Wie zuverlässig sind MicroSD-Karten? Ergebnisse eines langfristigen Großtests auf Basis realer Daten
(old.reddit.com)- Über rund 1 Jahr und 10 Monate wurde ein Zuverlässigkeitstest für MicroSD-Karten mit 256 Karten verschiedener Marken/Produkte durchgeführt
- Bei 82 % aller Karten trat mindestens ein Fehler auf; bis zum ersten Fehler vergingen im Schnitt 2.400, im Median 1.450 Lese-/Schreibzyklen
- Beim Schwellenwert von 0,1 % Sektorfehlern erreichte fast die Hälfte innerhalb von 4.500 (Durchschnitt) bzw. 3.100 (Median) Zyklen den kritischen Punkt
- Es gab große Unterschiede bei der Haltbarkeit je nach Marke; Amazon Basics, Kingston, Kioxia (teilweise), Lexar, OV usw. schnitten relativ gut ab, SanDisk, Silicon Power, Gigastone, onn. usw. lagen unter dem Durchschnitt
- Unabhängig von der Marke zeigten auch Off-Brand-Karten (weniger bekannte Marken) häufig ähnliche oder sogar bessere Ergebnisse als bekannte Marken
- Defekte traten auf unterschiedliche Weise auf, etwa durch Schreibschutz, beschädigte CSD-Register, vollständige Datenkorruption oder Fehler in der Power-up-Sequenz
- Bei Amazon gekaufte Karten erzielten insgesamt bessere Ergebnisse als bei AliExpress gekaufte Karten
How reliable are microSD cards? Well, as it turns out...
Überblick über den Test
- Über etwa 1 Jahr und 10 Monate wurden 256 MicroSD-Karten getestet (223 noch im Test, 105 bis zum Ausfall getestet)
- Insgesamt wurden mehr als 47 Petabyte zufälliger Daten fortlaufend auf die Karten geschrieben und verifiziert
- Getestet wurde eine sehr breite Auswahl an Karten nach Marke, Kapazität und Produktlinie
Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse
Allgemeine Fehlerhäufigkeit und Haltbarkeit
- Bei 82 % der Karten trat mindestens ein Fehler auf: Einige zeigten den ersten Fehler nach weniger als 10 Zyklen, einige wenige blieben auch nach mehr als 100.000 Zyklen fehlerfrei
- Durchschnitt bis zum ersten Fehler: 2.400, Median: 1.450 Lese-/Schreibzyklen
- Erreichen des Schwellenwerts von 0,1 % Sektorfehlern: durchschnittlich 4.500, median 3.100 Zyklen (fast die Hälfte erreichte diesen Punkt)
- Einige Karten fielen bereits vor 3.100 Zyklen vollständig aus oder erreichten den kritischen Schwellenwert
Unterschiede bei der Haltbarkeit nach Marke
- ADATA: Mit durchschnittlich 2.352 Zyklen unter dem Durchschnitt
- Amazon Basics: Alle 4 Karten liefen 1 Jahr lang ohne Ausfall, 2 davon ganz ohne Fehler
- Delkin Devices: Überdurchschnittlich, ohne Fehler im Testzeitraum (6~8 Monate)
- Gigastone: 8 von 9 Karten mit Totalausfall, viele Ausfälle innerhalb von 6 Monaten
- Kingston: Nur 1 von 15 Karten fiel vollständig aus; auch die Industrieprodukte waren besser als SanDisk
- Kioxia: Exceria fiel durchweg früh aus, Exceria Plus/G2 blieb über 10.000 Zyklen fehlerfrei und gehörte zur Spitzengruppe bei der Zuverlässigkeit
- Lexar: Einige Modelle aus der Micron-Zeit hatten Fertigungsprobleme, insgesamt aber gute Haltbarkeit
- onn. (Walmart-Eigenmarke): Alle 4 Karten fielen vor 2.000 Zyklen aus
- OV (AliExpress): Alle 3 Karten hielten mehr als 10.000 Zyklen durch und zeigten überdurchschnittliche Zuverlässigkeit
- PNY, Samsung, Transcend: Nach über 1 Jahr Test bei den meisten Karten ohne Fehler, insgesamt überdurchschnittlich zuverlässig
- SanDisk/WD: 14 von 29 Karten mit Totalausfall; viele Berichte über plötzliche Ausfälle (Stromprobleme, Wechsel des Kartenlesers usw.)
