Seberapa andal kartu microSD? : Hasil uji jangka panjang berskala besar berbasis data nyata

• Selama sekitar 1 tahun 10 bulan, dilakukan eksperimen keandalan kartu microSD terhadap 256 kartu dari berbagai merek/produk
• Pada 82% dari seluruh kartu terjadi setidaknya 1 kali error, dengan rata-rata hingga error pertama 2.400 siklus baca/tulis, dan median 1.450 siklus
• Dengan ambang 0,1% sector error, hampir setengahnya mencapai titik kritis dalam 4.500 kali (rata-rata), 3.100 kali (median)
• Perbedaan daya tahan antar merek tertentu cukup besar; Amazon Basics, Kingston, Kioxia (sebagian), Lexar, OV, dan lainnya relatif unggul, sementara SanDisk, Silicon Power, Gigastone, onn., dan lainnya dinilai di bawah rata-rata
• Terlepas dari merek, banyak kartu off-brand (merek non-mainstream) juga menunjukkan hasil yang setara atau lebih baik daripada merek ternama
• Kerusakan kartu terjadi dalam berbagai bentuk seperti write-protect, kerusakan register CSD, korupsi seluruh data, kegagalan urutan daya, dan lain-lain
• Kartu yang dibeli di Amazon secara umum menunjukkan hasil lebih baik daripada kartu yang dibeli di AliExpress

---

How reliable are microSD cards? Well, as it turns out...

Gambaran eksperimen

• Selama sekitar 1 tahun 10 bulan, 256 kartu microSD diuji (223 masih dalam pengujian, 105 diuji hingga rusak)
• Lebih dari 47 petabyte data acak terus-menerus ditulis/diverifikasi ke kartu
• Objek pengujian mencakup kartu yang sangat beragam dari sisi merek, kapasitas, lini produk, dan lain-lain

Ringkasan hasil utama

Frekuensi error umum dan daya tahan

• 82% kartu mengalami setidaknya 1 kali error: sebagian mengalami error pertama dalam kurang dari 10 siklus, sebagian lain tetap tanpa error bahkan setelah lebih dari 100 ribu kali (sangat sedikit)
• Rata-rata kemunculan error pertama: 2.400 kali, median: 1.450 kali siklus baca/tulis
• Mencapai ambang 0,1% sector error: rata-rata 4.500 kali, median 3.100 kali siklus (hampir setengah mencapai titik ini)
• Sebagian kartu mengalami kerusakan total atau mencapai titik kritis di bawah 3.100 kali

Perbedaan daya tahan per merek

• ADATA: rata-rata 2.352 kali, di bawah rata-rata
• Amazon Basics: keempat kartu tidak rusak selama 1 tahun, 2 di antaranya sama sekali tanpa error
• Delkin Devices: di atas rata-rata, mencatat tanpa error (selama 6~8 bulan)
• Gigastone: 8 dari 9 kartu rusak total, banyak kasus rusak dalam 6 bulan
• Kingston: hanya 1 dari 15 kartu yang rusak total, produk industrial-nya juga lebih baik daripada SanDisk
• Kioxia: semua Exceria rusak dini, sedangkan Exceria Plus/G2 bertahan lebih dari 10 ribu kali tanpa error dan masuk kelompok teratas dalam keandalan
• Lexar: beberapa model era Micron memiliki isu produksi, tetapi secara umum daya tahannya baik
• onn. (PB Walmart): keempat kartu rusak sebelum 2.000 kali
• OV (AliExpress): ketiga kartu bertahan lebih dari 10 ribu kali dan menunjukkan keandalan di atas rata-rata
• PNY, Samsung, Transcend: hasil uji lebih dari 1 tahun menunjukkan sebagian besar tanpa error, dengan keandalan di atas rata-rata
• SanDisk/WD: 14 dari 29 kartu rusak total, banyak laporan kerusakan mendadak (gangguan daya, penggantian card reader, dll.)
• Silicon Power: 5 dari 8 kartu rusak total, rata-rata di bawah 2.000 kali
• XrayDisk: hanya 1 dari 3 kartu yang rusak, performanya rendah tetapi daya tahannya di atas rata-rata

Pengaruh merek dan tempat pembelian

• Merek off-brand/kelas menengah-kecil tidak menunjukkan perbedaan besar dibanding merek ternama dalam hal keandalan, bahkan rata-ratanya sedikit lebih tinggi
• Flash palsu/cacat rusak paling cepat, dengan rata-rata 2.200 kali
• Kartu yang dibeli di Amazon menunjukkan daya tahan rata-rata lebih baik dibanding AliExpress

