Warum microSD-Karten mit der Zeit langsamer werden – und was Sie dagegen tun können

Der Leistungsabfall, den viele auf „schlechte Karten“ schieben, ist meist ganz normales Verhalten.

Wenn sich eine microSD-Karte anfangs schnell anfühlte, ein Jahr später aber frustrierend langsam ist, bilden Sie sich das nicht ein. Dieses Verhalten ist real und messbar – und tritt auch bei namhaften Marken auf. Der entscheidende Punkt ist: In den meisten Fällen ist die Karte nicht „defekt“. Sie arbeitet intern einfach härter als früher. Tatsächlich zeigen reale Auswertungen, dass Zuverlässigkeitsprobleme bei Wechselmedien zunehmen – mit über 300 % mehr Ausfällen bei USB-Sticks in den letzten Jahren.

Die Verlangsamung entsteht in der Regel durch die Art und Weise, wie Flash-Speicher sich im Laufe der Zeit selbst verwaltet – nicht durch plötzliche Beschädigungen. Und sobald man versteht, was im Inneren der Karte passiert, wird klar, warum manche Anwendungen gut altern, während andere einen deutlichen Leistungseinbruch erleben.

Ein einfaches gedankliches Modell hilft dabei.

Stellen Sie sich Ihre microSD-Karte wie ein Lagerhaus vor

Stellen Sie sich Ihre microSD-Karte als Lagerhalle voller Kisten vor. Jede Kiste steht für ein Datenelement. Die Regale sind der Flash-Speicher. Der Lagerleiter ist der Controller in der Karte. Dieser Leiter hat eine unangenehme Regel, an die er sich halten muss: Sobald eine Kiste in einem Regal steht, kann sie nicht mehr verändert werden. Wenn sich etwas ändert, muss eine neue Kiste an einem anderen Ort abgelegt werden und die alte gilt als veraltet.

Das ist keine Metapher – so funktioniert NAND-Flash tatsächlich. Daten können nicht direkt überschrieben werden. Jede Änderung führt zu einem neuen Schreibvorgang an anderer Stelle.

Am Anfang ist das Lager leer. Es gibt überall Platz. Neue Kisten werden schnell abgelegt. Der Leiter muss kaum nachdenken. Die Leistung wirkt schnell und mühelos.

Mit der Zeit füllen sich die Regale. Alte Kisten stapeln sich. Manche Regale enthalten eine Mischung aus gültigen und veralteten Daten. Jetzt hat der Leiter mehr Arbeit. Er muss ständig entscheiden, welche Regale bereinigt werden können, welche Kisten verschoben werden müssen und wohin neue Kisten gehören. Diese Aufräumarbeiten passieren im Hintergrund – konkurrieren aber direkt mit Ihren Lese- und Schreibzugriffen. Genau hier beginnt die Leistung zu sinken.

Was die Flash Translation Layer (FTL) tatsächlich leistet

Der Controller in der Karte verwendet eine Firmware namens Flash Translation Layer (FTL). Ihre Aufgabe ist es, den Überblick darüber zu behalten, wo sich jedes einzelne Datenelement physisch im Flash befindet. Ihr Gerät glaubt, es schreibe in saubere, geordnete Adressen. In Wirklichkeit leitet der Controller Schreibvorgänge ständig um, verschiebt Daten und aktualisiert fortlaufend seine interne Zuordnungstabelle.

Je mehr Schreibvorgänge eine Karte erlebt, desto komplexer wird diese interne Struktur. Mehr Sonderfälle, mehr umgeleitete Blöcke, mehr veraltete Daten. Nach außen hin bleibt die Karte scheinbar normal. Intern wird der „Lagerleiter“ jedoch immer beschäftigter.