- Silicon Power: 5 von 8 Karten vollständig ausgefallen, im Schnitt unter 2.000 Zyklen
- XrayDisk: Nur 1 von 3 Karten ausgefallen; Leistung niedrig, Haltbarkeit aber überdurchschnittlich
Einfluss von Marke und Kaufort
- Off-Brand-/kleinere Marken unterschieden sich bei der Zuverlässigkeit nicht stark von bekannten Marken, im Durchschnitt lagen sie sogar leicht höher
- Gefälschter/mangelhafter Flash-Speicher fiel mit durchschnittlich 2.200 Zyklen am schnellsten aus
- Bei Amazon gekaufte Karten zeigten im Durchschnitt eine bessere Haltbarkeit als Karten von AliExpress
Arten von Kartenausfällen
- Aktiviertes Schreibschutz-Bit (Daten bleiben erhalten, Backup möglich)
- Beschädigtes CSD-Register (z. B. wird die Karte nur noch als 127 MB erkannt)
- Vollständige Datenkorruption, Fehler in der Einschaltsequenz und weitere Defekttypen
Fazit und praktische Implikationen
- Die Haltbarkeit von MicroSD-Karten variiert stark von Karte zu Karte; im Durchschnitt besteht nach einigen tausend Schreib-/Löschvorgängen eine reale Fehlerwahrscheinlichkeit
- Der Markenname allein garantiert keine Zuverlässigkeit; selbst innerhalb derselben Marke gibt es große Unterschiede je nach Produktlinie und Produktionszeitpunkt
- Für wichtige Daten sind sorgfältige Produktauswahl und regelmäßige Backups unverzichtbar
- Besondere Vorsicht ist in Umgebungen mit vielen kontinuierlichen Schreibvorgängen geboten, etwa bei Raspberry Pi, SBCs, Überwachungskameras oder Embedded-Systemen
Ausführlichere Zahlen finden sich auf der Ergebnisseite des Autors – On the Capacity, Performance, and Reliability of microSD Cards)
Zusammenfassung der wichtigsten Reddit-Kommentare
- Das Zusammenspiel von Raspberry Pi und SD-Karten wurde früher durch Kernel-/Treiberprobleme beeinträchtigt; inzwischen habe sich das weitgehend verbessert
- High-Endurance-/Industrial-Modelle und ähnliche Karten mit erhöhter Haltbarkeit halten nach vielen Praxiserfahrungen deutlich länger als normale Karten. Besonders gut bewertet werden Samsung PRO Endurance, SanDisk High/Max Endurance und die Kingston-Industrial-Serie
- SanDisk-/Nintendo-Switch-Karten werden hinsichtlich Zuverlässigkeit positiv bewertet; es gibt auch die Meinung, dass größere Kapazitäten (z. B. 128 GB) robuster sein könnten, auch wenn die Testdaten das nicht eindeutig belegen
- Hauptursachen für Kartenausfälle sind Stromunterbrechungen (Brownouts, hartes Abschalten), Hitze, Qualitätsmängel und übermäßige System-/DB-Logs. Viele Erfahrungsberichte zeigen, dass SD-Karten bei Stromunterbrechungen besonders anfällig sind
- Der NAND-Typ der SD-Karte (SLC, MLC, TLC usw.) ist entscheidend für die Haltbarkeit, wird bei den meisten Consumer-Produkten aber nicht offengelegt. Industrial-/High-End-Modelle deklarieren dies klarer, daher wird ein Kauf bei Digi-Key, Mouser usw. empfohlen
- Viele booten oder speichern Daten stattdessen auf SSD, M.2, NVMe oder USB-Laufwerken; oft wird argumentiert, dass diese in der Praxis sowohl bei Geschwindigkeit als auch Haltbarkeit besser sind als SD-Karten
- Auch die Betriebsumgebung der Karte (Temperatur, Gerät, Qualität des Kartenlesers usw.) beeinflusst die Lebensdauer. Im Pi-Umfeld hängen SD-Kartenausfälle stark von Nutzungsszenario, Stromversorgung und Qualität des Lesers ab
- Das überraschend gute Abschneiden der Amazon-Basics-Karten fiel besonders auf. Viele Nutzer misstrauten günstigen Marken, doch im Test wurden sie ordentlich bewertet
- Es gab auch die Ansicht, dass in schreibgeschützten oder überwiegend lesenden Einsatzszenarien deutlich weniger Ausfälle auftreten, Flash-Speicher aber mit der Zeit dennoch durch Probleme bei der Ladungserhaltung altern kann
- Als besonders gutes Preis-Leistungs-Verhältnis wird unter anderem die Kingston Canvas Go! Plus empfohlen (bezogen auf Haltbarkeit + Leistung + Preis)
- Wer ausschließlich auf Zuverlässigkeit und Haltbarkeit schaut, ist mit Industrial-Karten bzw. teureren High-End-Modellen am besten bedient, allerdings seien diese für normale Nutzer oft zu teuer
1 Kommentare
Hacker-News-Kommentare
Ich möchte anmerken, dass viele der Marken in der Liste keine tatsächlichen Hersteller sind, sondern nur Markennamen. Schon der Prozess, den echten Hersteller herauszufinden, ist meiner Meinung nach interessant; das kann man per Kartenabfrage oder durch Sichtprüfung des physischen Produkts tun (z. B. das Testpunkt-Layout auf der Rückseite, das sich je nach Hersteller unterscheidet).
