Eine Festplatte (im Englischen „Hard Disk Drive“ = HDD) ist das Hauptspeichermedium eines jedem Computers der Laptops. Auf der Festplatte befinden sich alle relevanten Daten, Dateien, Treiber sowie das Betriebssystem. Daher ist das Starten (= Booten) eines PCs ohne Festplatte nicht möglich. Seit einigen Jahren kommen Festplatten auch als Speichermedium für Filme (in Receivern oder Playern) zum Einsatz. Festplatten in privaten PCs haben in der Regel eine Datenkapazität zwischen 500 GB und 1,5 TB.
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➜ Kostenlose Analyse für Ihre FestplatteBauarten von Festplatten
Grundsätzlich gibt es zwei unterschiedliche Arten von Festplatten. Die interne Variante ist in allen Computern verbaut. Dabei existieren mehrere genormte Größen und Ausführungen, deren Verwendung vom Computermodell, dessen Gehäuse und dem vorhandenen Platz abhängt. Am weitesten verbreitet sind HDD mit 5,25“ und 3,5“ (Zoll), die beinahe immer in Desktop-PCs verwendet werden. Kleinere Modelle haben eine Größe von nur 2,5“ oder 1,8“ (Zoll) und werden hauptsächlich in mobilen Geräten wie Notebooks eingesetzt.
Technisch möglich, aber eher selten sind auch heute Festplatten mit 1,3″, 1″ und 0,85″ (Zoll). Die zweite grundlegende Ausführung bei den HDD ist die externe Festplatte. Hier ist die Baugröße weniger von Bedeutung, weil bei den externen Festplatten mehr die Mobilität im Vordergrund steht. Durch das Wegfallen dieser Beschränkungen sind externe Festplatten meistens größer als ihre internen Geschwister, können aber in der Regel auch wesentlich mehr Daten speichern. Verwendet werden die externen HDD oft als zusätzlicher Speicher für große Datenmengen (Software, Filme), auf die von verschiedenen Geräten aus zugegriffen werden soll. Auch als Datenträger zur Archivierung und Datensicherung sind externe Festplatten gut geeignet.
Aufbau von Festplatten
Der Hauptteil einer Festplatte sind mehrere übereinanderliegende magnetische Scheiben aus Aluminium- oder Magnesium-Legierungen auf einer Spindel. Diese Scheiben sind mit einer magnetischen Beschichtung und einer Schutzschicht versehen. Zwischen den einzelnen Scheiben befinden sich so genannte Schreib- und Leseköpfe, die an einem beweglichen Arm in wenigen nm Höhe über die Scheiben gleiten können, diese aber nicht physisch berühren. Ferner befinden sich in dem abgeschlossenen Gehäuse noch ein Elektromotor, eine Speichereinheit (Cache) sowie die Elektronik zum Steuern aller Vorgänge.
Arbeitsweise von Festplatten
Wenn nun die Spindel mittels des Elektromotors in Rotation versetzt wird, gleiten die Köpfe blitzartig über die magnetische Oberfläche und können dabei Informationen hinterlegen oder auslesen. Das geschieht in einer bestimmten Reihenfolge, wobei neben den eigentlichen Daten auch PC-interne Angaben zur Modulation oder zur eventuellen Fehlerkorrektur hinterlegt werden. Diese Angaben benötigt die HDD, um die Daten später wieder fehlerfrei abrufen zu können. Die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel mit den Scheiben liegt dabei häufig zwischen 5.400 n/min und 7.200 n/min.
Festplatten-Schnittstellen
Bis vor einigen Jahren war die parallele IDE-Schnittstelle (ATA) der Favorit. Mittels kleiner Stecker am Festplattengehäuse (= Jumper) konnte der HDD mit nur einem Kabelstrang eine von zwei möglichen Plätzen zugewiesen werden, wodurch zwei Platten mit einem IDE-Kabel installiert werden konnten. Diese Variante ist aber inzwischen weitgehend von der seriellen Schnittstelle (S-ATA) abgelöst worden, weil so wesentlich höhere Übertragungsraten möglich sind.
Externe Festplatten verfügen wegen ihrer Mobilität und der einfachen Installation häufig über einer USB-Schnittstelle. Andere Varianten sind SCSI (Small Computer System Interface; parallel), die veraltete ESDI-Schnittstelle (Enhanced Small Disk Interface) sowie die Fieberglas-Technik (Fibre Channel; seriell).
Speichern und Speicherkapazität
Für den Nutzer eines mit einer HDD beziehungsweise Festplatte ausgerüsteten Endgeräts ist die auf dieser verfügbare Speicherkapazität von entscheidender Bedeutung. Während sich die Speicherkapazität der Festplatten, die sich aus der Größe eines Sektors und deren verfügbarer Anzahl errechnet, in der Vergangenheit etwa jeweils innerhalb von 16 Monaten verdoppelte und damit die Rechenleistung ständig zunahm, nahm die Größe der HDDs ständig weiter ab. Die unterschiedlichen Baugrößen orientieren sich dabei am Durchmesser der Festplatte.
