Mehr Platz für weniger Geld: SSD statt CFast mit Blackmagic

Pixelwahn und hohe Bildraten führen zu einem enormen Datendurchsatz bei Kameras, sodass immer mehr Hersteller die kompakten und schnellen CFast-Karten als Speichermedium vorsehen. Leider sind deren Preise aber nicht im gleichen Maße gefallen wie die der ebenso schnellen SSD. Die können zudem auch mit wesentlich mehr Platz dienen. Von den elektrischen Eigenschaften und dem Protokoll entspricht die Schnittstelle beider Medien Serial ATA, nur die Steckverbinder unterscheiden sich. Da sollten doch kreative Lösungen möglich sein? Wir spielen das ganze am Beispiel der Blackmagic Ursa Mini Pro durch, denn gerade bei dieser preisgünstigen Kamera sind Alternativen gefragt.
Fast drei Stunden in UHD-TV auf einem preisgünstigen Medium rechtfertigen kleine Kompromisse.
Fast drei Stunden in UHD-TV auf einem preisgünstigen Medium rechtfertigen kleine Kompromisse.

Gehen wir ins Detail: 12bit RAW mit 4608 x 2592 Pixeln (kurz: 4,6K) benötigt bei 25 fps rund 427 Mbyte pro Sekunde, bei der höchsten Bildfrequenz des Sensors von 60 fps sind es ca. 1025 Mbyte/s. Die Schnittstelle für CFast 2.0 kann maximal 600 Mbyte/s übertragen, also können die 60 Bilder mit nur einer Karte gar unkomprimiert nicht aufgezeichnet werden. Deshalb besitzt die Kamera 2 Slots, auf die bei Bedarf wechselseitig aufgenommen wird. Tatsächlich benutzt die Ursa immer eine verlustlose Kompression, ähnlich wie .zip oder .rar, die Daten werden einfach besser sortiert und optimiert. Aber im schlechtesten Falle – wie bei reinem Rauschen – wäre das eben die volle Datenrate. Es wird aber auch eine mit leichten Verlusten behaftete Kompression für RAW angeboten: Dann müssen bei 3:1 für 60 fps nur knapp 342 Mbyte/s weggespeichert werden, bei 4:1 bleiben noch 256 Mbyte/s (die Datenraten von ProRes 444 XQ fallen sogar höher aus). Die RAW-Kompression wird allenfalls durch eine leichte Verschlechterung der Feinstruktur des Rauschens sichtbar, vor allem in dunklen Bildpartien.

Der Rekorder von Blackmagic ist auch nicht perfekt: Er deaktiviert einen Kartenslot und blockiert die SDI-Anschlüsse.
Der Rekorder von Blackmagic ist auch nicht perfekt: Er deaktiviert einen Kartenslot und blockiert die SDI-Anschlüsse.

Die Kameras besitzen auch zwei Slots für preisgünstigere, aber langsamere SD-Karten. Wir haben es mal mit zwei SanDisk Extreme Pro 256 Gbyte SDXC der Class 10 (U3 bzw. V30) durchgetestet, die inzwischen recht gängig und für rund 150 Euro erhältlich sind. Unkomprimiertes Vollformat geht damit trotz Parallelbetrieb gar nicht, nicht mal UltraHD läuft ohne Aussetzer. Wenn man komprimiert in 3:1 aufnimmt, läuft es bis zu 25 fps stabil, bei 30 fps bricht die Aufnahme nach etwa 30 bis 50 Sekunden ab. Die RAW-Aufnahme in UltraHD ist bei 4:1 immerhin bis 50 fps stabil, sodass diese Kombination durchaus für viele Einsatzgebiete eine sinnvolle Alternative ist. Es gibt auch schnellere Karten mit den Klassifikationen V60 und sogar V90, aber die sind noch recht teuer. Es spielte bei unseren Tests übrigens keine Rolle, ob die Medien in HFS+ oder exFAT formatiert waren.

Diese chinesische Variante mit CFast-Adaptern kostet 275 Euro inkl. Versand zzgl. Importkosten.
Diese chinesische Variante mit CFast-Adaptern kostet 275 Euro inkl. Versand zzgl. Importkosten.

