HDD

Eine Festplatte (engl. hard disk drive = HDD) ist ein ferro-magnetisches Speichermedium der Computertechnik, welches binäre Daten auf die Oberfläche einer rotierenden Scheibe schreibt. Dazu wird die hartmagnetische Beschichtung der rotierenden Plattenoberfläche entsprechend der aufzuzeichnenden Information magnetisiert. Durch die Remanenz erfolgt die Speicherung der Information. Das Auslesen der Information erfolgt durch Abtastung der Magnetisierung der Plattenoberfläche mittels des Lesekopfes.

Im Gegensatz zu Disketten (Floppy Disks) bestehen die Scheiben von Festplatten aus starrem Material.

Auf einer Festplatte können beliebige Dateien, z. B. die des Betriebssystems, der Anwendungsprogramme oder persönlicher Daten (Dokumente, Videos, Musik, Bilder) dauerhaft gespeichert werden.

In Abgrenzung zu sequentiell adressierbaren Speichermedien wie Magnetband oder Lochstreifen werden Festplatten den direktadressierbaren Speichermedien (engl. direct access storage devices, DASD) zugerechnet, da auf die Daten direkt zugegriffen werden kann (Vergleich: Tonband ? Schallplatte).

Die Speicherkapazität einer Festplatte ist die Gesamtzahl an Bits (0 oder 1), die durch den „Anwender“ (gemeint ist dabei die ansteuernde Software, also meist das Betriebssystem bzw. dessen Gerätetreiber) angesprochen (adressiert) werden können. Diese Kapazität wird normalerweise in Byte (Oktetten, also in Vielfachen von 8 Bit) gemessen. Bei der Aufzeichnung erfolgt durch den (normalerweise im Festplattengehäuse eingebauten) Controller eine weitere Kodierung der Daten, weswegen kein unmittelbarer Zusammenhang zwischen den gespeicherten Daten und der daraus folgenden Magnetisierung der Plattenoberfläche besteht. Der Übersichtlichkeit halber wird die Anzahl Bits in Kilo-, Mega-, Giga- und Terabit bzw. -byte angegeben. Die heute üblichen Speicherkapazitäten werden meistens in Gigabyte (GB) angegeben.

Vor allem Festplattenhersteller definieren bei der Angabe der Kapazität ein Gigabyte als 10003 Byte = 109 Byte = 1.000.000.000 Byte, während Computerprogramme ein Gigabyte meist als 10243 Byte = 230 Byte = 1.073.741.824 Byte behandeln. Mit den Binärpräfixen (Mebibyte, Gibibyte) versucht man, diese Doppeldeutigkeit zu vermeiden.

Viele Computerprogramme zeigen die Kapazität in Einheiten mit binärem Präfix (z. B. Gibibyte) an, beschriften dies jedoch meist mit den traditionell benutzten Dezimalpräfixen (wie Gigabyte) bzw. deren Abkürzungen. Näheres zu dieser Problematik im Artikel „Binärpräfix“.

Im Januar 2007 kündigte Hitachi ein neues Modell für das erste Quartal 2007 an. Deren größtes Modell besitzt eine Kapazität von 1.000 GB (1 TByte) und stellt damit die größte momentan erhältliche Festplatte dar (Stand Januar 2007).

Die physikalische Größe von Festplatten wird traditionell in Zoll angegeben und ist keine exakte Größenangabe, sondern ein Formfaktor. So sind beispielsweise 3,5?-Festplatten exakt 100 mm breit, was knapp 4 Zoll entspricht. Die Größe der Scheiben in diesem 100 mm breiten Gehäuse liegt aber um die 3,5 Zoll, wobei Serverplatten häufig etwas kleiner sind.

Die zur Zeit verwendeten Formfaktoren reichen von 5,25? bis 0,85?, wobei der Trend zu kleineren Festplatten geht. Der 3,5?-Formfaktor ist im Desktop-Bereich der am weitesten verbreitete, in Laptops findet man meist 2,5?-Festplatten, in noch kleineren portablen Geräten (z. B. MP3-Player) häufig 1,8?-Festplatten.

