Veröffentlicht:
Update:
Lesedauer:
2 Minuten

HDD

Festplatte | Bild: © MrTwister (Andrei Kuzniatsou)/Depositphotos.com

Festplatte (HDD)

Bei einem Festplattenlaufwerk, oft auch als Hard Disk (HD) oder Festplatte bezeichnet, handelt es sich um einen magnetischen Datenträger aus dem Bereich der Computertechnik. Die Daten werden bei einer magnetischen Festplatte auf die Oberflächen von Scheiben geschrieben, die sich in einem rotierenden Zustand befinden. Diese werden auch mit dem Begriff „Platter“ bezeichnet. Um den Schreibvorgang zu realisieren, wird die hartmagnetische Beschichtung der Scheibenoberfläche berührungslos magnetisiert. Durch die verbleibende Magnetisierung wird das Speichern der Daten umgesetzt. Das Lesen der gespeicherten Daten erfolgt durch das berührungslose Abtasten der magnetisierten Plattenoberflächen. Im Laufe der Jahre wurde die technologische Basis kontinuierlich weiterentwickelt, sodass heute neben den magnetischen Datenträgern auch sogenannte „Solid State Drives“ erhältlich sind, die auf der Flash-Technologie basieren. Des Weiteren werden auch Hybride-Lösungen angeboten, die eine Kombination aus traditionellen Festplatten und SSDs darstellen.

Allgemeine Informationen

Im Gegensatz zu Speichermedien, die sequentiell adressiert werden, wie Lochstreifen oder Magnetband, gehören Festplatten zu den direktadressierbaren Speichermedien. Konkret bedeutet dar, dass kein linearer Durchlauf nötig ist, um eine bestimmte Speicherstelle zu adressieren. Vor dem Einsatz im PC-Segment seit Anfang der 1980er Jahre kamen Festplatten als Speichermedien in erster Linie in Mainframes zum Einsatz. Die Daten lassen sich in unterschiedlichen Organisationsformen auf den Festplatten speichern. So werden CKD-organisierte (count key data) Speichermedien je nach Satzform mit unterschiedliche langen Datenblöcken versehen. Festplatten auf Basis der FBA-Architektur (fix block architecture) erhalten gleich lange Datenblöcke, die in der Regel eine Größe zwischen 512
und 4096 Bytes aufweisen.

Letzte Aktualisierung am 28.05.2021 / Affiliate Links / Bilder von der Amazon Product Advertising API

Die Speicherkapazität einer Festplatte wird aus der Größe eines Datenblock berechnet, der mit der Anzahl der verfügbaren Blöcke multipliziert wird. Die Speicherkapazität der ersten Festplatten wurde noch in Megabyte (MB) angegeben, ab 1997 in Gigabyte (GB) und seit 2008 sind auch Festplattenspeicher im Terabyte-Bereich (TB) erhältlich. Bei den ersten Platten war die Art und Weise der Speicherung von außen sichtbar, sodass dem Betriebssystem alle Parameter der Speicherung und Datenablage auf dem Speichermedium bekannt sein mussten. Dies änderte sich jedoch Anfang der 1990er-Jahre mit der Einführung der IDE Speichermedien, bei denen man nicht sehen konnte, wie Daten intern gespeichert werden.

Im Laufe der Jahre zeigte die Entwicklung der Maximalkapazitäten einen exponentiellen Verlauf, den man mit der Entwicklung der Prozessorleistung nach dem Mooreschen Gesetz vergleichen kann. Die Maximalkapazität hat sich bei sinkenden Preisen alle 16 Monate verdoppelt. Der Kapazitätszuwachs hat sich jedoch seit etwa 2005 leicht verringert.

Wissenswertes zu Festplatten


So klonen Sie eine Festplatte

Die Festplatte Ihres Computers ist der Massenspeicher, der alle Ihre Daten enthält. Darüber hinaus speichert er das Betriebssystem, ohne das Ihr Computer gar nicht starten kann. Alle diese Daten sind von entscheidender Wichtigkeit und sollten deshalb sorgfältig gesichert werden. Der Aufbau und die Funktionsweise der Festplatte bestimmen die für diese Sicherung verwendeten Werkzeuge.

