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Festplatte / HDD

festplatte-hddMassenspeicher

Die Festplatte ist ein Massenspeicher und gilt als langsamste Komponente im PC. Im Gegensatz zum RAM arbeitet sie sehr langsam und speichert Daten dauerhaft.

Auf der Festplatte sind die Daten des Betriebssystems und die Programme des Anwenders sowie dessen Dokumente, Bilder und Musik gespeichert. Dadurch hat auch die Festplatte einen großen Einfluss auf die Geschwindigkeit des PCs.

Heute kann zwischen der herkömmlichen Festplatte (HDD – Hard Disk Drive) und der SSD (Solid State Drive) unterschieden werden.

Die HDD besteht aus folgenden Komponenten:

– Gehäuse
– Scheibe oder Scheiben
– Spindel
– Elektromotor (Spindel)
– Schreib-/Lesekopf (-Arm)
– Antrieb (Schreib-/Lesekopf)
– Armelektronik
– Laufwerkselektronik
– Schnittstelle
– Stromanschluss

Das Gehäuse der Festplatte ist staubdicht verschlossen, da kleinste Partikel die Oberfläche der Scheiben bzw. den Schreib-/Lesekopf beschädigen können.

Der Schreib-/Lesekopf ist an einen Arm montiert, welcher durch einen Schrittmotor oder einer Schwingspule bewegt wird. Dadurch kann die Stelle auf der Festplatte erreicht werden, von der gelesen oder auf die geschrieben werden soll. Die Bewegungen des Arms werden durch die Armelektronik gesteuert. Da zwischen Schreib-/Lesekopf und Scheibe nur ein minimaler Luftspalt vorhanden ist, dürfen keine Staubpartikel ins Gehäuse gelangen.

Die Daten sind magnetisch auf der Scheibe gespeichert. Der Schreib-/Lesekopf tastet beim Lesen die Oberfläche der Scheibe ab und magnetisiert beim Schreiben einzelne Bereiche der Scheibe.
Die Anzahl der Scheiben richtet sich nach der Kapazität der Festplatte und der Speicherdichte der Scheiben selbst.

Die Scheiben sind auf einer Spindel, welche von einem Elektromotor angetrieben wird, gelagert. Die Spindel erreicht je nach Modell (Laptop, PC, Server) eine konstante Drehzahl zwischen 4200 und 15.000 Umdrehungen pro Minute.

An der Unterseite der Festplatte befindet sich die Laufwerkselektronik, worauf sich auch die Firmware des Herstellers und der Cache befindet.

Der Cache ist ein schneller Zwischenspeicher, der Daten bei Schreib- und Lesevorgängen puffern kann, um die Geschwindigkeit der Datenübertragung zu erhöhen.

Der Stromanschluss ist an das Netzteil angeschlossen und versorgt das Laufwerk mit Strom, während die Schnittstelle des Laufwerks (IDE oder S-ATA) per Datenkabel mit dem Mainboard verbunden ist.

Festplatten unterscheiden sich in mehreren Merkmalen voneinander:

Bauform
Die Bauformen 2,5“ und 3,5″ kommen am häufigsten vor, wobei die 2,5″-Bauform häufig bei Laptops und SSDs eingesetzt wird.

Kapazität
Gibt die Speicherkapazität der Festplatte an.

Drehzahl
Gibt die Umdrehungsgeschwindigkeit der Scheiben an. Höhere Drehzahlen verkürzen die Latenzzeit, da die gewünschte Stelle auf der Scheibe schneller erreicht wird.

Cachegröße
Je größer der Cache, desto mehr Daten können gepuffert werden. Das macht sich gerade bei großen Datenmengen bemerkbar.

Zugriffszeit
Sie gibt an, wie schnell der Schreib-/Lesekopf eine bestimmte Position auf der Scheibe erreichen kann. Da sich die Daten verteilt auf der Scheibe befinden, wird eine mittlere Zugriffszeit angegeben.

Schnittstelle
IDE-Festplatten werden zwar immer noch produziert, allerdings kommen heute fast ausschließlich SATA-Festplatten im PC zum Einsatz.

Stromverbrauch
Festplatten unterscheiden sich auch im Stromverbrauch. Gerade für NAS-Systeme kann dies ein wichtiger Faktor sein, da optimierte Festplatten leiser arbeiten und auch weniger Abwärme produzieren.

Datentransferrate
Gibt jeweils an, welche Datenmenge beim Lesen und Schreiben maximal übertragen werden kann.

Lautstärke
Manche Hersteller geben die Geräuschentwicklung im Leerlauf und im Betrieb an. Für Silent-User ein interessanter Wert. Generell kann man sagen, dass Festplatten mit höheren Drehzahlen lauter sind.

Anwendungsgebiet
Allgemein wird zwischen Desktop- und Enterprise-Festplatten unterschieden. Die Enterprise-Festplatten sind speziell für Unternehmen und Serverlösungen optimiert, was durch verstärkte Mechanik und weiterer Sensoren erreicht wird. Heute werden Festplatten für viele spezielle Bereiche angeboten, wie z.B. für NAS-Systeme oder besonders stromsparende PCs. Ob sich die Mehrkosten lohnen, muss individuell entschieden werden.

MTBF (Mean Time Between Failures)
Ein Wert für die Lebensdauer der Festplatte. Je höher die MTBF, desto zuverlässiger ist das Gerät. Dies ist allerdings ein Schätzwert und liefert keine Garantie, dass eine Festplatte nicht früher ausfällt.

IOPS (Input Output Operations Per Second)
Gibt an, wie viele Ein- und Ausgabeoperationen in der Sekunde durchgeführt werden können. Je höher der IOPS-Wert, desto schneller arbeitet die Festplatte.

Preis
Der Preis ist stark von der Kapazität und dem Einsatzzweck abhängig. So liegen Enterprise-Festplatten deutlich höher im Preis. Ein Vergleich von Preis pro GB bei verschiedenen Herstellern ist durchaus sinnvoll.

Tipps zum Festplatten-Kauf findest du im Festplatten-Ratgeber. Wie du eine neue Festplatte einbaust erfährst du unter Festplatte einbauen.