten nicht unbedingt notwendig und heutzutage nur noch selten zu finden. Der ein oder andere Hersteller greift darauf jedoch noch zurück. Dabei handelt es sich im Unterschied zur „Class“-Angabe jedoch nicht um die minimale, sondern meistens um die maximale Datenrate. Die x-fache-Angabe bezieht sich auf die früher bei optischen Laufwerken übliche Angabe des Vielfachen von 150KB/s (Kilobyte pro Sekunde). Eine Speicherkarte mit der Angabe 1.000x soll also eine Datenrate von bis zu 150MB/s erreichen.

Die Megabyte pro Sekunde-Angabe:
Ebenso nicht verpflichtend, aber oft auf Speicherkarten zu finden, ist die Angabe der Schreib- und Lesegeschwindigkeit in Megabyte pro Sekunde (MB/s). Wird auf der Karte nur ein Wert (z. B. 100MB/s) aufgeführt, handelt es sich dabei um die maximale Datenübertragungsrate der Speicherkarte. Diese bezieht sich praktisch immer auf die Lesegeschwindigkeit, die Schreibgeschwindigkeit liegt normalerweise (teilweise deutlich) darunter. Sind auf einer Speicherkarte zwei Werte aufgeführt, werden diese oftmals mit den Kürzeln „R“ und „W“ gekennzeichnet. „R“ steht für „read“, also die Lesegeschwindigkeit. „W“ für „write“, also die Schreibgeschwindigkeit.

Eine microSD-Karte von SanDisk mit Angabe der Application Performance Class:

Die Angabe der Application Performance Class:
Für Foto- und Videografen weniger relevant ist die Angabe der sogenannten „Application Performance Class“. Diese Angabe wurde geschaffen, um die Geschwindigkeit einer Speicherkarte für den Einsatz in Smartphones besser einschätzen zu können. Der Vollständigkeit halber gehen wir daher in diesem Artikel darauf ein. Die Angabe erfolgt mit dem Buchstaben „A“ und einer Zahl dahinter. „A1“ steht für die Application Performance Class 1, „A2“ für die Application Performance Class 2. Speicherkarten mit „A1“-Angabe schaffen 1.500 IOPS beim Lesen und 500 IOPS beim Schreiben. Bei „A2“-Modellen sind es 4.000 IOPS beim Lesen und 2.000 IOPS beim Schreiben. Die Angabe IOPS steht dabei für Input/output operations per second, also Ein-/Ausgaben pro Sekunde. Sowohl für die „A1“- als auch die „A2“-Karten gilt zudem, dass eine minimale sequentielle Schreibgeschwindigkeit von 10MB/s erreicht wird.

Links eine UHS-I-Speicherkarte mit einer Pin-Reihe, rechts ein UHS-II-Modell mit zwei Pin-Reihen:

Das Interface:
Welche Übertragungsgeschwindigkeit eine SD-Speicherkarte erreichen kann, ist vom verwendeten Interface abhängig. Dieses begrenzt die theoretische Datenrate, die eine Speicherkarte beim Lesen sowie Schreiben erreichen kann nach oben. Mit der Zeit wurden immer neue Interface-Typen vorgestellt, diese unterscheiden sich technisch teilweise deutlich. Unter anderem werden für höhere Datenraten höher interne Taktungen und mehr Schnittstellen benötigt. Die Anzahl von Pin-Reihen nimmt daher bei neueren Standards immer weiter zu. Des Weiteren nutzen SD-Karten ab der SD Express-Generation den "PCIe Bus" statt den "SD Bus".

Die Interface-Typen:

Schnellere Übertragungsraten werden unter anderem durch zusätzliche Schnittstellen ermöglicht:

In folgender Tabelle haben wir die heutzutage gängigsten Interface-Typen zusammengestellt. Alle Angaben entsprechen dabei der theoretisch erreichbaren Datenrate, in der Praxis fällt diese durch notwendige Steuerdaten (Overhead) etwas niedriger aus.