Anschlussarten von HDD und SSD

PC oder Notebook: SSD ersetzt heute in vielen Fällen die alte HDD. Aber was bedeutet das für die Anschlüsse? Können Sie wirklich zu Hause einfach so eine SSD in Ihr Laptop oder Ihren PC einbauen? Zumindest bei den SATA-Anschlüssen sollten Sie aufpassen. Welche Bauformen von SSD Festplatten gibt es, wie werden sie eingebaut und was müssen Sie sonst noch beachten?


Mechanische Baugrößen

Traditionell werden Festplattengrößen in Zoll angegeben. Es handelt sich dabei jedoch nicht um exakte Größenangaben, sondern vielmehr um einen Formfaktor. Gängige Formfaktoren sind:

  • 5,25 Zoll,
  • 3,5 Zoll,
  • 2,5 ́ ́ und 1,8 Zoll

Die Zollangaben beziehen sich in der Regel auf den Durchmesser der Platter und entsprechen nicht der Breite des Laufwerkgehäuses. Es werden jedoch auch kleinere Platter eingesetzt, um höhere Drehzahlen zu erzielen. Im Laufe der Jahre und im Zuge der kontinuierlichen technischen Weiterentwicklung wurden größere Baugrößen zugunsten kompakterer eingestellt. Kleinere Festplattenlaufwerke zeichnen sich neben dem geringeren Platzbedarf auch durch eine bessere Anfälligkeit gegen Erschütterungen aus und weisen zudem eine bessere Leistungsaufnahme auf. Obwohl kleinere Laufwerke mit kleineren Plattern ausgestattet sind, was automatisch auch weniger Speicherplatz bedeutet, wurde dies durch die schnelle technologische Entwicklung in Richtung höherer Datendichten kompensiert.

Die erste Festplatte IBM 350 wurde im Jahr 1956 vorgestellt und war ein riesengroßer Schrank (173 cm hoch, 152 cm breit und 74 cm tief). Im Laufe der Jahre wurde die technologische Basis fortwährend weiterentwickelt, sodass Mitte der 1970er Jahre Festplattenspeicher mit einer Größe von 8 Zoll auf den Markt kamen. Diese wurden relativ schnell durch kompaktere 5,25 ́ ́-Modelle abgelöst. Die ersten 5,25 ́ ́-Festplatten wurden im Jahr 1980 von Seagate vorgestellt. Bei diesen Modellen waren die Scheiben etwa so groß wie eine CD bzw. DVD. Im Jahr 1997 wurde die Produktion dieser Größe eingestellt.

3,5 ́ ́-Festplatten wurden im Jahr 1987 von IBM mit dem Modell PS/2 offiziell eingeführt und stellten lange Zeit das Standardformat für Desktop-PCs dar. Bei der Entwicklung dieser Datenträger orientierte sich IBM an der Größe der 3,5 ́ ́-Diskettenlaufwerke. Diese Festplatten wurden in vielen Bereichen durch SSDs oder kompaktere 2,5 ́ ́-Modelle abgelöst. Die 2,5 ́ ́-Festplatten wurden in erster Linie für den Einsatz in Notebooks entwickelt. Sie fanden im Laufe der Jahre auch in Servern und in Spezialgeräten, wie beispielswiese USB-Festplatten und Multimedia-Playern, Verwendung. Diese Modelle sind mittlerweile weit verbreitet. Kompakte 1,8 ́ ́-Festplatten werden seit 2003 in sogenannten „Subnotebooks“, diversen Industriegeräten sowie in tragbaren Multimedia-Playern eingesetzt. Noch kompaktere Baugrößen, wie beispielsweise 1,3 ́ ́, 1 ́ ́ und 0,85 ́ ́, spielen heutzutage keine relevante Rolle. Sie kamen in erster Linie als sogenannte „Microdrives“ als Datenspeicher in der Anfangszeit der digitalen Fotografie zum Einsatz. Sie wurden jedoch inzwischen durch modernen Flash-Speicher verdrängt.

