Festplatte – HDD

Eine Festplatte / HDD (hard disk drive) ist ein ferro-magnetisches Massenspeichermedium für Daten. Jede Festplatte besteht hauptsächlich aus X-Scheiben, beweglichen Schreib- und Leseköpfen, Elektromotor (Betrieb der Scheiben), Festplattencache und der Elektronik.

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Bild: Festplatte bzw. HDD

1. Unterschied zwischen Festplatte und RAM

Im Gegensatz zum RAM (Arbeitsspeicher) kann eine Festplatte die Daten permanent speichern. Beim Arbeitsspeicher muss die Stromzufuhr erhalten bleiben. Dagegen bleiben die Daten bei der Festplatte auch nach dem Aussschalten des PCs erhalten.

2. Festplatte: Schreiben & Lesen

Die Daten werden bei der Festplatte magnetisch auf Scheiben geschrieben, welche sich wie eine CD drehen. Festplatten erlauben den Betrieb eines Betriebssystems, das ist auf CDs nicht möglich (Nur Installation auf CD möglich). Das Lesen der Festplatte erfolgt mit Leseköpfen auf Unter- und Oberseite jeder Scheibe.

3. Typische Baugrößen für Festplatten

In gewöhnlichen Desktop-PCs finden sich meist 3,5″-Festplatten (entspricht 100mm) wieder. In Laptops dagegen 2,5″-Festplatten.

4. Speichern und Lesen der Daten einer Festplatte

Beim Speichern auf der Festplatte werden durch den Schreibkopf kleine Flächen der feromagnetischen Schicht magnetisiert. Dadurch erhalten diese eine Polarisierung, die binären 1en (Einsen) und 0en (Nullen) entspricht. Beim Lesen werden die 1en und 0en vom Lesekopf aufgenommen, von der Elektronik ausgewertet und an das Betriebssystem übergeben.

5. Schnittstellen Festplatte

Unter den Festplatten gibt es unterschiedliche Arten. Unterschieden werden diese durch die Anschlussmöglichkeiten am Mainboard. Behandelt werden im folgenden IDE, S-ATA und SCSI.

5.1 Festplatte IDE bzw. ATA

IDE (Intelligent/Integrated Drive Electronics) kennt man auch unter ATA (Advanced Technology Attachments). Die Schnittstelle IDE wird verwendet, um im Heimanwenderbereich DVD-Laufwerke, CD-Laufwerke oder Disketten-Laufwerke anzuschließen.

Die Übetragungsgeschwindigkeit über dieses Bus-System in der weiterentwickelten Variante EIDE (Enhandced IDE) beträgt ca. 16,66 MB/s.

Bild eines IDE-Kabels:

Bild: IDE-Kabel

5.1.1 Jumper & IDE Festplatte

Zum Konfigurieren der IDE Festplatten ist es notwenig Jumper (kleine Steckkontakte) zu setzen. Pro IDE-Kabel können maximal 2 Geräte angeschlossen werden. Pro Mainboard gibt es 2 IDE-Ports, also können insgesamt 4 Laufwerke pro System betrieben werden. Zum Festlegen, welches Laufwerk Primary oder Secondary Master ist, werden die kleinen Steckbrücken gesetzt.

5.2 Festplatte S-ATA

Bild: SATA-Stecker

S-ATA (Serial ATA) ist dabei den ATA-Standard im Heim- sowie Serverbereich abzuösen. Die Datenübertragung findet nicht wie bei ATA parallel, sondern serial statt. Aus technischen Gründen können bei paralleler Übertragung nicht so hohe Übetragungsraten, wie bei serieller Übertragung beim S-ATA Standard, erreicht werden.

Die aktuelle Serial ATA 3 Version erreicht eine Bandbreite von 600 MB/s und ist damit um ein vielfaches schneller als EIDE. Leider kann dieses von aktuellen Festplatten noch nicht ausgenutzt werden.

Neben der höheren Datenübertragungsrate bietet S-ATA weitere Vorteile:

1. Die Kabel sind schmaler. Das hat den Vorteil, dass Luft für die Kühlung des Systems besser im Gehäuse zirkulieren kann.
2. Die Stecker sind kleiner und lassen sich besser in die S-ATA Ports einstecken.
3. HotSwap ermöglicht den Austausch von Festplatten ohne, dass das System heruntergefahren werden muss.
4. Es sind keine Jumper-Einstellungen, wie bei IDE, mehr notwendig.
5. Eine maximale Länge von 2m ermöglicht auch den Anschluss von externen Festplatten über eSATA (external S-ATA).

5.3 Festplatte SCSI (Small Computer System Interface)

Die SCSI-Technologie ist anders als S-ATA und ATA. Theoretisch können über den SCSI-Bus bis zu 15 Geräte betrieben werden. Dabei sind die SCSI-Kabel robuster gegenüber elektrische Störstrahlung.

SCSI-Geräte werden meist für Server eingesetzt. Sie bieten höhere Geschwindigkeiten und höhere Datensicherheit. Der Ultra-320-SCSI Standard ermöglicht Übertragungsraten von bis zu 350 MB/s. Im Heimanwenderbereich ist die SCSI-Technologie nicht verbreitet – teure Geräte mögen ein Grund dafür sein.

6. Kaufkriterien Festplatte

Bei der Festplatte gibt diverse Kriterien auf die geachtet werden sollte. Ältere Mainboards unterstützen den neuen S-ATA Standard zum Beispiel noch nicht. Hier muss auf eine Festplatte mit IDE-Anschlussmöglichkeit zurückgegriffen werden. Natürlich ist die Übertragungsgeschwindigkeit der Festplatte für schnelles Schreibung und Lesen wichtig. Zuallerletzt schaut man aber auch auf den Preis der HDD – wenn dies auch nicht das wichtigste Kriterium für den Festplattenkauf ist.

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