Interface

max. Datenrate

Pin-Reihen

Default Speed

12,5MB/s

1

High Speed

25MB/s

1

UHS-I

104MB/s

1

UHS-II

312MB/s

2

UHS-III

624MB/s

2

SD Express

1.970MB/s

2

SD Express

3.940MB/s

3

Die Geschwindigkeit in der Praxis:
Speicherkarten können von Haus aus schnell oder langsam sein. Wie schnell Daten von der Kamera auf die Karte geschrieben werden, ist allerdings nicht nur von der Speicherkarte abhängig. Mindestens genauso wichtig ist die Kamera selbst. Hier spielt zum einen das verwendete Interface eine Rolle. UHS-II-Speicherkarten können nur mit Datenraten von deutlich über 100MB/s beschrieben werden, wenn die Kamera über ein UHS-II-Interface verfügt. Zum anderen spielt die Anbindungsgeschwindigkeit der Karte eine Rolle. Während sich Informationen zum Interface schnell im Handbuch oder auf der Produktseite beim Hersteller finden lassen, sind Informationen zur Anbindungsgeschwindigkeit nur über Testberichte Dritter oder eigene Erfahrungen herauszubekommen. Wie schnell eine Kamera Daten zur Speicherkarten übertragen kann, unterscheidet sich von Modell zu Modell erheblich. Geringe Übertragungsgeschwindigkeiten wirken sich negativ auf die Dauer des Schreibvorgangs aus oder beeinflussen die Bildrate bzw. die Länge der Aufnahmelänge negativ. Sofern eine Kamera nur geringe Datenübertragungsraten unterstützt bringt es keine Vorteile, eine schnelle Speicherkarte zu erwerben.

Die Kompatibilität:
Durch die stetig weiterentwickelten Spezifikationen war es nötig, gewisse „Fallback“-Maßnahmen vorzunehmen, um die Kompatibilität zu erhöhen. Diese erlauben den Einsatz von alten Speicherkarten in neuen Kameras – mit eventuell notwendigen Abstrichen bei der Geschwindigkeit. Für die Praxis gilt dadurch aber: Wer eine neue Kamera mit SD-Steckplatz erwirbt, kann seine alte SD-Speicherkarte weiterverwenden. Andersherum gilt dies natürlich nicht. Sehr alte Kameras können mit neuen Speicherkarten oftmals nicht umgehen. Dies sollte vor dem Kauf einer neuen Speicherkarte bedacht werden. Alle relevanten Informationen zur Unterstützung von Speicherkarten sollten dem Handbuch der Kamera zu entnehmen sein.

Eine XQD-Speicherkarte von Lexar:

XQD-Speicherkarten:
XQD-Speicherkarten gibt es noch nicht allzu lange. Der Standard wurde 2010 vorgestellt, erste XQD-Speicherkarten wurden 2012 angekündigt. XQD-Karten fallen mit Abmessungen von 38,5 x 29,8 x 3,8mm deutlich größer als SD-Speicherkarten aus, dank des verwendeten PCIe-Interfaces wurden zur Vorstellung theoretische Datenraten von bis zu 2,5Gbit/s (= 312,5MB/s) genannt. Diese Geschwindigkeit wurde mit neueren Spezifikationen zuletzt auf bis zu 8Gbit/s (= 1GB/s) erhöht. Als erste Fotokamera mit XQD-Speicherkarten kam 2012 die Nikon D4 auf den Markt. Nachfolgend finden Sie eine Liste aller aktuell (Stand: Juni 2020) Kameras mit XQD-Speicherkarten-Slot.

