Speicherformate für die Industrie
Die Zukunftssicherheit ist entscheidend
Beim Implementieren eines Wechselspeichersystems in ein Produktdesign ist zu berücksichtigen, wie lange das Speicherformat voraussichtlich verfügbar sein wird. Wie lässt sich nun durch möglichst langlebige industrielle Speicherlösungen die Gefahr der Obsoleszenz für eigene Produkte minimieren?
Wechselspeicher (removable memory) werden aus vielerlei Gründen verwendet, beispielsweise zur Speicherung und Übertragung von Dateien, zur Implementierung von Software- und Firmware-Updates sowie zur Authentifizierung von Benutzern, wie in Zugangskontrollsystemen. Für viele Anwendungen ist es wahrscheinlich, dass die Speichermedien und die entsprechenden Anschlussbuchsen über mehrere Jahre im Einsatz sein werden - oder sogar Jahrzehnte, wenn man die Anforderungen etwa der Logistik berücksichtigt, die mit der Wartung abgelegener Standorte wie Windparks verbunden sind.
Dementsprechend ist es wichtig, die gesamte beabsichtigte Lebensdauer des Endprodukts und die betrieblichen Anforderungen zu berücksichtigen, bevor man sich auf einen Formfaktor bzw. eines der Wechselspeicherformate festlegt, die meist für die Consumer-Elektronik und zur Verwendung mit generischen IT-Produkten ausgelegt und uns daher wohlbekannt sind. Betrachten wir nun die Geschwindigkeit, mit der viele dieser Formfaktoren verschwanden.
Distant Memory – erste Massenspeicher für die Hosentasche
Multi Media Cards (MMCs) wurden 1997 als kompakte Speicherlösung für Digitalkameras, Mobiltelefone und PDAs entwickelt. Die MMC verfügt über sieben Pins und überträgt Daten durch Oberflächenkontakt mit einer kompatiblen Steckbuchse. Ihre Abmessungen entsprechen 32 mm Länge, 24 mm Breite und 1,4 mm Tiefe.
Mit der Gründung der Secure Digital Music Initiative (SDMI), die zur Bekämpfung von Musikpiraterie beitragen soll, wurde 1999 das Secure-Digital-Format (SD) entwickelt, um die Verwaltung digitaler Rechte zu ermöglichen.
Die SD-Karte hat zwei Pins mehr als die MMC und ist asymmetrisch, um zu verhindern, dass sie falsch eingesetzt wird. Die elektrischen Kontakte sind etwas unter der Oberfläche versenkt, um sie zu schonen und vor Berührungen zu schützen. Die beiden Geräte sind jedoch in gewissem Maße kompatibel und haben den gleichen Umriss, aber mit 2,1 mm ist die SD etwas stärker. Eine MMC-Karte lässt sich in einen SD-Kartenleser einstecken und dort verwenden, vorausgesetzt, die entsprechenden Treiber sind auf dem Hostgerät vorhanden. Eine SD-Karte ist jedoch zu groß, um in einem MMC-Leser verwendet zu werden.
Die Vorteile von SD gegenüber MMC sowie die Einwegkompatibilität trugen nur wenige Jahre nach der Einführung der ersteren stark zur Obsoleszenz der letzteren bei.
Die SD-Karte – eine lange Erfolgsstory
Obwohl im Consumer-Bereich sehr beliebt, wurde das SD-Format einigen Änderungen unterzogen, und viele der Updates sind inzwischen auch schon wieder veraltet. Die Einführung des SD-Formats ist jetzt über 20 Jahre her, und es gab mehrere Iterationen. Das Original ist bekannt als Secure Digital Standard Capacity (SDSC), und Versionen mit größerer Speicherkapazität werden als Secure Digital High Capacity (SDHC) und Secure Digital eXtended Capacity (SDXC) bezeichnet. Eine weitere Version, die Secure Digital Ultra Capacity (SDUC) mit bis zu 128 TB Kapazität, kam 2018 auf den Markt.
Obwohl physisch und elektronisch identisch, können die neueren Ausführungen Probleme mit den Lesegeräten für ältere SD-Karten verursachen, was problematisch für Entwickler ist, die sich frühzeitig auf das SD-Format festgelegt hatten und sich inzwischen neueren Formaten anpassen mussten.
Im Jahr 2003 wurde ein kleinerer Formfaktor von SD eingeführt, der als Mini-SD bekannt ist und wegen seiner kompakten Größe von 21,5 x 20 x 1,4 mm hauptsächlich in der Mobiltelefonindustrie vermarktet wurde. Die Produktion wurde jedoch 2008 aufgrund des Erfolgs der 2005 eingeführten Micro-SD eingestellt, deren Abmessungen nur noch 15 x 11 x 1 mm betragen.
Hätte man damals auf das Mini-SD-Format gesetzt, hätte deren Obsoleszenz nur drei Jahre später (nach der Einführung der Micro-SD) möglicherweise die Aktualisierung der bereits im Feld befindlichen Systeme erfordert oder den Einsatz von SD-Konvertern, die wegen des erhöhten Risikos einer Fehlfunktion der Kontakte nicht das Mittel der Wahl sind.
Während die Micro-SD nach wie vor sehr beliebt ist, sind viele der neueren Mobiltelefone nicht mehr kompatibel, so dass wir in den kommenden Jahren eventuell auch einen Rückgang beim Einsatz dieses Formats sehen werden.
Das Vermächtnis von USB
USB-Flash-Laufwerke, auch unter einer Vielzahl anderer Bezeichnungen geläufig, sind der Standard für die Datenspeicherung im Consumer-Bereich. USB-Flashdrives, die erstmals 1999 auf den Markt kommen, werden überall verwendet, besonders wenn es mehr auf Portabilität und Handlichkeit als auf maximale Platzersparnis ankommt (hier kommt SD ins Spiel). USB-Sticks werden nicht in Kameras oder Mobiltelefonen verwendet, sondern häufiger zum Speichern, Transportieren und Sichern von Dateien zwischen verschiedenen PCs oder Systemen.
Während USB-Typ-A, der ursprüngliche Anschluss, immer noch an fast allen Computern vorzufinden ist, sind die Speichersticks selbst nicht unverwüstlich und haben eine begrenzte Lebensdauer. Die meisten Hersteller geben etwa 10.000 Lese-/Schreibzyklen und (nur) 1500 Steckzyklen an, und das ohne Garantie.
Handelsübliche USB-Sticks sind nicht dazu geeignet, um für längere Zeit mit einem Gerät verbunden zu bleiben, weil sie dann ständig ausgelesen und beschrieben werden, wodurch sie sich abnutzen und ihre Lebensdauer verkürzt wird, was sie für industrielle Anwendungen ungeeignet macht, bei denen sie möglichweise für Jahre eingesteckt bleiben.
Neben technischen Unzulänglichkeiten der USB-Sticks hat auch die zunehmende Popularität von Cloud-Speichern dazu geführt, dass immer mehr Menschen ihre Dateien auf Servern im Netz speichern. Man kann auf den Cloud-Speicher von überall zugreifen, und der USB-Stick verliert an Bedeutung.
Während die Cloud-Übertragung für die meisten industriellen Anwendungen ungeeignet ist, wird ihre Popularität an anderer Stelle den Markt für USB-Geräte sicherlich beeinflussen; so verzichtet man bei Apple schon lange darauf, Macbooks mit einem USB-Anschluss vom Typ-A auszustatten.
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