SanDisk和索尼此前成功开发出了最大记录容量高达32GB、最高数据传输速度高达160Mbit/秒的微型存储卡“记忆棒PRO”。记忆棒PRO的开发理念是“即使5年后也照样能作为主流移动媒体使用”（索尼记忆棒业务中心宣传企划部部长佐藤亮治）。记忆棒PRO初步设想用于采用半导体存储器的摄像机等产品，其匠心之独具随处可见，比如，最低记录速度为15Mbit/秒，即使是画质与DVD不相上下的MPEG-2图像也可从容发送；另外，还配备能够锁住内容以防它人浏览卡中内容的“访问控制功能”等。在正于美国拉斯维加斯举行的“2003国际消费者电子产品展（CES）”上，索尼展出并演示了记忆棒PRO，同时对部分技术性问题做了详细的说明。
使用4根数据线并行传输
虽然记忆棒PRO的外形尺寸及端口配置与以往的记忆棒相同，但是为了提高速度采取了以下措施：首先，将数据线由原来的1根增加到4根。可自由选择其中1根进行串行传输或使用4根进行并行传输。其次，将总线的时钟频率由以往的20MHz提高到了40MHz。这样，就将数据传输速度由以往的20Mbit/秒（1根×20MHz）提高到了160Mbit/秒（4根×40MHz）。与原产品相同，指令通过BS（Bus State）端口交换。总之，共使用6个端口，即数据传输4个端口、时钟信号1个端口、BS1个端口。
要支持记忆棒PRO，设备方面和媒体方面必须满足最低记录速度15Mbit/秒的条件。具体而言，设备方面必须优化文件系统。媒体方面如果闪存EEPROM单体的实际记录速度达不到15Mbit/秒以上，那么必须并行连接多枚芯片来提高刻录速度。不过，索尼认为现行的产品只需一枚芯片就可以实现该速度。索尼表示并无设立保证该速度的检查机构的打算，但将向接受使用授权的企业提供工业样品的文件系统及评估系统。
访问控制功能使用了著作权保护技术“Magic Gate”。这种电子锁，在使用装置锁住的状态下用户便不能访问文件。通过插入电子锁，可以进行锁住和打开操作。展示会上展示了平置型及挂钩式电子锁。另外，如果按电子锁的“Export”键，那么密钥就会输入到记忆棒PRO中。通过将这一状态的记忆棒PRO插入其它电子锁装置并按“Import”键，可以将密钥传到其它电子锁装置中。通过上述操作，可以在多个电子锁装置中进行锁定和打开的转换操作。
容量方面，此次的产品可以扩展到32GB。据说这一容量遵循了在Windows XP及Windows 2000等中保证的可移动媒体容量的上限。在以往的记忆棒中，由于一开始就把容量拟定于4MB～128MB，并根据每个容量制定了规格，因此很难达到128MB以上的容量。
物理地址的转换交由媒体处理
如上所述，记忆棒PRO融入了许多新的技术，但是另一方面却牺牲了与原有记忆棒之间的兼容性。之所以这么做，索尼的解释是：“为了减少设备制造商的开发负担及提高数据传输速度等”。例如，记忆棒PRO和记忆棒之间之所以没有兼容性是因为存在“逻辑–物理转换”问题。也就是说，在此前的记忆棒中，由设备（主机）负责将逻辑地址转换成闪存EEPROM的物理地址。与此相对，在记忆棒PRO中，向物理地址的转换作业则交给了媒体方面的控制器LSI。由此，设备设计者无需担心向物理地址的转换，可以像操作硬盘（HDD）一样操作记忆棒PRO。而且，由于能够分散此前因数据传输作业和地址转换而集中于主机的处理，所以有助于提高数据传输速度。
另外，索尼还准备了支持记忆棒PRO的测试用协议测定器。具体而言，横河数字计算机将最早于2003年春季开始提供“AX100”。可以在个人电脑上显示记忆棒媒体和主机之间交换的指令及数据，并能够进行错误分析等。例如，配备当发生奇偶错误（Parity Error）及超时（Timeout）等特定条件时，能够以20ns的精度追溯256K样本、对数据进行分析的功能。