Schnittstellen und Bussysteme

Bis 1990 befand sich das, was heute als Schnittstelle bezeichnet wird, nicht direkt auf der Festplatte, sondern dafür war ein externer Controller in Form einer ISA-Steckkarte erforderlich. Mit dem Enhanced Small Disk Interface (ESDI) wurde ein wesentlicher Teil des Controllers in den Datenspeicher integriert, wodurch die Festplatten performanter und zuverlässiger wurden. Mit dem Marktstart der SCSI- und IDE-Datenspeicher endete die Trennung von Speichergerät und Controller endgültig. Bei Desktop-PCs werden heutzutage als Schnittstellen für interne Datenträger fast ausschließlich Serial-ATA-Schnittstellen (SATA) eingesetzt. Bis vor einigen Jahren kamen hier noch parallele ATA-Schnittstellen (PATA) zum Einsatz.

Im Server- und Workstation-Bereich haben sich neben SATA auch die beiden Schnittstellen SAS und Fiber-Channel etabliert. Die Mainboards für den Consumer-Markt waren lange Zeit mit zwei ATA-Schnittstellen ausgestattet, die den gleichzeitigen Betrieb von maximal 4 Laufwerken ermöglichten. Inzwischen wurden diese vollständig durch SATA ersetzt. Moderne Mainboards bieten mit bis zu 10 SATA-Schnittstellen ausreichend Steckplätze für den gleichzeitigen Betrieb einer Vielzahl unterschiedlicher Speichermedien.

ATA und SATA im Vergleich

Bei einem ATA-Festplattenlaufwerk wird durch den sogenannten „Jumper“ festgelegt, ob das Laufwerk als Master oder Slave fungiert. Durch die Festlegung des Jumpers können zwei Festplatten an einer ATA-Schnittstelle des Motherboards betrieben werden. Die meisten Motherboards sind mit zwei ATA-Schnittstellen ausgestattet, den sogenannten „primary ATA“ und „secondary ATA“, also „erste“ und „zweite“ ATA-Schnittstelle. Dies Aufteilung ermöglicht den Anschluss von bis zu vier Festplatten an beide ATA-Schnittstellen des Mainboards. Die ATA-Schnittstellen werden jedoch nicht nur von Festplatten, sondern auch DVD- und Blu-ray-Laufwerken genutzt.

Seit dem Jahr 2002 sind Festplatten mit Serial-ATA-Schnittstelle (SATA) erhältlich. Diese bieten gegenüber ATA eine Vielzahl unterschiedlicher Vorteile und haben den älteren ATA-Standard im Laufe der Jahre vollständig verdrängt. Die Vorteile von SATA spiegeln sich in erster Linie in dem höheren Datendurchsatz und der vereinfachten Kabelführung wider. Es gibt auch erweiterte Versionen von SATA, die über weitere Funktionalitäten verfügen und die in erster Linie für den professionellen Einsatz ausgelegt sind. Der SATA-Standards hat sich inzwischen durchgesetzt, sodass die neusten Festplattenlaufwerke nicht mehr als IDE-Versionen erhältlich sind.

Externe Festplatten

Externe Festplatten sind als lokale Massenspeicher oder als Netzwerkspeicher (NAS) erhältlich. Als lokaler Massenspeicher wird die Festplatte in der Regel über eine Schnittstelle als lokales Laufwerk an den Computer angeschlossen. Als Netzwerkspeicher fungiert die Festplatte als eine Remote-Ressource, die in das NAS-System eingebunden wird. Für den Anschluss externer Festplatten kommen Schnittstellen wie USB, eSATA oder FireWire zum Einsatz. Hierzu befindet sich zwischen dem

Festplattenlaufwerk und der eigentlichen Schnittstelle eine sogenannte „Bridge“, die an einer Seite mit einem SATA-Anschluss versehen ist und an der anderen Seite mit einem USB, eSATA oder FireWire Anschluss ausgestattet ist. Es gibt auch externe Massenspeicher, bei denen zwei oder mehrere Festplatten in einem Gehäuse verbaut sind und die als RAID-System realisiert sind. Bei NAS-Systemen ist auch ein Ethernet- oder WLAN-Anschluss vorhanden.

Datenschutz und Datensicherheit

Datenschutz und Datensicherheit stellen vor allem für Unternehmen ein äußerst sensibles Thema dar. Insbesondere im Bereich der externen Festplatten müssen gewisse Sicherheitsstandards angewandt werden. Denn sollten sensible Daten in die falschen Hände geraten, stellt dies in den meisten Fällen einen irreparablen Schaden dar. Um dies zu verhindern und für höchste Datensicherheit zu sorgen, müssen folgende Kriterien berücksichtigt werden:

– Verschlüsselung:

Die sich auf einer Festplatte befindlichen Daten können durch das Betriebssystem verschlüsselt werden oder auch direkt durch das Laufwerk.

