Die große Festplatten-Marktübersicht

Dieser Artikel erklärt die Besonderheiten von großen und kleinen Desktop-Festplatten und Hybridfestplatten sowie externen USB-Festplatten und Netzwerkfestplatten. Details zur Technik einer Festplatte veranschaulichen die Infografiken im Profi-Wissen „Festplatte — Hard Disk Drive“ und der Artikel „Alles über Festplatten und ihre Technik“.

Desktop-Festplatten sind in der Regel 3,5-Zoll-Festplatten, die mittlere bis hohe Leistungswerte erreichen. Festplattenhersteller bieten nicht nur eine Modellreihe an, sondern optimieren ihre Festplatten direkt für den möglichen Einsatzzweck.

Manche Modelle sind zwar langsam, aber dafür sparsam, andere richtig schnell, dafür aber hitzköpfig, die einen sind absolute Dauerläufer, die anderen in jeder Situation einsetzbar, aber nie richtig gut.

Im Endeffekt lassen sich Festplatten in vier Kategorien unterteilen. Sparsame Festplatten kommen mit weniger Energie aus, sind eher langsam, werden aber auch kaum warm – im Schnitt 30 bis 35 Grad Celsius. Sie tragen oft Bezeichnungen wie „Green“ oder „Eco“. Solche Festplatten sind hauptsächlich für den Notebook-Einsatz konzipiert. Sie lassen sich aber auch in Desktop-Computern verwenden, wenn es hier nicht auf Geschwindigkeit, sondern auf geringe Lautstärke und Langlebigkeit ankommt.

Den Gegenpol davon bilden Hochleistungsfestplatten, die 10.000 Umdrehungen pro Minute und mehr leisten und damit knapp doppelt so schnell rotieren wie die Energiesparfestplatten.

Durch die sehr hohen Drehzahlen benötigen diese Festplatten viel Energie und produzieren viel Abwärme. 50 bis 55 Grad Celsius werden solche Festplatten heiß. Die Datenraten sind hervorragend, die Lebensdauer solcher Festplatten ist allerdings begrenzt. Bei Western Digital heißt diese Reihe „Black“.

Multitalente sind die klassischen Festplatten für einen Desktop-Rechner. Die Rotation der Scheiben liegt bei 7200 Umdrehungen pro Minute, die Datenraten sind gut, allerdings nicht Weltklasse. Sie sind nicht sparsam, aber auch nicht verschwenderisch bei der Energieaufnahme und produzieren deshalb auch nicht so viel Abwärme. Western Digital verwendet für solche Festplatten die Bezeichnung „Blue“.

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Und dann gibt es noch Festplatten, deren Markt sich erst in den letzten Jahren mit der Verbreitung von Netzwerkspeichern entwickelt hat. Sie sind für NAS-Server gedacht und schlagen, ähnlich wie normale Desktop-Festplatten, einen Mittelweg ein. Solche Festplatten sind gezielt auf den Dauerbetrieb ausgelegt und dürfen rund um die Uhr im Einsatz sein. Normale Desktop-Festplatten sollten hingegen nicht im Dauerbetrieb genutzt werden, weil die Belastung zu hoch wäre und ein Totalausfall die Folge sein könnte. Western Digital hat sich bei NAS-Festplatten für „Red“ entschieden.

Seit zwei, drei Jahren sind Festplatten auf dem Markt, die umgangssprachlich 4K-Festplatten genannt werden. 4K deshalb, weil die Sektoren solcher Festplatten 4 KByte groß sind. Das hat verschiedene Vorteile, aber auch einige gravierende Nachteile.

Normalerweise ist der Sektor einer Festplatte 512 Byte groß. Diese Größe ist fix und lässt sich nicht ändern. Jeder Sektor muss einzeln adressiert werden und für jeden Sektor wird eine Prüfziffer gespeichert. Um die Speicherkapazität zu erhöhen, vergrößern die Festplattenhersteller die Sektorengröße nun auf 4 KByte. Die Adressierung der Sektoren wird einfacher und es müssen weniger Prüfziffern gespeichert werden. Das schafft mehr Platz für die eigentlichen Daten.

Zudem nutzen die meisten Dateisysteme ohnehin Zuordnungseinheiten, die 4 KByte groß sind. Ein einzelnes Dateifragment würde also perfekt in einen 4K-Sektor passen und müsste nicht selbst zusätzlich in acht jeweils 512 Byte kleine Stücke zerlegt werden, damit das Fragment gespeichert werden kann.

Weit verbreitet ist die 4K-Sektorgröße aber noch nicht, weswegen einige Hard- und Softwarekomponenten damit gar nicht umgehen können.

Die Festplattenhersteller integrieren in ihre 4K-Festplatten deshalb eine Emulation und teilen jeden physischen Sektor in acht logische Sektoren. Nach außen wird also  vorgegeben, die Sektoren seien 512 Byte klein, tatsächlich sind sie aber 4 KByte groß. Das funktioniert insgesamt gut, sofern ein modernes Betriebssystem wie Windows 7 oder 8 eingesetzt wird.

