Was ist eine Festplatte?

Im Folgenden erfahren Sie alles Wissenswerte über Festplatten, ihre Funktionsweise, ihre Einschränkungen und darüber, wie Sie Speicherplatz freigeben können.

Festplatten im Überblick

Eine Festplatte ist eine Hardware, mit deren Hilfe digitale Inhalte und Daten in Computern gespeichert werden. Jeder Computer verfügt über einen internen Speicher, der sich jedoch auch über externe Festplatten erweitern lässt. Im Folgenden sehen wir uns die verschiedenen Arten von Festplatten und ihre Vor- bzw. Nachteile an.

Arten von Sekundärspeicher

Alle Computer erfordern Laufwerke, um Daten langfristig zu speichern. Dies wird als „Sekundärspeicher“ bezeichnet. Der Primärspeicher hingegen ist das RAM (Random Access Memory, zu Deutsch etwa: „Speicher mit zufälligem Zugriff“).

Im Allgemeinen sind zwei verschiedene Arten von Sekundärspeichern verfügbar: Hard-Disk-Drives (HDDs), also Festplattenlaufwerke, und Solid-State-Drives (SSDs), was frei übersetzt „Festkörper-Laufwerke“ bedeutet. Zwar werden SSDs oft als Festplatten bezeichnet, das ist jedoch nicht ganz richtig. Deshalb wollen wir die Unterschiede zwischen HDDs und SSDs näher untersuchen.

Was ist eine HDD?

Der traditionelle Datenspeicher ist die Festplatte, also die HDD.

Festplatten beinhalten magnetische Schreiben, die auch als „Platters“ bezeichnet werden und die sich mit hoher Geschwindigkeit drehen – in der Regel zwischen 5.400 und 15.000 Umdrehungen pro Minute. Je schneller die Scheibe rotiert, desto schneller kann der Computer auf die darauf gespeicherten Informationen zugreifen.

Alle digitalen Daten bestehen aus Binärcode, also aus einer Reihe von Einsen und Nullen, die gemeinsam Informationen darstellen. Um diese Einsen und Nullen auf die Festplatte zu schreiben, magnetisiert ein länglicher Träger mit einem Lese-/Schreib­kopf Teile der Scheiben. Jedes kleine Fragment der Scheibe kann ein Bit speichern, also eine 1 oder eine 0. Der Kopf kann die Magnetisierung der einzelnen Fragmente ermitteln und so die darin gespeicherten Informationen auslesen. Und gleichzeitig kann der Kopf Daten auch auf die Scheibe schreiben, indem er die entsprechenden Fragmente magnetisiert.

Bei einer Änderung – wenn Sie beispielsweise eine Datei speichern oder löschen – passt der Kopf die magnetische Ladung des Scheibenfragments entsprechend an. Stellen Sie sich das Ganze wie einen Schallplattenspieler vor: Die Schallplatte stellt hierbei die Scheibe mit den gespeicherten Daten dar und der Tonarm den Kopfträger der Festplatte, der die Informationen scannt.

Da die Informationen magnetisch gespeichert werden, sind HDDs nichtflüchtige Speicher. Sie können Daten also auch dann speichern, wenn der Computer ausgeschaltet wird.

Heute können HDDs Kapazitäten von bis zu 20 TB erreichen. Seit jedoch die SSD eingeführt wurde, werden Festplatten nur noch selten als Sekundärspeicher in PCs eingesetzt. Doch als externer Speicher sind sie weiterhin eine zuverlässige Option.

Was bedeutet SSD?

SSDs, also Solid-State-Disks oder Solid-State-Drives, sind ein neuerer Datenträgertyp. Sie haben sich zur bevorzugten Option für den internen Speicher von High-End-Laptops entwickelt und kommen in einer speziellen Art auch in sämtlichen Smartphones und Tablets zum Einsatz.

Solid-State-Laufwerke nutzen Flashspeicher, die auch in USB-Sticks oder bei Speicherkarten von Digitalkameras zum Einsatz kommen. SSDs verwenden keine Magnete, sondern Halbleiter, die Daten speichern, indem der elektrische Zustand von Billionen von Schaltkreisen innerhalb der SSD verändert wird. Ohne die mecha­nischen Teile der Festplatte arbeiten SSDs nicht nur schneller (da sie nicht warten müssen, bis sich die Scheibe auf die richtige Position gedreht hat, um die Daten lesen zu können), sondern halten in der Regel auch länger.

SSDs sind jedoch deutlich teurer in der Herstellung und damit auch im Verkauf. Deshalb setzen viele Verbraucher – trotz der steigenden Verbreitung der SSDs als Primärspeicher in High-End-Laptops und -PCs – weiterhin auf Festplatten als kostengünstige externe Option.

Eine kurze Geschichte der Festplatte

Nachdem ein Team bei IBM unter der Leitung von Reynold B. Johnson mit magnetischen Bändern als Datenspeicher herumexperimentiert hatte, wurde 1956 endlich das erste Festplattenlaufwerk hergestellt.