Die ersten Festplatten hatten Baugrößen von 24? (IBM 350, 1956). Im Laufe der Zeit verringerten sich diese Größen.
5,25?-Baugrößen wurden 1980 von Seagate eingeführt, jedoch ist diese Gattung seit 1996/97 ausgestorben. Einige SCSI-Server-Platten sowie die LowCost-ATA-Platte BigFoot von Quantum waren die letzten Vertreter dieser Spezies. Man unterscheidet Geräte mit voller Bauhöhe (3,5? bzw. ca. 88 mm), die zwei Steckplätze belegen, und halber Bauhöhe (1,75? bzw. ca. 44 mm). Andere Höhen gibt es auch, die bereits erwähnte BigFoot beispielsweise hat in der 4-GB-Version eine Bauhöhe von nur 0,75? (etwa 19 mm). Die Breite beträgt 146 mm, die Tiefe ist variabel und sollte nicht wesentlich oberhalb von 200 mm liegen.3,5?-Baugrößen wurden ca. 1990 eingeführt und sind derzeit (2007) Standard in Desktop-Computern und Servern. Die meisten Platten haben halbe Bauhöhe (1? bzw. ca. 25 mm). Im Serverbereich gibt es auch Platten bis 1,8? Höhe (1,8? bzw. ca. 44 mm). Die Breite beträgt 100 mm, die Tiefe ist variabel und sollte nicht wesentlich oberhalb von 150 mm liegen.
2,5?-Baugrößen finden Verwendung in Notebooks oder Spezialrechnern. Die traditionelle Bauhöhe war 0,5? (12,7 mm), mittlerweile gibt es mit 0,375? (9,5 mm) und 0,25? (6,35 mm) flachere Festplatten – und auch Notebooks, die diese flachen Varianten benötigen. Die Breite beträgt 68 mm, die Tiefe 100 mm. Der Anschluss ist gegenüber den größeren Bauformen modifiziert, bei ATA wird z. B. ein 44-poliger Anschluss verwendet, der gleichzeitig die Betriebsspannung von +5 Volt zuführt (Pin 1 ist meist auf der Seite der Jumper). Im Gegensatz zu den größeren Platten kommen diese Platten auch ohne 12-Volt-Betriebsspannung (zusätzlich zu der 5-Volt-Spannung) aus. Seit 2006 bietet Seagate zudem auch 2,5?-Festplatten für den Einsatz in Servern an, die weniger Strom verbrauchen, Platz sparen und die Ausfallsicherheit erhöhen sollen.
1,8?-Baugrößen werden seit 2003 bei Sub-Notebooks sowie diversen Industrieanwendungen verwendet.
1?-Baugrößen sind seit 1999 unter dem Name MicroDrives im Einsatz. Die meisten MicroDrives wurden bis Mitte 2004 als „verkleidete“ CompactFlash-Typ-II-Speichereinheiten für Digitalkameras eingesetzt. Ob MicroDrives Bestand haben werden, ist fraglich. Flash-Speicher ist in diesem Bereich bereits bis 16 GB verfügbar und auf Wachstumskurs. Derzeit ist Flash-Speicher nur noch geringfügig teurer, aber wesentlich robuster, schneller, leichter, leiser und energiesparender.
0,85?-Baugrößen waren ab Januar 2005 nur in begrenzten Mengen über die Firma Toshiba verfügbar, welche diese Baugröße im März 2004 mit einer Kapazität von 4 Gigabyte (3,73 GiB) zum ersten Mal vorgestellt hat. Sie wurden durch Flash-Speicher wie zum Beispiel der SD Memory Card ersetzt, die mittlerweile (Januar 2007) bis 8 GB erhältlich sind.

Eine Festplatte besteht aus folgenden Bauelementen:

einer oder mehreren drehbar gelagerten Scheiben (auch Platter genannt (eng.: Platters))
einem Elektromotor als Antrieb für die Scheibe(n)
bewegliche Schreib-/Leseköpfe (Heads)
jeweils ein Lager für Platter (meistens Flüssigkeitslager) sowie für die Schreib-/Leseköpfe (auch Magnetlager)
einem Antrieb für die Schreib-/Leseköpfe
der Steuerelektronik für Motor- und Kopfsteuerung
Hochleistungs-DSP für die Schreib/Leseköpfe.
der Schnittstelle zur Verbindung mit dem Festplattenkontroller (auf der Hauptplatine)
einem Festplattencache von 2 bis 32 MB Größe.

zurück