Leseprobe Festplatte

Die Festplatte (leicht gekürzt, ohne Illustrationen)

"Hard Disk Drive", abgekürzt HDD, ist die englische Bezeichnung. Im Unterschied zur "Floppy Disk", der biegsamen Scheibe, besteht eine Festplatte aus einer oder mehreren starren Scheiben auf einer gemeinsamen Achse, der Spindel. Handelsübliche Festplatten haben meist zwei Scheiben. Die Scheiben bestehen aus Spezialmetall, beschichtet mit einer Magnetschicht. Zu jeder Oberfläche gehört ein Schreib-/Lesekopf, zu zwei Scheiben gehören also vier Köpfe. Die Köpfe sind an Schwenkarmen befestigt. Die Schwenkarme sind untereinander verbunden und bewegen sich stets gemeinsam.

Auf den Magnetoberflächen werden die Daten ringförmig in so genannten Spuren abgelegt. Je dichter die Spuren beieinander liegen, desto mehr Daten passen auf die Platte. 50 000 Spuren sind üblich.

Die Spuren eines Plattenstapels, die genau übereinander liegen, bezeichnet man als Zylinder. Jeder der Ringe ist in Kreisabschnitte, so genannte Sektoren, unterteilt. Die Sektoren teilen jede Spur in Stücke, wobei jeder Sektor 512 Datenbyte plus Steuerinformationen enthält.

Das Produkt von Kopfanzahl, Zylinderanzahl (= Spurenzahl) und Sektorenzahl pro Spur ergibt die Anzahl der Sektoren der Festplatte. Diese Sektorenzahl mal genommen mit 512 Byte pro Sektor ergibt die Kapazität der Festplatte.

Der Spindelmotor beschleunigt die Scheiben der Festplatte auf 7200 Umdrehungen pro Minute. Der äußere Rand der Festplatte erreicht dadurch eine Geschwindigkeit von 130 km/h. Notebook-Festplatten drehen meist mit 4200 rpm (rotations per minute). Teure Profi-Festplatten bringen es bereits auf 15000 rpm, noch höhere Drehzahlen werden getestet.

Bei der schnellen Rotation wird die Luft über den Scheiben mitgerissen. In diesem Luftstrom "segeln" die aerodynamisch geformten Magnetköpfe in einem konstanten Abstand von 25 nm (Nano-Meter) über der Scheibe. Das sind 25 Millionstel eines Millimeters! Ein Haar ist 0,05 mm = 50 Mikrometer = 50 000 nm dick, also 2000-mal dicker! Wenn man diesen unvorstellbar kleinen Abstand proportional vergrößert, so entspricht dies einem Satelliten, der mit Mach 25 (8 km/s) im Abstand von 0,005 Millimetern über den Erdboden rast.

Scherzfrage: Wie nennt man es, wenn bei voller Drehzahl ein Kopf die Oberfläche der Scheibe berührt? Spanabhebende Datenverarbeitung! In der Fachsprache nennt man es einen "Headcrash", und die Festplatte ist hinüber - mitsamt den Daten.

Wie vermeidet man solche Unfälle?

• Den PC sollte man so aufstellen, dass er nicht kippelt - auch nicht, wenn man mit dem Knie anstößt. Noch besser so, dass man gar nicht erst nicht mit dem Knie anstoßen kann!
• Den PC niemals bewegen, wenn er eingeschaltet ist. Nach dem Ausschalten einige Sekunden warten, bis die Festplatte steht. Dann erst darf er bewegt oder erneut eingeschaltet werden.
• Treten und schlagen Sie Ihren PC nicht, wenn er nicht so funktioniert, wie Sie es wollen! Schlagen Sie auch nicht mit der Faust auf die Tischplatte, auf der Ihr PC steht.
• Stellen Sie den PC nicht direkt neben eine Wärmequelle, und verdecken Sie die Lüftungsöffnungen nicht.
• Blasen Sie einmal jährlich den Staub aus Gehäuse und Netzteil. Nicht den Staubsauger verwenden, das ist gefährlich und Saugen ist wenig effektiv!
• Den PC immer in Gebrauchslage transportieren (Festplatte waagerecht), damit die Magnetköpfe nicht die Parkposition verlassen und auf der Festplatte herumkratzen. Ein günstiger Platz im Auto ist angeschnallt auf dem Sitz oder stehend festgeklemmt hinter dem Beifahrersitz.
• Kaufen Sie Festplatten nicht online von Privatpersonen - das Risiko von Transportschäden durch mangelhafte Verpackung ist sehr hoch.

Beachten Sie: Nicht jeder Stoß und jede Überhitzung zerstört Ihre Festplatte sofort. Auch kleinste Schäden addieren sich und verringern die Lebensdauer.

Ihnen ist bisher noch nie etwas passiert?

Die Festplatten werden jedes Jahr empfindlicher. 1993 hatte eine typische Festplatte eine Kapazität von 0,2 Gbyte. Die Köpfe hatten noch einen Riesenabstand von 1500 nm, und die Drehzahl lag bei 3600 rpm.