Cara kartu rusak

• Bit write-protect aktif (data tetap ada, masih bisa dibackup)
• Kerusakan register CSD (misalnya kapasitas kartu terbaca sebagai 127MB)
• Korupsi seluruh data, kegagalan power-up sequence, dan berbagai jenis kerusakan lain

Kesimpulan dan implikasi praktis

• Daya tahan kartu microSD sangat bervariasi antar kartu, dan secara rata-rata ada kemungkinan error setelah beberapa ribu kali tulis/hapus
• Nama merek saja tidak bisa menjamin keandalan; perbedaan antar lini produk dan waktu produksi dalam merek yang sama juga besar
• Untuk menyimpan data penting, pemilihan yang hati-hati dan backup rutin adalah hal wajib
• Perlu perhatian khusus pada lingkungan dengan penulisan kontinu seperti Raspberry Pi dan SBC lain, kamera pengawas, embedded, dan sejenisnya

Angka yang lebih rinci dapat dilihat di halaman hasil eksperimen penulis - On the Capacity, Performance, and Reliability of microSD Cards)

---

Ringkasan komentar utama di Reddit

• Masalah kecocokan Raspberry Pi dan kartu SD disebut pada masa lalu terkait isu kernel/driver, dan belakangan ini sudah banyak membaik
• Model dengan daya tahan tinggi seperti High Endurance/Industrial menurut banyak pengalaman nyata bertahan jauh lebih lama daripada kartu biasa. Khususnya Samsung PRO Endurance, SanDisk High/Max Endurance, dan seri Kingston Industrial dinilai bagus
• Kartu Sandisk/khusus Nintendo Switch mendapat penilaian baik dari sisi keandalan, dan ada pendapat bahwa kapasitas besar (misalnya 128GB) bisa lebih tahan lama, meski dari data pengujian belum jelas apakah kapasitas besar benar-benar selalu lebih awet
• Penyebab utama kerusakan kartu adalah putus daya (brownout, hard shutdown), panas, kualitas buruk, serta pencatatan log sistem/DB yang berlebihan. Banyak contoh bahwa kartu SD sangat rentan saat daya terputus
• Tipe NAND pada kartu SD (SLC, MLC, TLC, dll.) sangat penting bagi daya tahan, tetapi kebanyakan produk konsumen tidak mengungkapkannya. Kartu industrial/model kelas atas mencantumkannya dengan jelas, sehingga disarankan membeli dari Digi-Key, Mouser, dan sejenisnya
• Banyak juga yang boot/menyimpan data di SSD, M.2, NVMe, atau USB drive, dan secara praktis dinilai lebih baik daripada kartu SD baik dari sisi kecepatan maupun daya tahan
• Ada juga catatan bahwa lingkungan operasi kartu (suhu, perangkat, kualitas reader, dll.) memengaruhi umur pakai. Dalam lingkungan Pi, kerusakan kartu SD sangat dipengaruhi oleh kondisi penggunaan, daya, dan kualitas reader
• Hasil bahwa kartu Amazon Basics ternyata cukup bagus cukup menarik perhatian. Banyak pengguna sebelumnya tidak percaya pada merek murah, tetapi dalam uji nyata nilainya cukup baik
• Ada juga pendapat bahwa lingkungan penggunaan read-only/lebih banyak membaca jauh lebih jarang mengalami kerusakan, tetapi seiring waktu tetap bisa mengalami degradasi karena masalah retensi muatan di dalam flash
• Kombinasi terbaik untuk harga dan performa seperti Kingston Canvas Go! Plus juga direkomendasikan (berdasarkan daya tahan + performa + harga)
• Jika hanya memikirkan keandalan dan daya tahan, kartu industrial/model mahal adalah yang terbaik, tetapi harganya juga dianggap memberatkan bagi pengguna umum

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Saya ingin menyebutkan bahwa banyak merek dalam daftar itu sebenarnya hanya nama merek, bukan produsen yang sesungguhnya; menurut saya proses mencari tahu siapa produsen aslinya juga merupakan poin yang menarik. Hal ini bisa dilakukan lewat query kartu atau pemeriksaan fisik langsung (misalnya susunan test point di bagian belakang, yang berbeda-beda menurut produsen)