Leider kostet eine für die Kameras der Blackmagic-Ursa-Serie geeignete CFast-Karte schon mit 256 Gbyte mehr als ein Tbyte an Speicherplatz in Form einer SSD. Außerdem sind derzeit maximal 512 Gbyte zu horrenden Preisen verfügbar, während 2 Tbyte als SSD leicht zu finden wären, falls man lange, unterbrechungsfreie Aufzeichnungen machen muss. An sich müssten SSDs geeignet sein, denn der SATA-3-Standard hat ein theoretisches Limit von 6 Gbit/Sekunde, was rund 768 Mbyte/s entspricht. Wenn man die 8b/10b Kodierung berücksichtigt, sollte die maxi­male, unkodierte Transferrate 4,8 Gbit/s bzw. 600 Mbyte/s betragen. In der Praxis scheinen gute SSDs bei 540 Mbyte/s ihre Grenze zu erreichen, man muss sich aber darüber im Klaren sein, dass die Hersteller gerne Datenraten mit dem kleinen Zusatz „bis zu“ angeben. Manche SSDs verwenden eine interne Kompression, die bei Video nicht greift, oder sie brechen zwischen einzelnen Schreibvorgängen im Tempo ein, während wir bei Videoaufnahmen auf kein einziges Bild verzichten können.

SSD-Rekorder von Blackmagic

Auch der Hersteller (kurz: BMD) hat den Bedarf erkannt und bietet einen SSD-Rekorder an, der zwischen die Kamera (eine der beiden Ursa Mini) und die Halterung für den Akku gesetzt wird. Er wird zwar auf diesem Weg mit Strom versorgt, aber die Verbindung für das Bild erfolgt über die rückwärtigen BNC-Verbindungen. Trotzdem ist eine Aufnahme in RAW möglich, da in diesem Fall interne Daten über die Schnittstelle geschickt werden und kein Videosignal im SDI-Standard.

Mit diesem Adapter aus Russland klappt es im hinteren Slot einwandfrei.
Mit diesem Adapter aus Russland klappt es im hinteren Slot einwandfrei.

Die SSD wird von oben in den Schacht gesteckt und lässt sich somit schnell entnehmen und zur Kopierstation bringen. Die gesamte Steuerung erfolgt transparent von der Kamera aus. Dabei gilt der hintere Karten­slot als belegt, dort kann keine CFast-Karte mehr benutzt werden. Da sich die Datenrate für eine einzelne SSD nicht weiter erhöhen lässt, gehen bei voller Bildgröße unkomprimiertes RAW und ProRes 444 XQ nur noch bis 30 fps. Höhere Bildfrequenzen kann man trotzdem im Split-Betrieb mit einer zusätzlichen Karte im vorderen Slot aufnehmen. Eine parallele Aufnahme als Backup ist nicht möglich. Außerdem stehen die rückwärtigen SDI-Anschlüsse nicht mehr für externe Monitore oder einen ATEM-Switcher zur Verfügung. Abgesehen von diesen kleinen Nachteilen bekommt man für rund 400 Euro eine perfekt zur Kamera passende Lösung für längere Aufnahmen auf kostengünstigeren Medien.

CFast zu SSD

Schon vor Verfügbarkeit des SSD-Rekorders von BMD haben sich etliche Leute Gedanken gemacht, wie man SSD an die Kamera bekommt. Dazu gehören Tom Antos und João Felipe Khury, auf deren Vorschläge wir hier im Test zurückgreifen. Außerdem gab es von Atoch ein Gerät namens C2S CFast to SSD, das trotz des hohen Preises von 600 US-Dollar eher wie eine Bastlerlösung wirkt. Zur Zeit haben mehrere chinesische Anbieter sehr ähnliche Versionen ab ca. 275 Euro im Internet (dazu kämen jeweils noch Zoll und Steuer). Dort wird sogar behauptet, neben Ursa mit ARRI Amira, ARRI Alexa Mini, Canon XC10, Canon C300 Mark II und Canon 1DX Mark II kompatibel zu sein – mit dem netten Zusatz: „in theory, as long as the device supports CFast support“. Getestet haben wir diese sehr ähnlich wirkenden Geräte nicht.

Der Patona-Akku hat eine USB-Stromquelle, aber ein gerader Stecker verdeckt dort leider die SDI-Ports.
Der Patona-Akku hat eine USB-Stromquelle, aber ein gerader Stecker verdeckt dort leider die SDI-Ports.