An dieser Stelle kommt auch die sogenannte Garbage Collection ins Spiel. Das ist kein Spitzname, sondern der tatsächliche Fachbegriff. Garbage Collection bezeichnet den Prozess, bei dem der Controller Regale sucht, die überwiegend veraltete Kisten enthalten, die noch gültigen Daten an einen anderen Ort verschiebt und das Regal anschließend löscht, damit es wiederverwendet werden kann. Diese Bereinigung ist notwendig, kostet aber Zeit und interne Bandbreite. Wenn sie mitten während Ihrer Schreibvorgänge statt im Hintergrund stattfindet, macht sich das als Ruckler, Pausen und Geschwindigkeitseinbrüche bemerkbar.

Warum moderne Karten anfangs schnell wirken und später stark nachlassen

Viele moderne microSD-Karten nutzen einen Trick namens pseudo-SLC-Cache. Ein Teil des Speichers wird temporär wie schneller Single-Bit-Flash behandelt, um kurzfristig hohe Schreibgeschwindigkeiten zu erreichen. In der frühen Nutzungsphase funktioniert das hervorragend, weil der Controller viel freien Speicher zur Verfügung hat. Benchmarks sehen gut aus. Kopiervorgänge wirken schnell.

Mit zunehmender Nutzung und Füllstand wird dieser schnelle Cache jedoch schwieriger aufrechtzuerhalten. Es gibt weniger saubere Regale. Der Controller muss härter arbeiten, um die Daten aus dem Cache in den langsameren Speicher zu verschieben. Irgendwann verpufft dieser Vorteil und die realen Schreibgeschwindigkeiten sinken deutlich. Wer den Unterschied zwischen SLC und mehrbitigem Flash besser verstehen möchte, findet in diesem Artikel eine gute Grundlage: Was SLC-Flash eigentlich ist.

Das Lager ist also nicht kleiner geworden – aber jede neue Lieferung erfordert nun ein umfangreiches Umräumen.

Warum fast volle Karten schlechtere Leistung zeigen

Solange eine Karte weitgehend leer ist, hat der Controller viel Spielraum. Er kann saubere Bereiche wählen, den Verschleiß gleichmäßig verteilen und im Hintergrund aufräumen. Ist die Karte jedoch zu 80–90 % gefüllt, verschwindet dieser Spielraum. Es gibt weniger freie Bereiche. Garbage Collection wird dringend statt opportunistisch. Interne Datenbewegungen nehmen zu. Die sogenannte Write Amplification steigt. Ein einfacher Schreibbefehl löst intern plötzlich eine ganze Kette aus Lesen, Verschieben, Löschen und Neuverwalten aus.

Deshalb treten Leistungseinbrüche oft genau dann auf, wenn Karten sich der Kapazitätsgrenze nähern. Das ist kein Zufall – es ist strukturell bedingt.

Warum Formatieren manchmal hilft – und manchmal nicht

Eine Schnellformatierung bewirkt fast nichts. Sie ändert nur die „Beschriftung“ im Vordergrund. Das Lager selbst bleibt chaotisch.

Ein vollständiges Überschreiben hingegen zwingt den Controller, nahezu den gesamten Speicher zu durchlaufen. Das kann tiefere Bereinigungen auslösen, freie Blockpools neu aufbauen und die interne Struktur vereinfachen. In manchen Fällen lässt sich die Leistung damit nahezu auf den Ausgangszustand zurückbringen. In anderen Fällen – insbesondere bei bereits abgenutztem Flash – fällt der Effekt geringer aus. Formatieren kann das Lager aufräumen, aber keine beschädigten Regale reparieren.

Deshalb sollte man ein vollständiges Überschreiben als Wartung betrachten, nicht als Reset.

Zwei Arten von Alterung im Flash-Speicher

Nutzungsalterung entsteht durch Schreibvorgänge. Jeder Programm- und Löschzyklus schädigt die Zellen minimal. Das beeinflusst die Leistung im Laufe der Zeit. Wird eine Karte einmal beschrieben und anschließend hardwareseitig schreibgeschützt, kommt diese Art der Alterung praktisch zum Stillstand. Der interne Zustand bleibt stabil, weil sich nichts mehr verändert.