• Senang ada yang mau bersusah payah melakukan pengujian seperti ini; saat ini konsumen benar-benar kesulitan menilai kualitas barang elektronik murah dengan benar, apalagi ketika media ulasan utama makin menghilang. Anandtech pun sekarang tinggal kenangan. Kebanyakan informasi yang didapat konsumen hanyalah artikel “daftar” bernada iklan yang cuma menjejalkan spesifikasi dan link afiliasi

  • Karena itu saya akhirnya membeli produk bermerek; misalnya di Amazon, meski merek tak dikenal harganya setengahnya, saya tetap memilih produk Apple, karena Apple memberi rasa percaya pada kualitas maupun kejujurannya

• Saya ingin mendengar lebih lanjut soal ambang tingkat kesalahan 0,1%; dalam praktiknya, tiga situasi berikut sangat berbeda: 1) pembacaan mengembalikan error tetapi berhasil saat dicoba lagi 2) pembacaan terus-menerus mengembalikan error 3) pembacaan mengembalikan data yang salah tetapi tetap dilaporkan berhasil

• Saya benar-benar terkesan dengan standar ketahanan kartu SD ini. Pada SSD konsumen, angka tertinggi yang diiklankan umumnya sekitar 600 siklus drive terhadap kapasitasnya (berdasarkan TBW), dan itu angka yang cukup standar. Memang seperti berjudi, tetapi hasil bahwa sebagian kartu SD bisa bertahan sampai 4000 siklus sangat mengesankan
  Pada praktiknya SSD NVMe/SATA juga cenderung bertahan cukup lama. TechReport pernah menguji ketahanan sampai batasnya 10 tahun lalu, dan semua SSD bertahan hingga 3000 siklus, sementara Samsung 840 Pro hampir mencapai 10.000 siklus Eksperimen ketahanan SSD TechReport
  Saya ingin melihat SSD modern juga diuji; saya penasaran siapa yang sebenarnya paling bagus membuat flash (Kioxia, Micron, dll). Jika melihat database SSD milik TechReport, spesifikasi tiap komponennya ditulis lengkap, jadi misalnya SanDisk/WD SN7100 memakai Kioxia 218-Layer BiCS8 3D TLC. Sebenarnya tidak banyak perusahaan yang benar-benar memproduksi flash itu sendiri.
  Akan menarik juga menguji ketahanan stack konsumen sampai batasnya. 218 layer! Saya justru bertanya-tanya apakah ketahanannya meningkat selama 10 tahun terakhir, karena dulu perangkat-perangkat itu bertahan jauh lebih baik dari ekspektasi Spesifikasi Western Digital SN7100

• Ringkasan hasil dan sedikit inferensi
  Data ketahanan kartu SD berdasarkan median

• Munculnya error pertama: sekitar 1450 siklus baca/tulis

• Titik gagal: sekitar 3100 siklus baca/tulis (gagal total atau error parsial 0,1%)
  Ketahanan per merek (semakin tinggi skornya semakin baik):

  • 5 poin: seri merek ‘Endurance’/‘Industrial’

  • 2 poin: Adata

  • 4 poin: Amazon Basics

  • 4 poin: Delkin

  • 1 poin: Gigastone

  • 5 poin: Kingston

  • 4 poin: Kioxia (hanya Plus, G2)

  • 4 poin: Lexar

  • 1 poin: onn.

  • 4 poin: OV (performa baca/tulis terburuk)

  • 4 poin: PNY

  • 1 poin: Sandisk (versi setelah akuisisi)

  • 1 poin: Silicon Power

  • 4 poin: Transcend

  • Sangat disayangkan apa yang terjadi pada Sandisk; dulu yang terbaik, sekarang yang terburuk. Saya baru-baru ini mengembalikan drive USB Sandisk karena tidak mampu menahan penulisan berkelanjutan dan putus koneksi di tengah jalan

• Pengujian komprehensif seperti ini seharusnya dibahas oleh tempat seperti Storagereviews. Mereka sudah membenchmark berbagai kartu dalam beragam skenario, jadi akan bagus kalau ketahanan juga ikut dibahas
  Jika total penulisan drive mencapai 3000 kali, itu merupakan daya tahan yang cukup tinggi untuk penggunaan Raspberry Pi. Pada model 128GB, OS dan aplikasi hanya memakan sekitar 20~30GB, jadi masih cukup untuk update OS maupun penulisan database
  Senang ada yang benar-benar melakukan pengujian seperti ini. Secara pribadi saya hanya memilih kartu endurance berperingkat A2 (Samsung). Selama ini kartu Sandisk saya tidak pernah rusak sekalipun di Raspberry Pi dan masih berfungsi normal sampai sekarang (meski tidak pernah dipaksa terlalu keras). Belakangan saya pindah ke Orange PI 5 plus dan memakai SSD; dari sudut pandang performa dan ketahanan, SSD adalah solusi akhir

