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.

Aufbau mini|IBM Microdrive mit 1 GB 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.

mini|256-MB-CF-Karte ohne Verkleidung

CompactFlash-Karten mit Flash-Speicher haben neben dem eigentlichen Speicherchip noch einen Controller,Webseite des Deutschen CF-Controller-Herstellers Hyperstone der den Speicher verwaltet und nach außen eine (E)-IDE-Schnittstelle anbietet, die sich allerdings in der Form des Steckers von herkömmlichen IDE-Schnittstellen unterscheidet. Im Gegensatz zu allen anderen Flash-basierten Speicherkarten, außer der SD-Karte, ist für die Adressierung des eigentlichen Speichers der karteninterne Controller und nicht das Endgerät (etwa die 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. Die Kontakte sind geschützt untergebracht.

Verbreitung Bei digitalen Speichermedien (für Digitalkameras) war die CompactFlash-Technologie lange Zeit wegen ihrer hohen Geschwindigkeit Marktführer, wird aber seit den späten 2000er Jahren zunehmend von der SecureDigital-Card (SD) verdrängt. 2010 unterstützen professionelle digitale Spiegelreflexkameras in der Regel keine CompactFlash-Karten mehr. Bei älteren Kameramodellen mit CF-Speichern kann ein Adapter von Compact Flash auf Micro SD eingesetzt werden.

Anwendungsgebiete mini|Der Klassiker: CF-Karte zur Bildspeicherung

Am häufigsten sind CompactFlash-Karten wohl als Speichermedium in Digitalkameras anzutreffen, hier vor allem im professionellen Bereich wie 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.

Im Kartenplotter für die Sportschifffahrt wurden früher CF-Karten verwendet.

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 Andere Karten nach CompactFlash mini|Ein SD-CF(I)-Adapter mini|Ein CF-IDE-Adapter

Für den CompactFlash-Steckplatz gibt es Adapter, mit denen andere Speicherkarten genutzt werden können. So können etwa Multimedia Cards, SDHC- und microSDXC-Speicherkarten 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. Einschränkungen bestehen bei älteren Geräten, da diese teilweise nur FAT16 unterstützen und die Kapazität der Speicherkarte somit softwareseitig auf 8/16 GB beschränken.

CompactFlash nach IDE Da die CompactFlash-Karte eine IDE-Schnittstelle besitzt, reicht ein passiver Adapter (also ein Stück Leiterplatte mit Leitungen, die die Kontakte der Karte mit den entsprechenden Pins eines IDE-Steckers verbinden), um sie anstelle einer IDE-Festplatte einsetzen zu können (siehe Vergleich). In Desktop-Rechnern benötigt der Adapter zudem einen Stecker für die Stromversorgung der Karte, die dem dort eingesetzten IDE-Flachbandkabel fehlt. 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. In das 40-polige ZIF-Kabel, das in einigen Subnotebooks oder auch in MP3-Playern mit Festplatte, wie die früheren, größeren iPod-Modelle, die Verbindung zur Festplatte oder SSD herstellt,, AspireOneUser.com, 29. August 2008 ist die Stromversorgung ebenfalls integriert.

Einige Karten geben sich als Wechseldatenträger (removable)CARDSPEED - UDMA-CompactFlash-Karten, hjreggel.net, 7. November 2011 zu erkennen, was manche Betriebssysteme und Programme dazu veranlasst, eine Installation darauf zu verweigern. Diese Kennung ist bei manchen Karten umstellbar.

Standards Bauformen CF-Typ I  (36,4 mm × 42,8 mm × 3,3 mm) CF-Typ II (36,4 mm × 42,8 mm × 5,0 mm), mitunter als „Microdrive-kompatibel“ bezeichnet, da alle Microdrives Typ-II-Karten sind.

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

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

CompactFlash 1.0 (1994/1995) 8,3 MB/s  (PIO Mode 2) 128 GB (137 GB) mögliche Kapazität, wie bei IDE CompactFlash+, auch CompactFlash I/O (1997) Karten, die keine Speicherfunktion haben, sondern beispielsweise Radioempfang ermöglichen. CF+ und CompactFlash 2.0 (2003) 16,6 MB/s (PIO Mode 4) Ende 2003 wurde die Integration stark beschleunigender DMA-Zugriffe beschlossen; bei CF 2.0-Karten ab Mitte 2004 integriert. CF+ und CompactFlash 3.0 (2004) 66 MB/s (UDMA 66) 25 MB/s im PC-Card-Modus Karte per Passwort schützbar CFA empfiehlt FAT32 für Karten mit Speicherkapazitäten von mehr als 2 GB, ohne jedoch FAT32 vorzuschreiben CF+ und CompactFlash 4.0 (2006) 133 MB/s (UDMA 133) Karte per Passwort schützbar CF+ und CompactFlash 4.1 (2007) Erweiterte Energiesparmodi CompactFlash 5.0 (2010) 48-Bit-Sektoradressierung über LBA-48 (obligatorisch). Dadurch wird die bisherige Grenze von 128 GiB (137 GB) aufgehoben. Karten können theoretisch bis 128 PiB (144 PB) fassen. Außerdem Beschleunigung durch Übertragung von bis zu 32 MiB großen Blöcken statt wie bisher in maximal 128 KiB großen Blöcken. Trim-Befehl (obligatorisch). Beschleunigt Schreibzugriffe. ATA-Befehlssatz ATA-6 & ATA-8/ACS-2 (optional). Anpassung an die Fortschritte des ATA-Standards Leistungssteuerung (optional). Garantiert bestimmte Übertragungsraten (wichtig für Live-Streaming oder Video-Aufnahmen) Übermittlung der CF-Versionsnummer (obligatorisch). Auf diese Weise kann sich das CF-Gerät einfacher auf die Fähigkeiten der Karte einstellen. Veränderte elektrische Spezifikationen (obligatorisch) zu Verbesserung der Kompatibilität mit dem ATA-Standard. CompactFlash 6.0 (18. November 2010) Ultra DMA Mode 7 für bis zu 167 MB/s Sanitize-Löschbefehl entsprechend INCITS T13 ACS-2. Trim Usage Guidelines für bessere Schreibperformance. Temperaturprofil (optional)