Zeitliche Alterung ist etwas anderes. Selbst eine gesperrte, ungenutzte Karte verliert langsam elektrische Ladung in den Zellen. Wärme beschleunigt diesen Prozess. Das betrifft die Datenerhaltung, nicht die Leistung. Eine schreibgeschützte Karte behält ihre Performance, die Daten müssen aber bei langfristiger Nutzung dennoch gelegentlich aufgefrischt werden.

Hier wird controllerbasierter Schreibschutz mehr als nur ein Sicherheitsmerkmal. Wenn eine Karte nach geprüfter Datenladung gesperrt wird, verhindert das unnötige interne Veränderungen. Das Lager bleibt sauber, statt durch kleine ständige Änderungen wieder zu verstopfen. Nexcopy microSD-Dupliziersysteme mit hardwarebasiertem Schreibschutz machen diesen Ansatz für Organisationen praktikabel, die auf gleichbleibende Ergebnisse im Feld angewiesen sind.

Warum Hitze alles verschärft

Temperatur wirkt wie ein stiller Verstärker all dieser Effekte. Hohe Temperaturen beschleunigen den Ladungsverlust, erhöhen den Aufwand für Fehlerkorrektur und können sogar zu Drosselung im Controller führen. In Umgebungen wie Fahrzeugen, Dashcams, Industriegehäusen oder Outdoor-Geräten liegt die tatsächliche Kartentemperatur oft deutlich über der Umgebungstemperatur.

Eine microSD-Karte in einem Gerät auf einem Armaturenbrett in Arizona altert schneller, verliert früher Daten und verhält sich weniger vorhersehbar als dieselbe Karte in einer kühlen Innenumgebung. Das ist kein Markenproblem. Das ist Physik.

Was Sie tatsächlich gegen die Verlangsamung tun können

Sie können die Alterung von Flash-Speicher nicht stoppen und den Leistungsabfall nicht dauerhaft verhindern. Was Sie beeinflussen können, ist, wie schnell er eintritt und wie stark er sich bemerkbar macht.

• Genügend freien Speicher lassen und Karten nicht dauerhaft nahe der Kapazitätsgrenze betreiben.
• Workloads mit vielen kleinen, zufälligen Schreibvorgängen möglichst vermeiden.
• Bei Bedarf auf Speicherkarten mit hoher Endurance setzen.
• Karten, die wiederverwendet werden, regelmäßig vollständig überschreiben.
• Karten in heißen Umgebungen als Verschleißteile mit geplantem Austausch behandeln.
• Karten nach abgeschlossener Datenladung hardwareseitig schreibschützen, um unnötige interne Veränderungen zu vermeiden.

Warum microSD-Karten mit der Zeit langsamer werden – und wie Sie dem voraus bleiben

microSD-Karten werden selten langsamer, weil sie billig oder defekt sind. Sie werden langsamer, weil ihr internes „Lager“ immer schwieriger zu verwalten ist. Der Controller verbringt mehr Zeit mit Aufräumen, Verschieben und Verwalten – und weniger Zeit mit der eigentlichen Datenbereitstellung.

Wenn man dieses Modell versteht, verliert das Verhalten seinen mysteriösen Charakter. Man erkennt, warum manche Karten jahrelang zuverlässig funktionieren, warum andere unter hoher Belastung schnell abbauen und warum kleine Anpassungen im Umgang – etwa mehr freier Speicher, kontrollierte Schreibvorgänge oder gezielter Schreibschutz – einen spürbaren Unterschied machen.

Die Technik in diesen winzigen Karten ist komplexer, als viele denken. Die Entscheidungen im Umgang damit müssen es nicht sein. Wer die Grenzen respektiert und die Nutzung darauf abstimmt, sorgt dafür, dass microSD nicht zum Glücksspiel wird, sondern sich wie eine berechenbare Komponente verhält.