Ich finde es gut, dass sich jemand die Mühe für so einen Test gemacht hat. Für Verbraucher ist es wirklich schwer, die Qualität günstiger Elektronik vernünftig einzuschätzen, besonders weil etablierte Review-Medien immer mehr verschwinden. Anandtech ist inzwischen auch nur noch eine Erinnerung. Die meisten Verbraucher bekommen nur noch Werbe-"Listicles" mit aufgelisteten Spezifikationen und Affiliate-Links.
Ich würde gern mehr über das Kriterium von 0,1 % Fehlerrate hören. In der Praxis sind die folgenden drei Fälle sehr unterschiedlich: 1) Lesen liefert einen Fehler zurück, funktioniert aber beim erneuten Versuch 2) Lesen liefert dauerhaft Fehler zurück 3) Lesen liefert falsche Daten zurück, meldet aber trotzdem Erfolg.
Ich bin wirklich beeindruckt von der Haltbarkeit dieser SD-Karten. Bei Consumer-SSDs ist das beworbene Maximum gemessen an der Kapazität typischerweise 600 Drive Cycles (laut TBW), ein ziemlich üblicher Wert. Es bleibt zwar ein Glücksspiel, aber dass einige SD-Karten offenbar bis zu 4000 Zyklen durchhalten, ist sehr beeindruckend.
Tatsächlich halten auch NVMe-/SATA-SSDs oft ziemlich lange. TechReport hat vor 10 Jahren einen Ausdauertest bis zum Ende gemacht, und alle SSDs hielten 3000 Zyklen durch, die Samsung 840 Pro kam fast auf 10.000 Zyklen. TechReport SSD Endurance Experiment
Ich würde gern auch moderne SSDs getestet sehen. Mich interessiert, wer Flash heute tatsächlich am besten herstellt (Kioxia, Micron usw.). In der SSD-Datenbank von TechReport stehen die Spezifikationen für die einzelnen Komponenten; beim SanDisk/WD SN7100 sieht man zum Beispiel Kioxia 218-Layer BiCS8 3D TLC. Tatsächlich gibt es nicht viele Firmen, die den Flash selbst herstellen.
Es wäre auch interessant, Consumer-Stacks bis an ihre Haltbarkeitsgrenze zu testen. 218 Layer! Ich frage mich eher, ob sich die Haltbarkeit in den letzten 10 Jahren überhaupt verbessert hat, weil ältere Modelle oft weit über den Erwartungen lagen. Western Digital SN7100 Specs
Zusammenfassung der Ergebnisse und etwas Spekulation
Haltbarkeitsdaten von SD-Karten nach Median
erster Fehler: etwa 1450 Lese-/Schreibzyklen
Ausfallzeitpunkt: etwa 3100 Lese-/Schreibzyklen (vollständiger Ausfall oder 0,1-%-Fehlerbereich)
Haltbarkeit nach Marke (je höher die Punktzahl, desto besser):
5 Punkte: Markenserien „Endurance“/„Industrial“
2 Punkte: Adata
4 Punkte: Amazon Basics
4 Punkte: Delkin
1 Punkt: Gigastone
5 Punkte: Kingston
4 Punkte: Kioxia (nur Plus und G2)
4 Punkte: Lexar
1 Punkt: onn.
4 Punkte: OV (schlechteste Lese-/Schreibleistung)
4 Punkte: PNY
1 Punkt: Sandisk (Versionen nach der Übernahme)
1 Punkt: Silicon Power
4 Punkte: Transcend
Schade, was mit Sandisk passiert ist. Früher waren sie ganz vorn, jetzt ganz unten. Ich habe kürzlich ein Sandisk-USB-Laufwerk zurückgeschickt, weil es kontinuierliches Schreiben nicht aushielt und mitten im Betrieb die Verbindung verlor.
Solche umfassenden Tests wären eigentlich etwas für Storagereviews. Dort werden ohnehin schon viele Karten in verschiedenen Szenarien benchmarked, da könnte man Haltbarkeit gleich mitbehandeln.
3000 vollständige Laufwerksschreibvorgänge sind für Raspberry-Pi-Einsätze schon ziemlich viel Haltbarkeit. Beim 128-GB-Modell belegen OS und Apps nur 20 bis 30 GB, also reicht das auch für OS-Updates und Datenbankschreibvorgänge gut aus.