Obige Standards sind auf- und abwärtskompatibel.

CFast mini|Kontaktleiste einer CFast-Karte

Mit dem CFast-Standard kommt das schnellere SATA-Protokoll zum Einsatz. Diese Karten sind in den Anschlüssen nicht kompatibel zu den klassischen CompactFlash-Karten.

CompactFlash ATA Serial Transfer (CFast) 1.0 (2008) (PDF) The CompactFlash Association, 14. April 2008 der Firma Swissbit 300 MB/s (Serial ATA 3.0 Gbit/s) Hot Swap gleiche Gehäuseabmessungen wie bisher, aber nicht steckkompatibel zu CompactFlash normaler SATA-Datenanschluss, proprietärer Stromanschluss erste Produkte Ende 2009CFast CompactFlash cards now said to be coming in “18 to 24 months”. Engadget, 25. Februar 2008 CompactFlash ATA Serial Transfer (CFast) 2.0 (2012)photokina 2012 – SanDisk präsentiert CFast 2.0 und erteilt XQD eine Absage. ValueTech.de, 19. September 2012 600 MB/s (Serial ATA 6.0 Gbit/s) neue Gehäuseabmessungen, vor allem flacher erste Produkte planmäßig 2013CeBIT 2013 – SanDisk Interview zu CFast 2.0. ValueTech.de, 5. März 2013.

Video Performance Guarantee

Die Video Performance Guarantee (VPG) ist ein Standard der CompactFlash Association, welcher eine Mindest-Schreibgeschwindigkeit für die Aufnahme hochwertiger Videos garantiert.Video Performance Guarantee (VPG) + Video Performance Guarantee (VPG) – Übersicht VPG-Profil VPG-Klasse Mindest-Schreibgeschwindigkeit Unterstützter Standard VPG Profile 1 VPG20 20 (MB/s) CompactFlash & CF+ v4.1 VPG Profile 2 VPG65 65 (MB/s) CompactFlash & CF+ v5.0CFast v2.0XQD v1.10 VPG Profile 3 VPG130 130 (MB/s) CFast v2.0 VPG Profile 4 VPG200 200 (MB/s) CFexpress v2.0/v1.0 VPG Profile 4 VPG400 400 (MB/s) CFexpress v2.0/v1.0 VPG Profile 5 VPG800 800 (MB/s) CFexpress v4.0/v2.0 VPG Profile 5 VPG1600 1600 (MB/s) CFexpress v4.0

CFexpress

Die logische Fortentwicklung, die aber weder mechanisch noch elektrisch mit der CompactFlash-Schnittstelle kompatibel ist, sondern auf PCIe 3.0 und NVMe aufsetzt, ist CFexpress. Der Standard wurde im September 2016 angekündigt und im April 2017 veröffentlicht.

Daten verfügbarer CF-Karten mini|Eine CompactFlash-Karte mit 30 MByte/s Schreib-/Lesegeschwindigkeit

Kapazität: 2 MByte … 256 GByteCompactFlash-Speicherkarte mit 256 GByte, heise Foto, 9. Januar 2012 Dateisystem: Für Speicherkarten mit weniger als 16 MB kam traditionell oft das Dateisystem FAT12 zum Einsatz, ab 16 MB bis 2 GB wird üblicherweise FAT16 verwendet (seltener auch für Kapazitäten bis 4 GB), für Speicherkapazitäten mit mehr als 2 GB (4 GB) meist FAT32. Prinzipiell können auch beliebige andere Dateisysteme verwendet werden. Da die Controller in den Karten jedoch meist die nach außen sichtbare Festplatten-Emulationsebene so auf den eigentlichen internen Speicherchip abbilden, dass bei einer typischen Verwendung von FAT12/FAT16/FAT32 eine günstige Verteilung des Verschleißes erreicht wird (Wear-Leveling), können andere Dateisysteme die Lebensdauer der Karte reduzieren. Lesen: 6 … > 150 MByte/s  ≙  40× bis > 1000× (1× entspricht 150 kByte/s, der 1-fachen CD-Lesegeschwindigkeit.)Lexar bringt CF-Karten mit 1000-facher Transfergeschwindigkeit, digitalkamera.de 7. Januar 2012 Schreiben: 4 … > 125 MByte/s Lesezugriff: < 1 ms Schreibzugriff: 10 … 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 mASchreib- und Lesebetrieb: 25 … 50 mA Betrieb bei: 0 … 60 °C Lagerung bei: −40 … 85 °C Schockresistenz: 2.000 g, Microdrives 400 g Schreibzyklen: 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.