Kamera

Jahr

Speicherkarten

Nikon D4

2012

1 x XQD, 1 x CompactFlash

Nikon D4s

2014

1 x XQD, 1 x CompactFlash

Nikon D5

2016

2 x XQD

Nikon D500

2016

1 x XQD, 1 x SD

Nikon D850

2017

1 x XQD, 1 x SD

Nikon Z 6

2018

1 x XQD

Nikon Z 7

2018

1 x XQD

Panasonic Lumix DC-S1

2019

1 x XQD, 1 x SD

Panasonic Lumix DC-S1R

2019

1 x XQD, 1 x SD

Nikon D6

2020

2 x XQD

Im Gegensatz zu SD-Speicherkarten hält sich die Verbreitung von XQD-Karten in Grenzen, noch recht wenige Kameras nutzen diese. Da dadurch die Nachfrage an Karten vergleichsweise gering ausfällt, bieten nur wenige Speicherkarten-Hersteller XQD-Karten an. Dazu gehören unter anderem Sony und Lexar.

Die Angabe der Geschwindigkeit erfolgt bei XQD-Karten mit der Angabe der maximalen Schreib- und Lesegeschwindigkeit oder der x-fachen-Werte. Aktuell lassen sich XQD-Karten mit einer maximalen Schreibgeschwindigkeit von 400MB/s und einer maximalen Lesegeschwindigkeit von 440MB/s erwerben.

Eine "Typ B" CFexpress-Speicherkarte:

CFexpress-Speicherkarten:
Der CFexpress-Standard gehört zu den neuesten bei Fotokameras genutzten Speicherkartenstandards. Vorgestellt wurde er 2016, erste finale Spezifikationen gibt es seit 2017. Seitdem hat sich einiges getan. Neben den ursprünglich vorgesehenen Karten mit Abmessungen von 38,5 x 29,8 x 3,8mm (heute Typ B genannt) wurden 2019 zwei neue Kartengrößen angekündigt. Typ A-Karten sind 28 x 20 x 2,8mm groß, Typ C-Karten messen 74 x 54 x 4,8mm.

Die unterschiedlichen CFexpress-Karten-Typen im Vergleich:

Die kleinen Typ A-Karten schaffen theoretisch bis zu 1GB/s, bei den Typ B-Karten sind es 2GB/s und bei den Typ C-Karten bis zu 4GB/s. Als Übertragungsschnittstelle wird PCIe (3.0 x2 bzw. 4.0 x2) genutzt, der Kartentyp bestimmt die Anbindung (Typ A: 1 Lane, Typ B: 2 Lanes, Typ C: 4 Lanes).

CFexpress (Typ B) und XQD-Karten besitzen identische Abmessungen:

Bei einigen Fotokameras lassen sich CFepxress-Karten dank Hardware-Kompatibilität statt XQD-Karten nutzen. Ursprünglich nur XQD-Karten unterstützende Modelle müssen jedoch per Firmware zu CFexpress-Karten kompatibel gemacht werden. Die maximale theoretische Kapazität von CFexpress-Speicherkarten liegt aktuell bei 128PB (Petabyte), im Handel sind Modelle mit bis zu 512GB erhältlich (Stand: Juni 2020).

Im Foto-Segment nie richtig angekommen:

CFast-Speicherkarten:
Der CFast-Standard wurde 2008 vorgestellt, die Abmessungen von CFast-Karten entsprechen CompactFlash-Speicherkarten. Statt IDE als Interface kommt bei CFast-Karten SATA zum Einsatz, dadurch lassen sich deutlich höhere Übertragungsgeschwindigkeiten erreichen. Der CFast 1.0-Standard erlaubt theoretisch bis zu 300MB/s, der CFast 2.0-Standard verdoppelt diese Geschwindigkeit auf 600MB/s. Bei Fotokameras hat der CFast-Standard keine Verbreitung gefunden, lediglich bei der Canon EOS-1DX Mark II lassen sich CFast-Karten verwenden. Bei Videokameras kommen CFast-Karten dagegen häufiger zum Einsatz.