Die IBM-Techniker hatten herausgefunden, dass sie Daten auf magnetisierten Metallscheiben speichern konnten, die sich mit neuen Informationen überschreiben ließen. Das führte zur Konstruktion des ersten Festplattensystems namens RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control, zu Deutsch: „Zufallsbasierte Speichermethode für Buchführung und Steuerung“).

Ursprünglich war die Festplatte in etwa so groß wie zwei moderne Kühlschränke und bestand aus 50 24-Zoll-Scheiben (ca. 60 cm), die mit 1.200 Umdrehungen pro Minute rotierten. Trotz ihrer Größe bot die RAMAC-Festplatte nur einen Speicherplatz von 5 MB, also in etwa die Größe eines einzelnen digitalen Bildes. Trotzdem kostete sie damals 10.000 US-Dollar pro Megabyte.

Die RAMACs befanden sich in IBM-Rechenzentren, bis IBM schließlich in den 60er-Jahren tragbare Speichergeräte vorstellte. Das IBM 1311 Disk Storage Drive von 1962 konnte 2,6 MB auf sechs 14-Zoll-Scheiben (ca. 35 cm) speichern. Diese Geräte waren „nur noch“ so groß wie eine Spülmaschine.

Personal Computers (PCs) wurden in den 70er-Jahren eingeführt und zur selben Zeit entwickelte IBM gerade die ersten Disketten. Sie kamen 1971 auf den Markt und waren die erste wirklich tragbare Magnetspeicherplatte. Disketten waren fast so etwas wie externe Festplatten. Sie wurden zum neuen Standard für die Datenspeicherung, bis sie schließlich um die Jahrhundertwende von CDs und USB-Flashspeichern abgelöst wurden. Die erste lese-/schreibfähige Festplatte für PCs wurde erst 1972 von Memorex vorgestellt.

Bis 1980 waren viele große Unternehmen auf den HDD-Zug aufgesprungen. Eins dieser Unternehmen war Shugart Technology, das damals mit seinem ST-506, einem 5,25-Zoll-Laufwerk (ca. 13 cm) mit 5 MB Speicher, die erste kompakte HDD anbot. In der Zwischenzeit veröffentlichte IBM den IBM 3380, das erste Festplattensystem, das 1 GB Speicher bot.

1983 veröffentlichte dann Rodime die erste 3,5-Zoll-Festplatte (ca. 9 cm) mit zwei Scheiben und einer Kapazität von 10 MB. 3,5-Zoll-Festplatten wurden schnell zum neuen Standard für Desktop-Computer. Auch heute kommen sie noch zum Einsatz – neben Laptop-HDDs mit 2,5 Zoll (ca. 6 cm).

In den 80er-Jahren nahmen Festplatten langsam die Form an, die wir heute kennen, und mit der Zeit wurde die Gerätegröße immer weiter verringert, während die Kapazität stieg.

Was macht eine Festplatte?

Einfach ausgedrückt speichert eine Festplatte Daten. Auf einem Computer umfassen diese Daten nicht nur Ihre Fotos, Videos, Dokumente, Apps und Ihre Musik, sondern auch andere Bereiche wie den Code, die Frameworks und die Treiber Ihres Betriebssystems. Die Kapazität einer Festplatte wird in Megabyte (MB), Gigabyte (GB) oder Terabyte (TB) gemessen.

Das unterscheidet sich vom RAM (Random Access Memory), einem temporären Computerspeicher, der nur dann Daten speichern kann, wenn er mit Strom versorgt wird. Das macht das RAM zu einem flüchtigen Speicher, da Informationen nur gespeichert bleiben, solange der Computer eingeschaltet ist. Das RAM wird nicht für persönliche, sondern nur für Computerdaten verwendet. Ihr Computer braucht den sogenannten Arbeitsspeicher, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten und es Ihnen zu ermöglichen, von Task zu Task bzw. von App zu App zu springen, ohne Ihre Arbeit zu verlieren. Das RAM wird als Primärspeicher bezeichnet. HDDs und SSDs sind hingegen sogenannte Sekundärspeicher.

Eine Festplatte ist ein Speichergerät, das für die langfristige Speicherung Ihrer Daten erforderlich ist. Wenn Sie beispielsweise eine Datei auf dem Computer speichern, wird diese auf der Festplatte abgelegt. Eine Festplatte ist im Grunde ein Aktenschrank für Ihre digitalen Dateien.

Was ist eine externe Festplatte?

Externe Festplatten sind HDDs, die nicht in einen Computer integriert sind. Diese tragbaren Geräte können Sie an einen beliebigen Computer anschließen, um so auf die darauf gespeicherten Daten zuzugreifen. Während interne Festplatten direkt mit dem Motherboard (also der Hauptplatine) des Computers verbunden sind und neben Ihren Dateien die Daten, Frameworks, Treiber und die Software des Betriebssystems speichern, werden externe Festplatten hauptsächlich für persönliche Dateien eingesetzt.

