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Festplatten

2009 / 2017 © Thomas Gade

Die Festplatte (englisch hard disk drive = HDD) ist seit langem das hauptsächliche Speichermedium in Computern. Ab 1988 kamen die bis heute üblichen 3,5" Festplatten mit exakt 100mm Breite und ca. 145mm Länge auf den Markt. Daneben gibt es kleinere Baugrößen (meist 2,5") für Notebooks, mp3-Player (1,8") und externe Speicher. Es gibt Festplatten mit SCSI, IDE oder SATA Anschlüssen. Im Laufe der Jahre haben sich die 3,5" Harddisks äußerlich kaum geändert, aber eine enorme Steigerung ihrer Speicherkapazität von 20 Megabyte auf 10 Terrabyte erfahren.

Die Entwicklung ist noch nicht abgeschlossen und im aktuellen Speichermangement (2017) dient die kompakte SSD (2,5") mit geringem Stromverbrauch mit rund 256 bis 512 GB als Speicher für Programme, Betriebssysteme und temporäre Dateien, während parallel die 3,5" Festplatte große Datenmengen speichert.

Da Festplatten stetig optimiert, immer kleiner und filigraner werden, bei zunehmend größerer Speicherkapazität, müssen auch die bei der Herstellung angewandten Techniken angepasst werden.

Die Miniaturisierung der Speichermedien macht auch vor den Anschlüssen nicht halt, die immer winziger werden und viel aushalten müssen. Die mechanischen Belastungen der Anschüsse sind besonders hoch bei mobilen Speichern, die man bei Bedarf mit IT Geräten verbindet.

Um eine hochwertige Verarbeitung der gelöteten Bauteile zu garantieren, setzen einige Hersteller auf die THT-Fertigung. Bei dieser werden bedrahtete Bauteile sorgfältig per Hand gelötet. Da die THT-Fertigung kaum automatisiert ist, sondern manuelles Arbeiten und Überprüfen erfordert, ist dieser Herstellungsweg vergleichsweise arbeits- und zeitintensiv, dafür jedoch qualitativ hochwertiger und belastbarer. Grundsätzlich werden je nach erwarteter Funktion und Belastung die automatisierte, die manuelle Fertigung oder beide Arten angewendet, um eine bestmögliche Qualität des Speichermediums und seine Anbindung an die IT Technik zu garantieren.


Fotos: © Thomas Gade

Eine 6 GB Festplatte neben einer 1 GB Speicherkarte. Festplatten im gleichen Gehäuseformat fassen inzwischen (09-2007) bis zu 1000 Gigabyte. Die SD-Karten gibt es bis 8 GB. Die 'großen' Festplatten werden demnächst von miniaturisierten Speichern abgelöst.

(Mai 2013 - Nachtrag: SD-Karten speichern bis 128 GB, 3,5" Festplatte bis 4000 GB)

(Mai 2017 - Nachtrag: SD-Karten speichern bis 512 GB, 3,5" Festplatten bis 10 TB)


Eine Festplatte ähnelt einem Plattenspieler. Die Schallplatte dreht sich. Dabei schleift eine Nadel an einem beweglichen Arm durch eine spiralförmige Rille. Mit bloßem Auge lassen sich einzelne Musikstücke von den Pausen unterscheiden. In einer Festplatte dreht sich ebenfalls eine Scheibe. Ein Arm bewegt einen Datenlese- und -schreibkopf über die Platte. Festplatten sind stoßempfindlich. Sie werden im Betrieb warm bis heiss und sollten im Luftstrom gekühlt werden.


Die ist kein High-Tech Plattenspieler, sondern ein geöffnetes Festplattengehäuse.




Fotos: © Thomas Gade

Der Speicher in einer Festplatte ist in Sektoren mit festem Fassungsvermögen aufgeteilt. Das passiert beim Formatieren. Ein Sektor ist 512 Byte groß. Die kleinste Speichereinheit der Festplatte besteht aus mehreren Sektoren und heißt Cluster. Die Festplatte benötigt eine Tabelle, in der festgehalten wird, welche Dateien oder Dateiteile sich in welchen Clustern befinden. Beim FAT32 System heißt die Tabelle 'File allocation table' (daher FAT). Darin steht, wo sich der erste Teil einer Datei befindet. Die Posititon der in anderen Clustern befindlichen Teile wird jeweils als Information beim vorherigen Dateifragment gespeichert. Das NTFS System hat eine umfangreichere Datenbank, in welche die Position jedes Dateifragments eingetragen ist. Da die benötigten Dateien fast nie in nebeneinanderliegenden Clustern gespeichert sind, wird der Arm mit dem Datenlesekopf häufig hin und her bewegt.

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