Wie ein Personalcomputer funktioniert - Teil 7: Speichermedien

Artikel | Veröffentlicht am 06.09.2016
Wie ein Personalcomputer funktioniert - Teil 7: Speichermedien

Der PC ist zentrales Arbeitsgerät, und das über sämtliche Branchen und Anwendungen hinweg. Doch wie funktioniert solch ein technisches Wunderwerk und welche Aufgaben übernehmen die eingebauten Komponenten wie Festplatte, Grafikkarte und Arbeitsspeicher? SONA Knowledge Base ist diesen und weiteren Fragen nachgegangen und liefert interessante Antworten rund um den Computer.

Dieser mehrteilige SONA Knowledge Base-Schwerpunkt zeigt mit jedem Beitrag, wie die internen Bauteile eines herkömmlichen PCs funktionieren und wie man sich das Zusammenspiel dieser Komponenten vorstellen muss. Hierfür betrachten wir genauer die interagierende Arbeitsweise von Prozessor, Mainboard, Arbeitsspeicher und Co.

Für das schnelle Speichern: USB-Stick und SD-Karte

USB-Sticks und SD-Karten haben eines gemeinsam: Diese Speichermedien basieren wie eine SSD-Komponente auf der Flashspeichertechnik. Das heißt, sie können Daten ähnlich schnell lesen und schreiben wie die "großen Brüder". Allerdings wird das Lese-/Schreibtempo vom Datenbus ausgebremst, da die USB 3.1- bzw. UHS-II-Technik maximal 1,25 GB/s bzw. 312 MB/s Datendurchsatz bietet. Zum Vergleich: Die schnellsten SSD-Bausteine schaffen rund 3 GB/s, sind also mehr als doppelt so schnell wie USB-Sticks.

Anwendungsbereiche von USB- und SD-Speicherkomponenten

USB-Sticks und SD-Speicher unterscheiden sich in ihrer Anwendung ganz erheblich. So werden USB-Speichermedien vor allem für das unkomplizierte Speichern von Daten und deren Weitergabe an Dritte genutzt. Hierfür gibt es mittlerweile USB-Sticks, die eine Speicherkapazität von 32, 64,128 und mehr Gigabyte aufweisen und damit selbst größere Datenmengen problemlos speichern können. Allerdings sollte man dabei nicht außer acht lassen, dass diese Methode nicht frei von Risiken ist - vor allem dann, wenn der Stick verloren gehen sollte. Daher schadet die Verschlüsselung solch eines Flashspeichers auf keinen Fall.

SD-Speicher hingegen kommen vor allem in Kameras und Smartphones/Tablets als Speichermedium zum Einsatz. Kapazitätsseitig werden SD-Karten mit 64, 128, 256 Gigabyte und mehr angeboten, womit diese Speichermedien auch für das Ablegen von großen Videodaten geeignet sind. Daher haben sich SD-Flashspeicher als de-facto-Standard bei Kameras etabliert.

So funktionieren Flash-basierte Speichermedien

Jeder USB-Stick und jede SD-Karte besteht aus einem Controller und einer großen Anzahl von Flash-Speicherzellen, die hauptsächlich aus dem Halbleitermaterial Silizium bestehen. Zum Speichern von Daten wird in der Speicherzelle eine elektrische Ladung abgelegt. Diese kann dann sowohl ausgelesen als auch zum Löschen der Daten wieder entfernt werden. Der Controller steuert dabei die Speicherzellen an, bildet die Schnittstelle zum PC und ist die entscheidende Komponente für die Geschwindigkeit des Flash-Mediums.

SD-Speicherkarten drahtlos nutzen

Insbesondere SD-Speicherkomponenten kommen in Kameras zum Einsatz, was die Handhabung immer dann etwas umständlich macht, wenn man schnell und unkompliziert auf die Bilder und Videos zugreifen will. Zu diesem Zweck haben Hersteller wie Toshiba, Transcend und Eyefi spezielle Karten im Programm, auf denen ein kleiner Wifi-Chip integriert ist. Damit lassen sich Speichermedium und Computer bzw. mobiles Endgerät wie Smartphone und Tablet drahtlos verbinden. Das vereinfacht den Datenzugriff auf die Kameradaten ganz erheblich.

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