Rotierender Speicher Was ist eine Festplatte / ein Hard Disk Drive (HDD)?

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Eine Festplatte ist ein Gerät, mit dem sich Daten nicht-flüchtig speichern lassen. Sie kommt für Computer und andere Geräte als interner oder externer Datenspeicher zum Einsatz. Die Daten werden mithilfe beweglicher Schreib-/Leseköpfe auf rotierenden, magnetisierbaren Scheiben gespeichert und gelesen. Gängige Formfaktoren für Festplattenspeicher sind 2,5 Zoll und 3,5 Zoll. Moderne Festplatten erzielen Speicherkapazitäten im zweistelligen Terabyte-Bereich.

Bei einer Festplatte handelt es sich um eine Hardware und ein physisches Gerät, das zur permanenten (nicht-flüchtigen) Speicherung digitaler Daten zum Einsatz kommt. Festplatten halten beispielsweise das Betriebssystem, Anwendungen und Anwendungsdaten für einen Rechner bereit. Alternative Begriffe für Festplatte sind Festplattenlaufwerk, Hard Disk Drive (HDD), Hard Disk, Hard Drive oder Festplattenspeicher. Übliche Formfaktoren für interne oder externe Festplattenlaufwerke sind 2,5 Zoll und 3,5 Zoll.

Ein Festplattenspeicher basiert auf Magnetspeichertechnik und verwendet mechanische Komponenten. Die Daten werden mithilfe beweglicher Schreib-/Leseköpfe auf rotierenden, magnetisierbaren Scheiben geschrieben und gelesen. Moderne Festplattenspeicher erreichen Speicherkapazitäten bis in den zweistelligen Terabyte-Bereich. In vielen Bereichen lösen halbleiterbasierte Solid State Drives mechanische Festplatten ab.

Komponenten, Aufbau und Funktionsweise eines Festplattenlaufwerks

Ein Festplattenlaufwerk besteht aus zahlreichen, teils beweglichen Komponenten. Die wichtigsten Komponenten einer HDD sind:

• mehrere drehbare Scheiben mit einer magnetisierbaren Oberfläche (Platter),

• mit einem Elektromotor angetriebene Spindel, auf der die Scheiben übereinander angeordnet sind,

• mehrere auf beweglichen Aktuatoren angeordnete Schreib-/Leseköpfe,

• Servomechanismus und Regelkreis, bestehend aus Spulen und Permanentmagneten, zur Positionierung der Aktuatoren,

• Steuer- und Signalelektronik,

• RAM für Festplattencache,

• ROM für Firmware,

• Schnittstelle und Schnittstellenelektronik,

• Gehäuse.

Die auf der Spindel übereinander liegenden Scheiben werden von einem Elektromotor in Rotation versetzt. Sie erreichen Rotationsgeschwindigkeiten von 5.400 bis 15.000 Umdrehungen pro Minute. Die Scheiben besitzen magnetisierbare Oberflächen, auf denen die Informationen mithilfe von Schreib-/Leseköpfen als einzelne Bits in Form von magnetisierten Bereichen geschrieben werden. Die Schreib-/Leseköpfe werden über die beweglichen Aktuatoren positioniert und in sehr kleinen Abständen über die Scheiben geführt.

Durch das Magnetisieren und durch das Auswerten magnetischer Informationen lassen sich Daten schreiben und lesen. Die Elektronik bringt Lese- und Schreibsignale in die gewünschte Form und sendet die Informationen an den Schreib-/Lesekopf oder über die Schnittstelle an einen verbundenen Rechner. Interne Festplatten nutzen Schnittstellen wie IDE, P-ATA, S-ATA, SCSI oder SAS. Für den Anschluss externer Festplattenspeicher kommen Schnittstellen wie USB, Thunderbolt, eSATA oder FireWire zum Einsatz.

Abgrenzung zur SSD (Solid State Drive)

Teilweise wird auch die SSD als „Festplatte“ bezeichnet. Dies geht darauf zurück, dass die SSD vergleichbare Funktion wie eine HDD bietet und mit gleichen Formfaktoren und Schnittstellen verfügbar ist. Das Funktionsprinzip einer SSD und dasjenige einer Hard Disk unterscheiden sich jedoch grundlegend. Eine SSD besitzt keinerlei beweglichen Teil und speichert die Informationen halbleiterbasiert in Flash-Speichern. Sie bietet deutlich höhere Schreib- und Lesegeschwindigkeiten, hat aber im Vergleich zu einem Festplattenlaufwerk einen höheren Preis je Megabyte Speicherkapazität.

Aufgrund der besseren Performance, der geringeren Störanfälligkeit aufgrund fehlender Mechanik und der kontinuierlich sinkenden Preise für Solid State Drives ersetzen SSDs zunehmend herkömmliche Festplattenlaufwerke. Für bestimmte Anwendungsbereiche und das massenhafte Speichern von Daten haben Festplatten aber nach wie vor ihre Daseinsberechtigung.

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