In den meisten heute gebräuchlichen Computersystemen kommen noch immer sogenannte Magnetspeicherfestplatten zum Einsatz. Diese Festplatten zeichnen sich durch große Speicherbereiche, eine hohe sequentielle Schreibleistung und geringe Preis pro Gigabyte aus. Der folgende Artikel gibt einen Überblick über die Funktionsweise dieser Festplatten.

Physischer Aufbau einer Festplatte

Magnetspeicherfestplatten werden auch kurz als HDD (Hard Drive Disk) bezeichnet und werden aus einer Reihe von Bauteilen zusammengesetzt. Zu den wichtigsten gehören die als rotierbar gelagerten Platter, auf denen die Daten der Festplatte gesichert werden und die Schreib- und Leseköpfe, die für das Schreiben und Auslesen der Daten auf den Plattern verantwortlich sind. Letztere werden im Englischen als Heads bezeichnet. Die Achse, auf der die Platter montiert werden, wird als Spindel bezeichnet.

Zusätzlich muss ein Motor vorhanden sein, der die Platter antreiben und auf der Spindel drehen kann. Außerdem muss ein zusätzlicher Motor vorhanden sein, damit auch die Schreib- und Leseköpfe auf den Plattern bewegt werden können sowie eine Steuerelektronik und eine Schnittstelle, die den Anschluss der Festplatte an das Mainboard ermöglicht.

Festplatten Platter Materialien

Platter oder Datenscheiben innerhalb eines Laufwerks bestehen aus verschiedenen Substraten und Aluminium-Legierungen. Die Platter stellen das wichtigste Bauteil einer Festplatte dar, da an diesem Ort die magnetische Speicherung der Daten vorgenommen wird. Nur wenn die verwendeten Materialien die Magnetisierung langfristig aufrechterhalten können, ist die Datensicherheit gegeben.

Wie alle anderen Magnetspeicher wie Disketten auch, sind Daten auf einer Festplatte jedoch von einem gewissen Verfall im Zeitablauf betroffen, der nach einigen Jahrzehnten zum vollständigen Verlust der Daten führen kann. Die Konstruktionsweise der Magnetspeicherfestplatten macht es zudem erforderlich, dass die Datenträger von massiven Störquellen ferngehalten werden, die die Magnetisierung aufheben und die gespeicherten Daten löschen könnten.

Geschwindigkeit einer Festplatte

Wie schnell Daten von einer HDD ausgelesen und geschrieben werden können, hängt unter anderem von der Drehzahl ab, mit der die Platter rotieren. Marktübliche Werte beginnen hier bei geringeren 5.400 Umdrehungen pro Minute und können bis zu 15.000 Umdrehungen pro Minute reichen bei aufwändigeren Modellen, die in Hochleistungsrechnern und Servern eingesetzt werden. Geringe Drehzahlen von 5.400 Umdrehungen pro Minute sind zum Beispiel in Notebooks anzutreffen.

Die Arbeitsgeschwindigkeit hängt jedoch auch von der Arbeitsweise der Schreib- und Leseköpfe ab. Bei diesen Köpfen wird bei der Konstruktion der Festplatte versucht, so geringe Schwebehöhen über den Plattern wie möglich zu realisieren. Heute sind Schwebehöhen von 20 bis 10 Nanometern üblich. Je geringer die Schwebehöhe über den Plattern ausfällt, desto geringer ist die Zeit, die verstreichen muss, bis tatsächlich ein Zugriff auf die Daten erfolgen kann.

Häufige Fragen und Antworten