Was passiert, wenn man den PC ausschaltet? Wie können denn die Magnetköpfe "landen" ohne Head-Crash?

Wenn der Strom ausfällt, wird der Antriebsmotor zu einem Dynamo umgeschaltet. Mit der hohen Drehzahl wird Strom erzeugt, um die Köpfe in die Parkposition in der innersten Spur zu bewegen. Dort ist die "Landebahn" hochglanzpoliert. Haben die Köpfe die Landeposition erreicht, erfolgt die nächste Umschaltung: Der Spindelmotor bremst jetzt die Scheiben sehr schnell ab. Die Köpfe setzen auf, der Verschleiß ist minimal.

Renommierte Hersteller geben an, dass die Köpfe 20000 bis 40000 Start-Stop-Zyklen aushalten. Bei normaler Nutzung sollte das ausreichen. Kommen Sie aber nicht auf die Idee, nach jeweils drei Minuten Leerlauf die Festplatte abzuschalten, um Strom zu sparen! Dann haben Sie Ihre Festplatte möglicherweise schon nach einem Jahr kaputtgespart.

Welche Gefahren drohen Ihrer Festplatte und Ihren Daten noch?

Festplatten werden sehr heiß. Werden sie zu heiß, verschleißen die Lager schneller. Das Gehäuse sollte über und unter der Festplatte eine Luftströmung zur Wärmeabfuhr ermöglichen. Festplatten mit einer Drehzahl von 7200 rpm müssen unbedingt mit einem Zusatzlüfter gekühlt werden, sonst verringert sich ihre Lebensdauer auf die Hälfte oder weniger.

Wie kündigen sich Probleme an?

Wenn die Festplatte nicht innerhalb von etwa zwei Sekunden ihre Normdrehzahl erreicht, schaltet der Antrieb wieder ab. Manchmal läuft sie nach mehreren Einschaltversuchen doch noch an. Reagieren Sie sofort - ein verschlissenes Lager repariert sich nicht von allein! Wenn die Festplatte die gesuchten Daten nicht findet, fahren die Köpfe mehrmals an den Plattenrand zurück und zählen die Spuren neu ab. Wenn Sie dieses rhythmische Klacken hören, steht eventuell das Lebensende der Festplatte dicht bevor. Auch wenn Windows unerwartet für einige Sekunden "stehenbleibt" und auf nichts reagiert, während die Festplattenaktivitätsanzeige dauernd leuchtet, kann dies ein schlechtes Zeichen sein. Für Festplattenausfälle gibt es fast immer Warnzeichen - achten Sie stets auf Auffälligkeiten und zögern Sie nicht, umgehend um Rat zu fragen!

Eine professionelle Datenrettung kostet mehrere tausend Euro.

Übrigens:

Haben Sie eine vollständige, einigermaßen aktuelle Datensicherung? Stellen Sie sich vor, Ihre Festplatte wäre in diesem Moment kaputtgegangen. Wie groß wäre dann der Datenverlust und wie lange würde die Wiederbeschaffung der Daten bzw. die erneute Eingabe dauern?

Es ist den wenigsten bekannt, dass handelsübliche Festplatten nicht für den Dauerbetrieb konzipiert sind. Die meisten Hersteller erlauben durchschnittlich 10 Stunden Betriebszeit pro Tag. Dann allerdings erreichen sehr viele Festplatten eine Lebensdauer von mehr als fünf Jahren, und das fast ohne Wartung (nur der Zusatzlüfter sollte überwacht und bei Bedarf gewechselt werden).

Zum Vergleich: Würde Ihr Auto täglich 10 Stunden lang mit 80 km/h fahren, hätte es pro Jahr etwa 300 000 km zurückgelegt - natürlich geht das nicht ohne Ölwechsel und andere Wartung.

Wie "pflegt" man die Festplatte?

Vermeiden Sie Stöße, Überhitzungen und Überlastungen.

Führen Sie gelegentlich einen Oberflächentest durch - einmal im Vierteljahr genügt:

Klicken Sie im Arbeitsplatz oder im Explorer mit der rechten Maustaste auf das zu prüfende Laufwerk, dann links auf Eigenschaften. Unter Extras finden Sie die Fehlerüberprüfung und die Optimierung.

Auch die Optimierung, die so genannte Defragmentierung, sollten Sie ein paarmal im Jahr durchführen. Bei der Defragmentierung werden die Dateien besser angeordnet, so dass spätere Zugriffe mit weniger Bewegungen der Magnetköpfe und somit auch schneller ausgeführt werden.

Führen Sie KEINESFALLS eine Defragmentierung oder einen Oberflächentest durch, wenn Sie Unregelmäßigkeiten beobachtet haben! Die Belastung durch diese Programme oder auch durch einen vollständigen Virenscan könnte Ihrer Festplatte den "Todesstoß" versetzen!