So hatte das erste Festplattenlaufwerk von IBM im Jahr 1956 eine Größe von 24 Zoll. Heute sind Baugrößen von 5,25″ und darunter geläufig.
Die Organisation der gespeicherten Daten erfolgt auf den HDDs in Form von Datenblöcken. Diese werden beim Schreiben mittels eines Leitungscodes codiert und mit einem Schreib-/Lesekopf auf eine bestimmte Spur geschrieben.
Das Lesen gespeicherter Blöcke erfolgt in umgekehrter Reihenfolge der Schritte, wobei Fehlerkorrekturen vorgenommen werden können und Auslagerungen in einen als schnellen Zwischenspeicher bezeichneten Festplatten-Cache erfolgen.
Der magnetische Schreib-/Lesekopf besteht aus einem winzigen Elektromagneten, der in minimalen Abständen über der rotierenden Scheibenoberfläche schwebt.
Die HDD-Gehäuse sind massiv gebaut und staub- aber nicht luftdicht abgeschlossen. Dies ist erforderlich, um einerseits den Zutritt kleinster Staub- oder Rauchpartikel zu verhindern, andererseits jedoch einen notwendigen Druckausgleich zu gewährleisten.
Geschwindigkeit wird zum entscheidenden Kriterium
Heute gehört die HDD zu den am langsamsten arbeitenden Teilen der Computer-Hardware. Daraus leitet sich die Notwendigkeit ab, sowohl eine schnellere kontinuierliche Übertragungsrate als auch eine verkürzte mittlere Zugriffszeit, als die zwei wichtigsten Parameter der Geschwindigkeit, anzustreben.
Spurwechselzeit, Latenzzeit und die Kommando-Latenz bilden die einzelnen Komponenten der Zugriffszeit. Wird die Spurwechselzeit vor allem von der Antriebsstärke für den Schreib-/Lesekopf und dessen zurückzulegender Wegstrecke bestimmt, so ergibt sich die Latenzzeit aus der Umdrehungsgeschwindigkeit der Festplatte.
Ein Vergleich der daraus resultierenden mittleren Zugriffszeit für einen Desktop-PC ergab im Jahr 1989 den Wert 40 ms und im Jahr 2009 einen Wert von etwa 13 ms.
Die Zugriffszeit auf eine HDD hat sich trotz dieser Verringerung zu einem entscheidenden Faktor für die Leistungssteigerung von PC, Notebook oder Server entwickelt. Diesem Engpass wird gegenwärtig vor allem mit dem Einsatz größerer Caches im Arbeitsspeicher, eines zusätzlichen kleinen Caches in der Festplattenelektronik selbst und durch einen sogenannten Festplatten-Schedulern begegnet. Letzterer ist in der Lage, gleichzeitig anliegende Schreib- und Leseanforderungen mit dem Ziel einer schnelleren Abarbeitung neu zu ordnen.
Zum Ablauf der HDD-Datenwiederherstellung
Nach einer telefonischen Voranfrage bei unserer Kundenbetreuung oder der Zusendung des Anfrage-Formulars übermitteln wir an den jeweiligen Interessenten die konkrete Einsendeadresse. Das eingehende defekte Speichermedium wird analysiert und daraus die Fehlerdiagnose erstellt. Ist eine Datenrettung möglich, wird dem Kunden ein Angebot für die Datenrettung der Festplatte übermittelt.
Für die möglichst schnelle Realisierung der HDD-Datenrettung wird eine Express-Option angeboten. Außerdem steht unsere Abteilung Kundenbetreuung während des gesamten Vorgangs einer Datenrettung sowie während der Phase nach der Wiederherstellung den Kunden für Rückfragen und Zusatzinformationen zur Verfügung.
Häufige Fragen und Antworten
Was ist eine HDD?
Eine Festplatte (HDD) ist das Hauptspeichermedium eines jeden Computers. Sie enthält alle relevanten Daten, Dateien, Treiber und das Betriebssystem. Ohne Festplatte ist das Starten eines PCs nicht möglich.
Welche Bauarten von Festplatten gibt es?
Es gibt zwei Arten von Festplatten: interne und externe. Interne Festplatten sind in allen Computern verbaut und haben verschiedene genormte Größen, abhängig vom Computermodell und dem vorhandenen Platz. Externe Festplatten sind größer und werden für mehr Mobilität genutzt.
Wie funktioniert eine Festplatte?
Eine Festplatte besteht aus magnetischen Scheiben, auf denen Daten gespeichert werden. Leseköpfe gleiten über die Scheiben und können Informationen hinterlegen oder auslesen. Die Geschwindigkeit und Übertragungsraten hängen von verschiedenen Faktoren ab.
Welche Schnittstellen haben Festplatten?
Festplatten haben verschiedene Schnittstellen. Die gängigsten sind IDE (ATA) und S-ATA. Externe Festplatten verfügen häufig über eine USB-Schnittstelle. Es gibt auch andere Varianten wie SCSI und Fibre Channel.