– Zugriffskontrolle:

Die meisten Festplatten bieten die Möglichkeit, den gesamten Festplatteninhalt per Passwort auf der Hardwareebene zu schützen. Diese äußerst nützliche Eigenschaft ist jedoch kaum bekannt und dementsprechend selten genutzt.

AngebotBestseller Nr. 1
Seagate Barracuda, interne Festplatte 2 TB HDD, 3,5 Zoll, 7200 U/Min, 256 MB Cache, SATA 6 GB/s, silber, FFP, Modellnr.: ST2000DMZ08, (Verpackung kann variieren)
  • Höhere Speicherkapazität, Leistung und Zuverlässigkeit
  • Genug Platz für all Ihre Spiele, Musik, Filme und mehr durch eine Speicherkapazität von bis zu 14 TB
  • Schnellerer Datenzugriff dank 7.200 U/min und SATA-Schnittstelle mit 6 Gb/s
  • Hohe Sicherheit mit Rescue Serviceplan zur Datenwiederherstellung von Seagate (standardmäßig mit BarraCuda Pro-Festplatten erhältlich)
AngebotBestseller Nr. 2
Seagate IronWolf, NAS interne Festplatte 4 TB HDD, 3,5 Zoll, 5900 U/Min, CMR, 64 MB Cache, SATA 6 GB/s, silber, inkl. 3 Jahre Rescue Service, Modellnr.: ST4000VNZ08
  • NAS-Hochleistungsfestplatte 2 TB/4 TB/6 TB/8 TB/10 TB/12 TB/14 TB/16 TB
  • Laufwerke mit großer Kapazität liefern neben einer Spindelgeschwindigkeit von 7.200 U/min anhaltende Datenübertragungsraten von bis zu 214 MB/s und Burst-Datenraten von 6 Gb/s
  • IronWolf Health Management (IHM) überwacht den Laufwerkszustand über kompatible NAS-Systeme
  • Max. Workload von 180 TB/Jahr und optionale Festplatten-Datenwiederherstellung
  • Im Lieferumfang enthalten: Ironwolf-Laufwerk von Seagate
AngebotBestseller Nr. 3
Seagate Barracuda, interne Festplatte 1 TB HDD, 3.5 Zoll, 7200 U/Min, 64 MB Cache, SATA 6 Gb/s, silber, Modellnr.: ST1000DM010
  • Höhere Speicherkapazität, Leistung und Zuverlässigkeit
  • Genug Platz für all Ihre Spiele, Musik, Filme und mehr durch eine Speicherkapazität von bis zu 14 TB
  • Schnellerer Datenzugriff dank 7.200 U/min und SATA-Schnittstelle mit 6 Gb/s
  • Hohe Sicherheit mit Rescue Serviceplan zur Datenwiederherstellung von Seagate (standardmäßig mit BarraCuda Pro-Festplatten erhältlich)
Bestseller Nr. 4
Western Digital Blue 4 TB Festplatte, SATA 6 Gb/s, 3,5", WD Blue, WD40EZAZ
  • WD Blue - Hohe Kapazität, bewährte Zuverlässigkeit
  • Verstärken Sie Ihren PC-Speicher mit Laufwerken von WD Blue oder kombinieren Sie Ihr SSD-Laufwerk mit WD Blue. Eine HDD mit solider Leistung und Zuverlässigkeit die speziell für Desktop- und Komplett-PCs entwickelt wurde
  • Kühler und leiser Betrieb, der niedrige Stromverbrauch sorgt für erhebliche Energieeinsparung. Data Lifeguard Tool. NoTouch-Ramp-Ladetechnologie, S.M.A.R.T.
  • Kapazität von bis zu 6 TB speichert 281,25 Stunden an 4K-Video bei 30 FPS
  • IntelliSeek-Technologie berechnet die optimale Suchgeschwindigkeit, um den Stromverbrauch zu senken sowie Geräuschentwicklung und Vibrationen zu reduzieren

Letzte Aktualisierung am 28.05.2021 / Affiliate Links / Bilder von der Amazon Product Advertising API