Die von João Khury empfohlenen blauen Adapterkabel von Micro SATA Cables gibt es nur aus den USA. Wir haben stattdessen ein russisches Angebot von Videotech auf Ebay genutzt, das für 45 Euro sogar in gewünschter Kabellänge angefertigt wird. Es war nach vierzehn Tagen da und macht einen sauber verarbeiteten Eindruck. Unser Kabel verbindet den CFast-Slot mit einem eSATA-Stecker, der seinerseits an kleine Festplattengehäuse mit entsprechendem Anschluss passt. Hier zeigt sich dann schon die erste technische Falle: Ein Gehäuse, das nur 3 Gbit/s per eSATA unterstützt, reicht nicht aus. Ein Test mit einer preiswerten Icy Box (Typ IB-231STU3S-G) führte nicht zum Erfolg, erst das auch von João Khury verwendete S251SMU33EP der Firma Startech ist dank SATA-III-Schnittstelle geeignet, es ist auch hierzulande knapp unter 40 Euro zu bekommen.

Die Klappe lässt sich leider nicht mehr völlig schließen.
Die Klappe lässt sich leider nicht mehr völlig schließen.

Anders als bei USB erfolgt über SATA keine Stromversorgung. Üblicherweise liegt solchen Gehäusen jedoch ein Kabel für die separate Versorgung von einem USB-Anschluss bei. Da heute viele Anbieter ihre V-Mount-Akkus neben einem D-Tap auch mit USB ausrüsten, braucht man nicht unbedingt eine zusätzliche Quelle. Beim im Test benutzten Akku von Patona mussten wir mit angeschlossenem Gerät erst kurz auf die Ladeanzeige drücken, um auch den Strom über USB zu aktivieren.
An sich nicht schlecht, weil vorher auch kein Strom verbraucht wird, aber auf den ersten Blick erscheint es wie ein Defekt. Nun leuchtete auch die LED am Gehäuse und die eingesetzte SSD wurde von der Kamera wie eine CFast erkannt. Da ein D-Tap in jedem Fall an der Akkuplatte der Kamera vorhanden ist, kann bei fehlendem USB ein Spannungswandler von D-Tap auf USB verwendet werden, der als Steckereinheit mit durchgeschleiftem D-Tap oder als Kabel günstig zu finden ist.

In der Praxis

Auf die erste Euphorie angesichts von fast 3 Stunden Aufnahmekapazität, die bei UHD in ProRes 422 HQ für eine 1 Tbyte SSD angezeigt wurde, folgte Ernüchterung: Die Aufnahme brach selbst mit weniger anspruchsvollen Formaten nach wenigen Sekunden ab. Eine Recherche im Internet ergab, dass auch einige andere Nutzer solche Erfahrungen gemacht hatten, dass der Adapter aber bei ihnen im anderen Slot perfekt funktionierte. Tatsächlich klappte es auch bei uns, als wir den Adapter in den hinteren Slot der Kamera setzten. Nun endlich konnten wir eine Samsung SSD 850 Pro in vollem 4,6K mit unkomprimiertem RAW bei 25 fps bis zum Limit vollschreiben, ohne einen einzigen Aussetzer zu bekommen.
Um ein Problem mit dem verwendeten Gehäuse auszuschließen, haben wir es auch noch mit einer direkten Verkabelung von eSATA an die Platte plus Stromversorgung per Molex-Stecker probiert.

Mit einem solchen D-Tap-zu-USB-Wandler direkt an der Akkuhalterung bleiben die Ports frei.
Mit einem solchen D-Tap-zu-USB-Wandler direkt an der Akkuhalterung bleiben die Ports frei.

Das Ergebnis war das Gleiche: Im vorderen Slot geht nichts, im hinteren läuft es wie erwartet. Einen Defekt des Slots kann man ausschließen, denn eine der von BMD empfohlenen CFast-Karten (die Transcend CFX650) läuft in beiden Slots perfekt. Eine vernünftige Erklärung für das Phänomen haben wir nicht, aber zu vermuten steht, dass die Slots in der Kamera unterschiedlich auf die zusätzliche Kabelstrecke reagieren – wir haben es bei 6 Gbit/s schließlich mit sehr hohen Frequenzen zu tun. Wer eine solche Lösung in Betracht zieht, sollte also möglichst kurze Kabel bestellen und damit rechnen, dass nur einer der beiden Steckplätze funktioniert.
Gegenüber der Lösung von BMD hat man somit den Vorteil wesentlich geringerer Kosten und freibleibender SDI-Anschlüsse. Wir konnten auch ohne Probleme im Parallelbetrieb Aufnahmen in unkomprimiertem RAW bei voller Bildgröße bis zu 60 fps machen. Damit hat man eine sehr universelle und trotzdem preisgünstige Lösung, denn eine kleinere CFast reicht für die relativ seltenen Fälle sicherlich aus, wo man diese ultimative Bildqualität wirklich benötigt.

