Was ist ein Festplattenlaufwerk?
Ein Festplattenlaufwerk (HDD) steht für „Hard Disk Drive“ und ist ein typisches externes Speichergerät.
Es handelt sich um ein nichtflüchtiges Speichermedium, das die Eigenschaft hat, dass die Daten nicht verloren gehen, selbst wenn der Strom abgeschaltet wird. Die Struktur besteht aus mehreren Metallscheiben mit magnetischem Material, die übereinander gestapelt sind. Daten werden gelesen und geschrieben, indem die Scheiben mit hoher Geschwindigkeit gedreht werden und das magnetische Material magnetisiert wird, indem ein Magnetkopf in die Nähe der Scheibe gebracht wird.
Da der Magnetkopf und die Platte beim Lesen und Schreiben von Daten nahe beieinander liegen, ist die Struktur anfällig für Vibrationen. Für Verbindungen zur Bewältigung großer Datenmengen ist eine Hochgeschwindigkeitskommunikation erforderlich und es werden Standards wie SCSI, IDE und SATA verwendet. In der Vergangenheit wurden für den Anschluss externer Festplattenlaufwerke häufig Kabel mit SCSI- und SATA-Standards verwendet.
Da jedoch in den letzten Jahren die Datenübertragungsgeschwindigkeiten mit USB-Anschlüssen gestiegen sind, wird USB zunehmend für externe Festplattenlaufwerke verwendet.
Anwendungen von Festplattenlaufwerken
Als Massenspeicher werden Festplattenlaufwerke häufig in PCs zum Speichern von Daten verwendet. Neben PCs sind Festplatten auch in elektronischen Geräten wie externen Speichergeräten, Servern, Netzlaufwerken, Festplattenrekordern in Haushaltsgeräten und Spielkonsolen weit verbreitet.
In den letzten Jahren hat die Kapazität von SSDs zugenommen, so dass sie zunehmend die Rolle übernehmen, die traditionell Festplattenlaufwerke innehatten: Während HDDs Magnetplatten verwenden, speichern SSDs Daten auf NAND-Flash-Speicher, der Halbleiterelemente verwendet.
Der Vorteil von Festplattenlaufwerken gegenüber SSDs besteht darin, dass große Kapazitäten zu geringen Kosten beschafft werden können. Aus diesem Grund werden SSDs zunehmend als Speichergeräte für häufige Lese- und Schreibvorgänge eingesetzt, während Festplattenlaufwerke als sekundäre Datenspeicher verwendet werden.
Funktionsweise der Festplattenlaufwerke
Eine Festplatte besteht im Allgemeinen aus einer Platte, einem Motor, einem Magnetkopf und Steuerkreisen. Bei einer Festplatte wird eine einzelne Platte als Platter bezeichnet. Die Oberfläche der Platte ist mit magnetischem Material beschichtet, das zur magnetischen Aufzeichnung von Daten verwendet wird. Um die Datenkapazität zu erreichen, werden in der Regel mehrere Platten übereinander montiert.
Festplatten sind mit Motoren ausgestattet, um sie zu betreiben. Es gibt zwei Arten von Motoren: der erste ist der Motor, der die Platten antreibt. Dieser wird als Spindelmotor bezeichnet. Je schneller er sich drehen kann, desto schneller können Daten gelesen und geschrieben werden, weshalb diese Geschwindigkeit manchmal auf der Leistungsanzeige angegeben wird. Der andere Motor treibt den Arm an, der den Magnetkopf bewegt.
Magnetköpfe werden zum Lesen und Schreiben von Daten auf den Platten in Festplatten verwendet. Da es mehrere Platten gibt, werden die Magnetköpfe entsprechend der Anzahl der Platten montiert. Das Prinzip des Schreibens von Daten besteht darin, dass ein elektrischer Strom verwendet wird, um eine magnetische Kraft auf das magnetische Material auf der Plattenoberfläche auszuüben.
In welche Richtung die Magnetkraft (die Richtung der S- und N-Pole des Magneten) zeigt, entspricht den 0- und 1-Informationen in der digitalen Aufzeichnung. Beim Lesen werden die Daten auf der Grundlage des Widerstandswertes gelesen, der sich unter dem Einfluss des Magnetfeldes auf den Platten ändert.
Auswahl eines geeigneten Festplattenlaufwerks
Der Schwerpunkt der Auswahl unterscheidet sich zwischen internen und externen Festplattenlaufwerken:
1. Interne Festplattenlaufwerke
Sie können ein internes Festplattenlaufwerk kaufen, um Ihren eigenen PC zu bauen oder um die Leistung Ihres Desktop-PCs zu verbessern. Prüfen Sie zunächst den Anschlussstandard (IDE oder SATA) der Umgebung, in der Sie die Festplatte bauen oder ersetzen wollen und wählen Sie eine passende Festplatte aus.
Die nächsten beiden Plattengrößen sind 3,5″ und 2,5″, wobei 3,5″ für Standard-Desktop-PCs und 2,5″ für Notebook-PCs oder platzsparende Desktop-PCs geeignet sind. 2,5-Zoll-Platten können auch durch den Einbau einer Halterung in den 3,5-Zoll-Raum eines Desktop-PCs eingebaut werden.
Wählen Sie die Kapazität, die dem Verwendungszweck am besten entspricht. Unnötig hohe Kapazitäten erhöhen die Kosten. Die wichtigsten Festplattengeschwindigkeiten sind 7200 und 5400 U/min. Je höher die Geschwindigkeit, desto schneller können die Daten gelesen und geschrieben werden, aber sie sind auch teurer und erzeugen mehr Wärme. Es ist ratsam, je nach Anwendung zu wählen, ob hohe Lese- und Schreibgeschwindigkeiten erforderlich sind.
2. Externe Festplattenlaufwerke
Externe Festplattenlaufwerke gibt es in stationären und tragbaren Ausführungen, die danach ausgewählt werden, ob sie mitgeführt werden sollen oder nicht. Stationäre Festplatten sind schwer und nicht zum Mitnehmen geeignet, aber preiswert, während tragbare Festplatten leicht sind und Stöße aushalten, wenn sie mitgeführt werden.
Die Schnittstelle, an die das externe Festplattenlaufwerk angeschlossen werden soll, wird je nach Anschlussgerät ausgewählt. Zu den Verbindungsstandards gehören USB, Thunderbolt und eSATA usw. Da die Übertragungsgeschwindigkeiten für USB beispielsweise von Generation zu Generation stark variieren, ist es ratsam, die Verwendung im Detail zu prüfen und eine zu wählen, die die erwartete Übertragungsgeschwindigkeit unterstützt.