Compact Flash


Compact Flash
Drei Ansichten einer CompactFlash-Typ-I-Karte

CompactFlash (CF) ist ein Schnittstellenstandard, unter anderem für digitale Speichermedien. Er kommt in Form von CF-Karten hauptsächlich in digitalen Fotoapparaten, aber auch in Netzwerkkomponenten, Computern, und Personal Digital Assistants (PDA) zum Einsatz.

Inhaltsverzeichnis

Aufbau

IBM Microdrive mit 1GB Kapazität

Die CompactFlash-Speicherkarten sind im Gegensatz zu Festplatten oder CD-Laufwerken üblicherweise Speichermedien ohne bewegliche Teile. Die Informationen werden auf einem wiederbeschreibbaren Flash-Speicher, dauerhaft gespeichert. IBM produzierte allerdings zwischenzeitlich CF-II Karten mit kleinen Festplatten als Speichermedium. Dieses Produkt wurde unter der Bezeichnung Microdrive bekannt und hatte den Vorteil eines besseren Preis-Leistungs-Verhältnisses. Später gab es auch andere Hersteller festplattenbasierender CF-Karten. Wegen des Preisverfalls von Flash-Speicher sind diese Lösungen allerdings zwischen 2005 und 2006 praktisch vollständig vom Markt verschwunden.

256 MB CF-Karte ohne Verkleidung

CompactFlash-Karten mit Flash-Speicher haben neben dem eigentlichen Speicher-Chip noch einen Controller, der den Speicher verwaltet und nach Außen eine (E)-IDE-Schnittstelle anbietet. Im Gegensatz zu allen anderen Flash-Speicher-basierten Medien ist für die Adressierung des eigentlichen Kartenspeichers der karten-interne Controller und nicht das Endgerät (z. B. Digitalkamera) zuständig. Die recht komplizierten Details der Flash-Speicher-Ansteuerung bleiben daher gegenüber dem Host-Gerät verborgen. Bei vorhandener Unterstützung seitens des Speichers für ein Dateisystem, das mehr Speicher adressieren kann (wie FAT32 gegenüber FAT16), können CF-Karten mit hoher Kapazität auch von alten Geräten gelesen werden.

Von IDE unterscheidet Compact-Flash allerdings die Form des Steckers.

Verbreitung

Bei digitalen Speichermedien (z. B. für Digitalkameras) war die CompactFlash-Technologie lange Zeit Marktführer, wird aber zunehmend von der SecureDigital-Card (SD) verdrängt. Lediglich bei digitalen Spiegelreflexkameras und bei digitalen High-End-Kompaktkameras wird auch bei den neueren Modellen noch vorrangig CompactFlash-Karten eingesetzt. Allerdings geht auch hier bei Modellen für das Amateur- und Einsteigersegment der Trend zu SD-Cards. Kameras für den professionellen Einsatz verwenden noch durchgängig CompactFlash-Karten.

Vorteile sind die Robustheit der Karten und das aufgrund der Größe einfache Hantieren. Auch werden Karten mit Spritzwasserschutz angeboten.

Anwendungsgebiete

Der Klassiker: CF-Karte zur Bildspeicherung

Am häufigsten sind CompactFlash-Karten wohl als Speichermedium in Digitalkameras anzutreffen, hier vor allem im professionellen Bereich z. B. in der Pressefotografie. Auch die professionelle digitale mobile Audioaufzeichnung arbeitet quasi immer mit CompactFlash, wenn aus Platz-, Energie- oder Witterungsgründen keine Festplatten- oder Disc-Systeme verwendet werden.

Da sie keine beweglichen Teile besitzen, sind CompactFlash-Karten relativ unempfindlich gegenüber Stößen und eignen sich daher für den Einsatz in Industrie- oder Mobil-Systemen. Häufig werden sie dort als einziger Festspeicher benutzt. Die Industriecomputer einiger Hersteller können wahlweise mit fest integriertem CompactFlash-Slot oder IDE-Port konfiguriert werden. In diesem Fall wird die CompactFlash-Karte meist neu partitioniert und mit einem anderen Dateisystem als dem standardmäßig ausgelieferten formatiert. Für Linux- oder QNX-Systeme ist das gängige Praxis.

Adapter

Ein CF-IDE-Adapter

Für den CompactFlash-Steckplatz gibt es Adapter, mit denen andere Speicherkarten genutzt werden können. So können auch andere Speicherkarten, etwa Multimedia Cards, in Geräten mit CompactFlash-Steckplätzen verwendet werden. Was die Abwärtskompatibilität zu kleineren Speicherkarten angeht, weist CompactFlash die größte Flexibilität für zukünftige Speichergrößen auf, weil nur der Controller des verwendeten Adapters und die Größe der verwendeten Karte die benutzbare Speichergröße begrenzen, nicht aber das Host-Gerät.

Wegen der logischen Kompatibilität zu IDE lassen sich CompactFlash-Karten mit passiven Adaptern als Festplatte verwenden (siehe Vergleich). Lediglich eine Stromversorgung für den Controller der Karte wird benötigt, da IDE in der Desktop-Variante nur Datensignale vorsieht. Weil die 44-Pin-Version der IDE-Schnittstelle von Notebooks eine Spannungsversorgung vorsieht, ist der Einsatz an Stelle einer Festplatte sowie mittels PC-Card/PCMCIA-Adapter ohne zusätzliche Stromversorgung möglich.