• Dari eksperimen itu saya jadi tahu bahwa SanDisk/WD sensitif terhadap brownout (penurunan tegangan)
  Saya sendiri pernah mengalami SBC yang memakai kartu SD berhenti dan malfungsi hanya dalam beberapa hari gara-gara adaptor daya USB murahan, sampai-sampai saya sempat menghubungi produsen untuk perbaikan. Setelah mengganti adaptor dayanya dengan yang baru, masalahnya hilang sepenuhnya
  Kesimpulannya, penyebabnya adalah masalah daya. Yang disayangkan, semoga para produsen SBC beralih ke SSD untuk media penyimpanan; bahkan SSD kelas dasar pun jauh lebih andal daripada kartu TF

• Saya memperlakukan kartu SD sebagai media penyimpanan sementara yang pasti akan rusak pada akhirnya
  Begitu menerima kenyataan itu, stres jadi jauh berkurang. Kalau datanya benar-benar penting, harus disimpan terpisah di penyimpanan eksternal
  Sebagai referensi, saya dulu memakai hard disk HGST sebelum diakuisisi WD; drive itu mampu menangani error-error kecil dengan baik, dan ketika benar-benar rusak total, ia beralih ke mode read-only sehingga saya berhasil memulihkan seluruh data

  • Untuk penggunaan kamera, saya membagi pengelolaan kartu SD menjadi dua jalur
    Yang pertama adalah kartu SD harian untuk pemakaian sehari-hari; ini dipakai bergantian di kamera atau card reader dan saya ganti sekali atau dua kali setiap bulan
    Yang kedua adalah kartu per proyek; setelah satu proyek selesai, saya salin file-filenya lalu simpan kartu itu secara terpisah
    Saya tidak merekam video dan memakai kamera yang relatif lambat seperti Pentax 645Z, jadi kartu berkecepatan rendah pun tidak masalah. Saya membeli kartu 32GB dalam jumlah besar

  • Sebagai tambahan, saat ini saya sedang mengirim HDD Seagate untuk RMA. Saat dipakai untuk backup mingguan, error muncul ketika proses backup baru berjalan sekitar setengah jalan, lalu setelah itu drive hanya mengulang error dan bunyi klik tanpa henti, tidak bisa diformat, dan benar-benar mati total (saya tidak mencoba freezer trick)
    Kartu SD memang salah satu media penyimpanan yang kurang andal, tetapi jika datanya benar-benar berharga, menyimpan dua salinan di dua kartu SD tampaknya lebih baik daripada satu kali simpan di hard disk, tentu saja meski itu bukan pilihan pertama

• Kartu SD dan microSD pada dasarnya dirancang untuk perangkat bertenaga baterai
  SBC tidak berjalan dengan baterai, dan lebih mirip mesin penyiksa kartu SD
  Dalam kebanyakan kasus, penyebab kerusakan kartu SD bukan kartunya sendiri, melainkan kualitas power supply

  • Saya penasaran apakah ada bukti konkret bahwa kualitas daya memang penyebabnya
    Secara pribadi saya merasa pola penulisan distribusi Linux jauh lebih membebani kartu SD; kamera digital umumnya melakukan penulisan sekuensial besar ke FAT/exFAT dan tidak memakai journaling

  • Hampir semua orang yang saya lihat bertanya soal masalah kartu microSD ternyata memakai adaptor daya murahan
    Saya hanya menggunakan adaptor resmi RPi dan kartu SanDisk biasa, dan selama lebih dari 8 tahun menjalankan beberapa unit, tidak pernah ada satu masalah pun
    Saya juga tidak mengatur setting performa atau mode read-only secara khusus, dan pada Pi lama saya pun sering mencabut daya lalu menyalakannya kembali, tetapi tetap tidak ada masalah
    Bahkan ketika unit RPi-nya sendiri rusak secara acak, kartu microSD-nya tetap baik-baik saja

• Belakangan ini saya memasang DietPi di semua Raspberry Pi; pengaturan bawaannya (seperti RAM log, dll.) sangat bagus, dan kelebihannya juga bisa dipasang di berbagai SBC lain selain Raspberry Pi