Nur im hinteren Slot funktionierte der Adapter im Test, aber vorn kann zusätzlich eine CFast-Karte genutzt werden.
Nur im hinteren Slot funktionierte der Adapter im Test, aber vorn kann zusätzlich eine CFast-Karte genutzt werden.

Betreffs der von Innotech aus London derzeit für 75 Pfund angebotenen Variante mit zwei SSDs im direkten Anschluss wären wir nicht allein wegen der beobachteten Problematik des zweiten Slots skeptisch, sondern auch wegen des Stromverbrauchs. In der Regel sind die USB-Adapter nur für gut 2 Ampere ausgelegt, was bei zwei SSDs im Split-Betrieb kritisch werden dürfte – unsere 1 Tbyte wird von Samsung mit 1,4 A angegeben.
Ein weiterer Vorteil ist das geringe Gewicht der Gesamtlösung. Wir haben unser Startech-Gehäuse oben um ca. 1,5 cm gekürzt, sodass man die SSD leicht einstecken und entnehmen kann, und das Ganze mit Klettband hinten auf den Akku gehängt. Alternativ könnte man auch mehrere Gehäuse auf diese Art befestigen und mit fest montierten SSDs wechselweise benutzen, da die ebenfalls gebotene USB-3-Schnittstelle schnelle Kopien ermöglicht und die SSD besser geschützt wäre.
Alle anfangs genannten Komplettlösungen haben dagegen den Nachteil, dass sie zwischen Kamera und Akku sitzen und somit den Schwerpunkt nicht unerheblich nach hinten verlagern, was bei leichten Objektiven schon stören kann. Ein letzter Einwand gegen unsere Bastelei wäre, dass man den internen Monitor wegen des Kabels nicht voll anlegen kann und dieser somit weiterhin Strom verbraucht.

Mit diesem Kabelsatz von Innotech aus London lassen sich zwei SSDs direkt anschließen, aber der Strom könnte knapp werden.
Mit diesem Kabelsatz von Innotech aus London lassen sich zwei SSDs direkt anschließen, aber der Strom könnte knapp werden.

Wir haben auch das geprüft: Allein mit dem internen Monitor bei normaler Helligkeit und kontinuierlicher Aufnahme auf die SSD lief unsere Ursa Mini Pro mit einem 95-Wh-Akku zwei Stunden und zehn Minuten. Mit einem zusätzlichen Suchermonitor von Alphatron waren es noch eine Stunde und 50 Minuten, wenn wir die Helligkeit des internen Monitors auf Minimum einstellten. Kein wesentliches Handicap also, wenn man sich den Stromhunger manch anderer Kamera mit vergleichbarer Bildqualität ansieht.
Übrigens lässt sich die Klappe mit dem Monitor an unserer Kamera gerade so weit anlegen, dass er doch abgeschaltet wird – sichergehen kann man wohl nur mit einer
sehr uneleganten Lösung wie einem Gummiband. Immerhin ist man hier besser dran als bei der Canon C200, wo die CFast-Slots bei geöffneter Klappe gar nicht aktiviert werden.
Eine Lösung wie die sehr dünnen Adapterkabel eines Ebay-Anbieters aus Italien, mit denen die Klappe angeblich schließt, erscheint uns kaum sinnvoller. Die Kabel würden ganz offensichtlich doch geklemmt, da am Rand sehr wenig Platz ist, egal wie filigran sie sind. Beides dürfte der Zuverlässigkeit eher abträglich sein.

Kommentar

Zugegeben, dies ist eine Bastelei und man sollte damit rechnen, dass es nicht mit beliebigen Komponenten und vielleicht nicht mal jeder Kamera funktioniert. Aber die Vorteile bei den Kosten, dem Gewicht und der Flexibilität sind attraktiv, und unter den von uns angegebenen Bedingungen läuft das Ganze auch im Dauerbetrieb ohne Bildverluste. Für über 300 Euro, die man auf diese Weise spart, findet sich locker eine gute 1 Tbyte SSD.

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