Andere CF-Anwendungen siehe Andere CF-Geräte unten.

Standards

Loox 720 CF-II slot
  • Bauformen
    • CF-Typ I  (42,8 mm × 36,4 mm × 3,3 mm)
    • CF-Typ II (42,8 mm × 36,4 mm × 5,0 mm), mitunter als "Microdrive-kompatibel" bezeichnet, da alle Microdrives Typ-II-Karten sind.

Der einzige Unterschied ist also die Dicke der Bauform. Daher funktionieren Typ-I-Karten auch in einem Typ-II-Slot.

Während die äußere Form unverändert blieb, wurde die CF-Standards an fortschreitende Kapazitäten und Bandbreiten angepasst.

  • CompactFlash 1.0 (1994)
    • 8,3 MB/s  (PIO Mode 2)
  • CompactFlash+, auch CompactFlash I/O (1997)
    • Karten, die keine Speicherfunktion haben, sondern beispielsweise Radioempfang ermöglichen.
  • CompactFlash 2.0 (2003)
    • 16,6 MB/s (PIO Mode 4)
    • 128 GB mögliche Kapazität, wie bei IDE
    • Ende 2003 wurde die Integration stark beschleunigender DMA-Zugriffe beschlossen; bei CF 2.0-Karten ab Mitte 2004 integriert.
  • CompactFlash 3.0 (2004)
    • 66 MB/s (UDMA 66)
    • 25 MB/s im PC-Card-Modus
    • Karte per Passwort schützbar
  • CompactFlash 4.0 (2006)
    • 133 MB/s (UDMA 133)
    • Karte per Passwort schützbar
    • Kapazität bis 128 GB

Diese Standards sind auf- und abwärtskompatibel.

Daten verfügbarer CF-Karten

Kapazität: MByte bis 64 GByte (100 GByte angekündigt)
Dateisystem: Die meisten Geräte verwenden intern FAT16. Bei Karten mit einer Kapazität von mehr als 2 GByte wird stattdessen das neuere FAT32-Dateisystem verwendet. Dieses wurde bei früheren Geräten aber nicht in der Firmware vorgesehen, weshalb solche Karten dort gar nicht oder nur mit einem Teil der Kapazität verwendbar sind. Prinzipiell können auch beliebige andere Dateisysteme verwendet werden; da die Controller in den Karten jedoch meist die nach außen sichtbare Festplatten-Emulations-Ebene gerade so auf den eigentlichen internen Speicherchip abbilden, dass bei einer typischen Verwendung von FAT16/32 eine günstige Verteilung des Verschleißes (Wear Levelling) erreicht wird, können andere Dateisysteme die Lebensdauer der Karte reduzieren.
Lesen: 4 bis über 45 MByte/s  =  25x bis 300x
Schreiben: 2 bis über 40 MByte/s

1x entspricht 150 kByte/s, der 1-fachen CD-Lesegeschwindigkeit. Geworben wird gerne mit der schnellen Leseleistung. Fehlt diese Angabe, ist sie meist wenig werbewirksam und unter 50x.

Lesezugriff: < 1 ms
Schreibzugriff: 10 ms bis 35 ms
Anschluss: 50 Pins
Spannung: 3,3 V (±5 %) oder 5 V (±10 %)

Alle Karten können mit beiden Spannungen betrieben werden.

Strom: Ruhebetrieb: 0,5 - 1 mA

Schreib- und Lesebetrieb: 25 - 50 mA

Betrieb bei: 0 °C bis 60 °C
Lagerung bei: -40 °C bis 85 °C
Schockresistenz: 2.000 G / Microdrives 400 G
Schreib-Zyklen: 10.000 laut Standard, 1–2 Millionen laut Hersteller

Einige Hersteller integrieren Zähler in die Firmware ihrer Karten, um den Verschleiß auf alle Sektoren gleich zu verteilen. Verbrauchte Sektoren werden automatisch als nicht mehr benutzbar markiert.

Diese Angaben variieren je nach Hersteller und Produktreihe. Auch wird unter Bezeichnungen wie "Pro, Ultra und Extreme" recht Unterschiedliches verstanden. Beim Marktführer Sandisk erreichen Ultra II-Karten eine Übertragungsrate von über 10 MByte/s (lesen) bzw. 9 MByte/s (schreiben), Extreme III über 20 MByte/s bzw. über 30 MByte/s ab 2008 (lesen und schreiben) und Extreme IV über 40 MByte/s (lesen und schreiben). Seit Mitte 2008 hat die Sandisk Extreme III 35MByte/s und die Extreme IV 45MByte/s. Beide sind UltraDMA-fähig.

Andere CF-Geräte

Verschiedene CF I/O Karten

Mit CF I/O bietet CompactFlash die Möglichkeit, neben Speicher auch andere Geräte anzuschließen. Aufgrund der logischen wie mechanischen Ähnlichkeit zum PC-Card-Standard ist es für Hersteller einfach, entsprechende Karten auch als CompactFlash-Variante anzubieten. Die CompactFlash-Einschübe von PDAs werden genutzt, um 56K-, GSM-, und GPRS-Modems sowie Bluetooth-, Ethernet und WLAN-Adapter, GPS- und Radio-Empfänger, Digitalkameras, USB-Host-Adapter und sogar Grafikkarten anzubinden. Solche Adapter sind meist in voller Höhe, also als CF-Typ II ausgeführt.

Siehe auch

Weblinks


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