Festplatte

Eine Festplatte (engl. hard disk (HD) oder hard disk drive (HDD)) ist ein magnetisches Speichermedium der Computertechnik. Auf ihr können beliebige Dateien, zum Beispiel des Betriebssystems, von Anwendungsprogrammen, oder persönliche Daten (Dokumente, Videos, Musik, Bilder) dauerhaft gespeichert werden.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Allgemeine technische Daten

 

Speicherkapazität

Das Fassungsvermögen einer Festplatte wird heute üblicherweise in Gigabyte (GB) angegeben.

Vor allem Festplattenhersteller definieren bei der Angabe der Kapazität ein Gigabyte als 1000³Byte = 10⁹Byte = 1.000.000.000Byte, während Computerprogramme ein Gigabyte meist als 1024³Byte = 2³⁰Byte = 1.073.741.824Byte behandeln.

 

Anfang 2005 waren Festplatten bis 400 GB (372,53 GiB) Kapazität erhältlich. Im Juni 2005 gab es von Hitachi bereits eine Festplatte mit 500 GB Kapazität für Endkunden zu kaufen.

 

Baugrößen

Die physikalische Größe von Festplatten wird traditionell in Zoll angegeben.

Die zur Zeit verwendeten Formfaktoren reichen von 5,25" bis 0,85", wobei der Trend zu kleineren Festplatten geht.

 

· 5,25"-Baugrößen sind die ursprünglichen Baugrößen der Festplatten, jedoch ist diese Gattung aber seit 1996/97 ausgestorben.

· 3,5"-Baugrößen wurden um ca. 1990 eingeführt und werden derzeitig in Desktop-Computern und Servern verwendet,.

· 2,5"-Baugrößen finden Verwendung in Notebooks oder Spezialrechnern.

· 1,8"-Baugrößen werden seit 2003 bei Sub-Notebooks sowie diversen Industrieanwendungen verwendet

· 1"-Baugrößen sind seit 2002 unter dem Name MicroDrives im Einsatz. Die meisten MicroDrives wurden bis Mitte 2004 als "verkleidete" CompactFlash-Typ-II-Speichereinheiten für digitale Kameras eingesetzt.

· 0,85"-Baugrößen sind  nur über die Firma Toshiba verfügbar, welche diese Baugröße im März 2004 mit einer Kapazität von 4 GB zum ersten Mal vorgestellt hat.

 

Aufbau und Funktion

 

 

Skizze einer Festplatte

 

Physikalischer Aufbau

Eine Festplatte besteht aus folgenden Bauelementen:

· einer oder mehreren drehbar gelagerten Scheiben (engl. Platter)

· einem Antrieb für die Scheibe(n)

· bewegliche Schreib-/Leseköpfe (Heads)

· jeweils ein Lager für die Schreib-/Leseköpfe und die Scheiben

· einem Antrieb für die Schreib-/Leseköpfe

· der Steuerelektronik für Motor- und Kopfsteuerung

· Hochleistungs-DSP für die Schreib/Leseköpfe.

· der Schnittstelle zur Verbindung mit dem Computer

· einem Festplattencache

 

Speichern und Lesen von Daten

Das Speichern der Daten auf einer Festplatte erfolgt durch die gezielte Magnetisierung kleinster Flächen einer Schicht ferromagnetischen Materials, die entsprechend ihrer Polarität den Wert 0 oder 1 annehmen. Der Schreib-/Lesekopf (Magnetkopf), im Prinzip ein winziger Elektromagnet, polarisiert die einzelnen Sektoren unterschiedlich und speichert so die Daten permanent.

 

Logischer Aufbau

Die magnetische Schicht der Scheiben ist der eigentliche Träger der Informationen. Sie wird auf zylindrischen Spuren magnetisch aufgeprägt, während die Scheibe rotiert.

Die Gesamtheit aller identischen Spuren der einzelnen Platten(oberflächen) nennt man Zylinder.

Jede Spur ist in kleine logische Einheiten unterteilt, die man Blöcke nennt. Ein typischer Block enthält 512 Byte an Information.

Die Gesamtheit aller Blöcke, die die gleichen Winkelkoordinaten auf den Platten haben, nennt man Sektor.

 

Schnittstellen

 

Als Schnittstelle der Festplatte zu anderen Computer-Komponenten werden in der letzten Zeit hauptsächlich die parallelen Schnittstellen ATA (IDE, EIDE) (überwiegend bei Personal Computern) oder SCSI (bei Servern, Workstations und höherwertigen Personal Computern) verwendet.

 

Seit 2002 gewinnt das neue Verfahren Serial ATA (S-ATA oder SATA) an Bedeutung. Die Vorteile gegenüber ATA sind der höhere mögliche Datendurchsatz und die einfachere Verkabelung.

 

 

Geschichte

 

· 1956: IBM stellt das erste magnetische Festplattenlaufwerk vor. Auf 50 Speicherplatten wurde eine Kapazität von 5 Megabyte (MB) erreicht.

· 1973: IBM startet das "Winchester"-Projekt, das sich damit befaßte, einen rotierenden Speicher mit einem fest montierten Medium zu entwickeln (IBM 3340, 30 MB Speicherkapazität, 30ms Zugriffszeit).

· 1979: Vorstellung der ersten 8" Winchester-Laufwerke. Diese waren jedoch sehr schwer und teuer.

· 1980: Verkauf der ersten 5 1/4" Winchester-Laufwerke durch die Firma Seagate Technology mit 6 Megabyte Kapazität.

· 1986: Spezifikation von SCSI, eines der ersten standardisierten Protokolle für eine Festplattenschnittstelle.

· 1997: Erster Einsatz des Riesen-Magnetowiderstands bei Festplatten, dadurch konnte die Speicherkapazität stark gesteigert werden.

· 2004: 18. November 400 GB-Festplatte (3,5") von Hitachi.

· 2005: 500 GB-Festplatte (3,5") von Hitachi.

 

Datenspeichermedien

geöffnete Festplatte:

drei Magnetscheiben, Lesekopf, Mechanik