CFast-Speicherkarten findet man fast nur bei professionellen Videokameras:

Speicherkartentypen der Vergangenheit:
CompactFlash-Speicherkarten:
CompactFlash-Speicherkarten waren zu Beginn der digitalen Fotografie das Speichermedium Nummer eins. Mit den vergleichsweise großen Speicherkarten ließen sich die höchsten Kapazitäten erzielen. Neben Flashspeichern wurden damals sogar kleine Festplatten (Produktname Microdrive) verbaut, um die Speicherkapazität zu erhöhen. Die 36,4 x 42,8 x 3,3mm (Typ I) großen CompactFlash-Karten hatten SD-Modellen damals nicht nur die höhere Kapazität voraus, sie erreichten in früheren Zeiten auch wesentlich höhere Datenraten. Der 2010 vorgestellte CompactFlash 6.0-Standard erlaubt dank Ultra DMA Mode 7 bis zu 167MB/s.

CompactFlash-Speicherkarten sterben aus:

Seitdem sind keine neuen Entwicklungen hinzugekommen, CompactFlash-Speicherkarten werden seit Jahren nicht mehr bei neuen Kameras verwendet. Zu den letzten mit CompactFlash-Slot ausgerüsteten Modellen gehörte die Canon EOS 5D Mark IV, diese kam 2016 auf den Markt. Die Geschichte der CF-Karten darf – wegen zahlreicher neuerer und schnellerer Speicherkarten-Standards – als beendet angesehen werden. Eine minimale Datenrate wurde für CF-Karten lange Zeit nicht angegeben, erst die später eingeführte „Video Performance Guarantee“ nannte die Mindestgeschwindigkeit beim Schreiben von kontinuierlichen Datenströmen. Hier stehen VPG-20 (mindestens 20MB/s) und VPG-65 (mindestens 65MB/s) zur Wahl.

Der Aufbau einer CompactFlash-Speicherkarte:

Memory Stick-Speicherkarten (MS):
Von Sony stammt der proprietäre Memory Stick, dieser kann in mehreren Varianten erworben werden. Er ist als Memory Stick Pro Duo, als Pro-HG Duo sowie als Memory Stick PRO-HG Duo HX und Memory Stick XC mit aktuell maximal 64GB Kapazität erhältlich. Memory Stick-Modelle werden nur in Digitalkameras von Sony eingesetzt, die kompakten Memory Stick Micro (M2)-Modelle wurden hauptsächlich in Smartphones genutzt. Da alle aktuellen Digitalkameras von Sony auch einen SD-Speicherkartenslot bieten, raten wir Ihnen dazu, SD/SDHC/SDXC-Speicherkarten zu verwenden. Diese können Sie jederzeit auch in anderen Digitalkameras einsetzen, was bei Memory Stick-Speicherkarten nicht möglich ist.

Ein Memory Stick von Sony:

Daneben gibt es noch weitere Speicherkarten-Typen, die früher weit verbreitet waren, heute aber nicht mehr zu finden sind. Dazu gehören unter anderem die MMC-Speicherkarten (Multimedia Card), die XD-Speicherkarten und die SmartMedia-Speicherkarten.

Was bringt die Zukunft?
Die Speicherkartenformate der Zukunft müssen groß und schnell sein. Steigende Datenmengen, die durch immer höher auflösende Sensoren sowie durch pixelreiche Videoaufnahmen generiert werden, werden bald auch bei Kameras unterhalb der Profiklasse zu finden sein. Egal ob Fotos mit 100 Megapixel oder Videos in 8K-Auflösung, der benötigte Speicherplatz wird weiterhin deutlich zunehmen. Die Grundsteine dafür sind gelegt, schnelle Technologien wurden bereits angekündigt. Wir sehen zwei Speicherkarten-Technologien im „Kampf“ um das Format der Zukunft ganz weit vorne: SD/microSD und CFexpress. SD-Karten sind weit verbreitet und dank neuer Standards (UHS-III sowie SD Express) für die Zukunft gerüstet. CFexpress-Karten wissen bereits heute mit hohen Datenraten zu überzeugen, dank der Hardware-Kompatibilität zu XQD-Karten finden sich schon einige Kameras mit CFexpress-Einsatzmöglichkeit.

Autor: dkamera.de Redaktion
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