Ich finde es schön, dass jemand solche Tests tatsächlich macht. Ich habe persönlich immer nur A2-zertifizierte Endurance-Karten (Samsung) ausgewählt. Meine Sandisk-Karten sind auf dem Raspberry Pi bisher kein einziges Mal ausgefallen und funktionieren immer noch (ich habe sie aber nicht hart belastet). Inzwischen bin ich beim Orange Pi 5 Plus auf SSDs umgestiegen; aus Sicht von Performance und Haltbarkeit ist die SSD die endgültige Lösung.
Durch Experimente habe ich gelernt, dass SanDisk/WD empfindlich auf „Brownouts“ (Spannungseinbrüche) reagieren.
Mir ist ein SBC, der direkt eine SD-Karte nutzte, wegen eines billigen USB-Netzteils innerhalb weniger Tage eingefroren und fehlerhaft geworden. Ich hatte den Hersteller sogar schon wegen einer Reparatur kontaktiert, aber nach dem Wechsel auf ein neues Netzteil war das Problem vollständig behoben.
Am Ende war also die Stromversorgung die Ursache, und ich wünschte, die SBC-Hersteller würden bei den Speichermedien auf SSDs umsteigen. Selbst einfache SSDs sind deutlich zuverlässiger als TF-Karten.
Ich behandle SD-Karten grundsätzlich als temporäre Speichermedien, die irgendwann garantiert ausfallen werden.
Wenn man das akzeptiert, ist es deutlich weniger stressig. Wirklich wichtige Daten sollte man separat auf externem Speicher aufbewahren.
Zur Referenz: Ich hatte vor der WD-Übernahme HGST-Festplatten im Einsatz; die konnten kleine Fehler im Alltag gut abfangen, und als eine dann tatsächlich komplett ausfiel, schaltete sie in einen Nur-Lesen-Modus, sodass ich alle Daten retten konnte.
Ich organisiere SD-Karten für Kameras übrigens in zwei Kategorien.
Die erste sind Alltags-SD-Karten für den täglichen Gebrauch; die wandern meist zwischen Kamera und Kartenleser hin und her und werden ein- bis zweimal im Monat ausgetauscht.
Die zweite Kategorie sind projektbezogene Karten. Wenn ein Projekt abgeschlossen ist, kopiere ich die Dateien herunter und lagere die Karte separat.
Ich filme nicht und nutze relativ langsame Kameras wie die Pentax 645Z, daher sind auch langsamere Karten kein Problem. Ich kaufe 32-GB-Karten in größeren Mengen.
Übrigens schicke ich gerade eine Seagate-HDD per RMA ein. Sie wurde wöchentlich für Backups genutzt, bekam etwa bei halbem Fortschritt eines Backups Fehler und produzierte danach nur noch endlose Fehler und Klickgeräusche. Sie ließ sich nicht einmal mehr formatieren und war komplett hinüber (den Freezer-Trick habe ich nicht ausprobiert).
SD-Karten gehören zwar zu den weniger zuverlässigen Speichermedien, aber wenn einem die Daten wirklich wichtig sind, wirkt es besser, sie doppelt auf zwei SD-Karten zu speichern, als sie einmalig auf einer Festplatte zu haben. Natürlich wäre das nicht meine erste Wahl.
SD- und microSD-Karten wurden ursprünglich für batteriebetriebene Geräte entwickelt.
SBCs laufen nicht mit Batterien und sind für SD-Karten eher Foltermaschinen.
In den meisten Fällen liegt die Ursache für beschädigte SD-Karten nicht an der Karte selbst, sondern an der Qualität des Netzteils.
Gibt es konkrete Belege dafür, dass die Stromqualität die Ursache ist?
Ich persönlich habe den Eindruck, dass die Schreibmuster von Linux-Distributionen SD-Karten viel stärker belasten. Digitalkameras schreiben meist große sequentielle Datenmengen auf FAT/exFAT und verzichten auf Journaling.
Bei fast allen Leuten, die wegen microSD-Karten-Problemen Fragen stellten, war am Ende ein billiges Netzteil im Einsatz.
Ich selbst habe nur offizielle RPi-Netzteile und normale SanDisk-Karten verwendet und betreibe seit über 8 Jahren mehrere Geräte ohne ein einziges Problem.
Ich habe weder Performance-Tuning noch einen Nur-Lesen-Modus verwendet, und selbst bei älteren Pis habe ich oft einfach den Strom gezogen und neu gestartet, ohne Probleme.
Selbst wenn zufällig das RPi-Board selbst ausgefallen ist, war die microSD-Karte unversehrt.
In letzter Zeit installiere ich auf jedem Raspberry Pi DietPi. Die Standardkonfiguration (RAM-Log usw.) ist großartig, und ein weiterer Vorteil ist, dass es sich außer auf Raspberry Pis auch auf vielen anderen SBCs installieren lässt.