SD Express: Neuer SD-Karten-Standard mit PCIe für 985 MB/s und 128 TB

Wie auf dem MWC angekündigt, wurde jetzt der neue Speicherkarten-Standard SD Express im Rahmen des MWC Shanghai vorgestellt. Dank PCI Express sollen SD-Karten nun bis zu 985 MB/s übertragen. Die vorerst theoretische Maximalkapazität steigt von 2 TB auf 128 TB. Das NVMe-Protokoll soll Dateizugriffe beschleunigen.

Dreimal so schnell wie UHS-II

Das Leistungspotenzial des Schnittstellen-Upgrades für SD-Karten hatte der Speicherkartenhersteller SanDisk bereits im Februar mit einem Prototypen demonstriert, der beim sequenziellen Lesen fast 900 MB/s erreichte. Jetzt ist SD Express in Form der Spezifikation SD 7.0 offiziell. Ein Whitepaper (PDF) beschreibt die Technik im Detail. Die Basis für mehr Leistung bildet der Wechsel vom UHS-Bus auf PCIe und NVMe 1.3. Die einzelne PCIe-3-Lane liefert 985 MB/s, was allerdings in der Praxis nicht erreicht werden wird, denn hier muss der Protokoll-Overhead abgezogen werden. Dass zumindest rund 900 MB/s möglich sind, hatte SanDisk aber demonstriert.

Gegenüber SD-Karten mit UHS-II, die rund 300 MB/s erreichen, bedeutet dies eine Verdreifachung der Durchsatzrate. Karten mit UHS-III-Interface sollten etwa 600 MB/s schaffen, sind aber bis heute nicht erhältlich. Erste Produkte mit SD Express werden für 2019 erwartet.

Legacy-Modus für UHS-Kompatibilität

Um eine Abwärtskompatibilität zu gewährleisten, sind die Kontaktflächen (Pins) gegenüber UHS-II unverändert. Allerdings wird das UHS-II-Interface nicht unterstützt, denn die hierfür eingeführte zweite Reihe Kontakte wird nun für PCIe genutzt. Für Kompatibilität mit UHS-basierten Lesegeräten sorgt aber die erste Reihe, die unverändert das langsamere UHS-I mit 104 MB/s (brutto) bietet. Für die volle Leistung muss aber der Host mit PCIe und NVMe umgehen können. Dies ist bei aktuellen Systemen der Fall. Über den NVMe-Treiber des Betriebssystems wird die SD-Express-Karte als „Standard NVMe device“ erkannt. Auch die Funktion Host Memory Buffer (HMB), die einen Teil des Arbeitsspeichers vom Host als Cache für den Massenspeicher nutzt, wird bei SD Express geboten.

128 TB auf einer SD-Karte noch ferne Zukunftsmusik

Rein theoretischer Natur ist vorerst die deutliche Aufstockung der maximalen Speicherkapazität von 2 TB bei SDXC-Karten auf 128 TB mit der neuen SD Ultra Capacity (SDUC) Card. Denn aktuell gibt es SD-Karten nur mit bis zu 512 GB im Handel und angekündigten 1-TB-Modellen. Die Speicherkapazität hängt von der NAND-Flash-Entwicklung ab. Ob jemals 128 TB Flash-Speicher auf eine SD-Karte passen, bleibt abzuwarten. Mit neuem QLC-3D-NAND sind zumindest 2 TB in einem Speicherbaustein in greifbarer Nähe.

Neue Logos für gewohnte Formate

Zunächst sollen Speicherkarten der Standards SDHC, SDXC und SDUC mit SD Express angeboten werden; die entsprechenden Logos wurden vorgestellt. Auch für die kleinen microSD-Ableger ist SD Express vorgesehen. Die SD Association behält sich aber für die Zukunft weitere Formfaktoren vor: Zusätzliche Pins, die eine 1,2-Volt-Spannung der bisher genutzten 3,3- und 1,8-Volt-Schiene hinzufügen, sind angedacht.