Die Festplatte eines Computers lässt sich in der Regel austauschen und nachrüsten. Das ist jedoch eine mühsame Aufgabe, weshalb viele Verbraucher lieber auf externe Geräte setzen, wenn der Speicherplatz auf ihrem Computer langsam knapp wird.

Heutzutage können externe Festplatten bis zu 20 TB an Daten speichern. Das ist über eine Million Mal mehr, als die erste Festplatte 1956 zu bieten hatte. Doch nicht nur die Kapazität, sondern auch die Tragbarkeit und der niedrige Preis machten Festplatten damals zur idealen Lösung, um die Kapazität eines Computers zu steigern – bis irgendwann der Cloud-Speicher übernahm.

Nachteile externer Festplatten

Externe Festplatten eignen sich zwar gut, um die interne Kapazität Ihres Computers zu ergänzen, sie bieten jedoch auch einige Risiken und Einschränkungen, die Sie beachten sollten.

Genau wie ihre internen Gegenstücke, besteht bei HDDs das Risiko von Datenverlusten. Grund hierfür können Angriffe durch Malware und Viren sein oder auch Naturkatastrophen, der Verfall durch Sonnenlicht oder Hitze sowie Schäden durch Feuchtigkeit, Staub oder magnetische Störfelder.

Aufgrund der vielen mechanischen Teile, die eine Festplatte braucht, um zu funktionieren, sind HDDs äußerst anfällig für Stoßschäden – gerade wenn Sie sie unterwegs bei sich haben. Wenn die Festplatte beschädigt wird, lassen sich die Daten auf den Scheiben zwar unter Umständen wiederherstellen, dieser Prozess ist jedoch komplex und teuer. HDDs sind aufgrund ihrer vielen mechanischen Teile eine der anfälligsten Komponenten in Computern.

Darüber hinaus sind normale Festplatten nicht passwortgeschützt oder verschlüsselt. Wenn sie also verloren gehen oder gestohlen werden, können Ihre privaten Informationen schnell in falsche Hände geraten.

Viele externe Festplatten unterstützen darüber hinaus nur bestimmte Betriebssysteme oder nur ein Betriebssystem gleichzeitig. Vielleicht nutzen Sie ein MacBook und einen Windows-PC und müssen herausfinden, dass Ihre Festplatte nicht in der Lage ist, über beide Geräte Daten von der HDD zu lesen oder darauf zu schreiben. Das kann äußerst lästig sein, wenn Sie mit der externen Festplatte Daten vom einen System zum anderen übertragen wollen. Viele Festplatten müssen erst neu formatiert werden, bevor Sie sie für ein anderes System konfigurieren können. Und hierbei gehen sämtliche Daten verloren.

Die Zukunft: Cloud-Speicher statt Festplatten

Cloud-Speicher bieten Lösungen für die Einschränkungen und Risiken von Festplatten und optimieren so Sicherheit und Verfügbarkeit. Wenn Sie eine Datei in der Cloud speichern, wird sie online aufbewahrt und nimmt so keinen Speicherplatz auf Ihrem Gerät ein.

Mit einem persönlichen Dropbox-Konto erhalten Sie 3 TB Datenspeicher, in dem Sie fast jeden Dateityp ablegen können. Und mit Dropbox Business Advanced- oder Enterprise-Konten ist der Speicherplatz sogar unbegrenzt.

Statt also weitere externe Festplatten kaufen zu müssen, wenn die letzte voll ist, können Sie einfach Ihren Cloud-Speicher erweitern, der bei Ihnen zu Hause keinerlei Platz erfordert. Wenn Sie Ihre Dateien auf externen Festplatten gespeichert haben, kann es lange dauern, bis Sie die richtige Platte und letztlich die richtige Datei gefunden haben. Bei einem Cloud-Speicher befindet sich alles an einem Ort und Sie können ganz einfach von jedem Gerät mit Internetverbindung aus darauf zugreifen und Ihre Dateien durchsuchen. Externe Festplatten werden meist per USB mit dem Computer verbunden, wodurch sie nur an bestimmte Geräte angeschlossen werden können. Cloud-Speicher hingegen sind nicht nur auf PCs und Laptops, sondern auch auf Tablets und Smartphones verfügbar.

Dropbox nutzt interne Server, die sich in Rechenzentren auf der ganzen Welt befinden. Im Gegensatz zu externen Festplatten kann Ihnen die Cloud nicht versehentlich hinfallen und ist plötzlich nicht mehr lesbar – alles ist digital, alles ist sicher. Wenn Sie Dateien in Dropbox speichern, werden sie in einem verschlüsselten und geschützten Bereich abgelegt, der deutlich weniger anfällig für Diebstahl ist als klassische Festplatten.

Dropbox ist eine sichere und vielseitige Lösung für die Datensicherung und Datenspeicherung und bietet Ihnen auf Ihrem Computer den nötigen Speicherplatz ohne die Einschränkungen und Risiken von Festplatten.