Bei älteren Betriebssystemen wie Windows XP kann es allerdings zu Misalignment kommen, also zu einem Ausrichtungsfehler. Das liegt daran, dass Windows XP die erste Partition einer Festplatte ab dem Sektor 63 erwartet. Weil die Sektoren einer 4K-Festplatte aus acht emulierten 512-Byte-Sektoren bestehen, würde die Partition also mit dem ersten logischen Sektor am Ende des physikalischen Sektors liegen. Die sieben übrigen logischen Sektoren liegen dann im darauffolgenden physischen Sektor. Weil die 4KFestplatte beim Lesen der Daten nicht nur einen, sondern zwei physische Sektoren lesen muss, bricht die Datenrate signifikant ein.

Ob es sich bei einer Festplatte um eine Platte mit 4K-Sektoren handelt, erkennen Sie in aller Regal an dem Aufdruck „Advanced Format Drive“.

Externe Festplatten sind für den mobilen Einsatz an mehreren Rechnern gedacht. Sie haben ein eigenes Gehäuse und werden meist per USB angeschlossen. Es gibt sie klein und leicht als 2,5-Zoll-Festplatten und mit viel Speicherkapazität als 3,5-Zoll-Festplatten.

Anders als Desktop-Festplatten werden externe Festplatten nicht per SATA angeschlossen. Stattdessen werden Anschlüsse genutzt, die von außen erreichbar sind und eine möglichst hohe Datenrate bieten. An aktuellen Computern sind das USB 2.0, USB 3.0, eSATA und in wenigen Fällen Thunderbolt.

Damit eine Festplatte per USB angeschlossen werden kann, müssen die Daten übersetzt werden. Denn der ATA-Standard, auf den Festplatten ausgelegt sind, ist zu USB nicht kompatibel. Stattdessen wandelt ein Bridge genannter Chip die Signale der Festplatte so um, dass die Daten über USB übertragen werden  können. Dieser Bridge-Chip ist in jeder Festplatte integriert, die per USB angeschlossen wird – auch in Festplatten, deren Platine statt eines SATA- einen USB-Anschluss hat. Je nachdem, wie hoch die Qualität der Bridge ist, hat die Umwandlung Einfluss auf die maximale Datenübertragungsrate. Sehr preisgünstige Bridges können sich negativ aus die Datenraten auswirken.

Anders sieht es bei eSATA aus. Hierbei handelt es sich um eine Variante des SATA-Anschlusses. Der Unterschied ist lediglich, dass er speziell geschirmt ist und Stecker und Buchse für ein häufiges An- und Abstöpseln ausgelegt sind.

Die derzeit höchste Datenrate liefert ein USB-3.0-Anschluss, dicht gefolgt von eSATA.

Immer wieder taucht die Frage auf, warum eine externe Festplatte mit 1 TByte Kapazität günstiger ist als das baugleiche Pendant, das man in einen PC einbaut und dem sowohl ein mobiles Gehäuse als auch ein USB-Kabel fehlen. Dafür gibt es zwei Gründe.

Der Hersteller eines Produkts muss dem Kunden zwei Jahre Gewährleistung bieten, wenn er das Produkt direkt über einen Händler verkauft. Wird das Produkt hingegen für ein anderes Unternehmen gefertigt, das dann aus einer internen Festplatte mit einem Gehäuse eine externe Festplatte herstellt, dann muss dasjenige Unternehmen die Gewährleistung bieten, das die externe Festplatte zusammengebaut hat.

Verkauft ein Hersteller also seine Festplatten zur Weiterverarbeitung an ein anderes Unternehmen, dann entfallen für ihn die zwei Jahre Gewährleistung und er kann die Festplatten günstiger abgeben als an den Endverbraucher.

Zudem schwankt die Qualität der in externen Gehäusen verbauten Festplatten teilweise erheblich. Denn in einigen Fällen werden Exemplare verbaut, die den eigentlichen Qualitätskriterien der Hersteller nicht genügen. Als B-Ware werden sie dann als sehr günstige externe Festplatten noch verwertet.

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Wichtig bei externen Festplatten ist die Energieversorgung. Hier haben 2,5-Zoll-Festplatten die Nase vorn, weil sie so wenig Energie benötigen, dass der Bedarf komplett über den USB-Anschluss gedeckt werden kann. Für einige wenige Festplatten ist ein Y-Kabel notwendig, das den Strom von einem zweiten USB-Anschluss bezieht und so auch einen höheren Energiebedarf decken kann.

Bei 3,5-Zoll-Festplatten reicht die Spannung, die ein USB-Anschluss liefert, nicht aus, um die Festplatte zu betreiben. Deshalb werden solche externen Festplatten mit einem Netzteil ausgeliefert. Die USB-Festplatte hat dann meist mehr Kapazität und ist leistungsfähiger, aber auch nicht mehr so mobil und deutlich schwerer als eine 2,5-Zoll-Festplatte.

Hybridfestplatten kombinieren eine klassische mechanische Festplatte mit Speichertechniken wie Flash. Flash-Speicher ist die Basis für superschnelle SSDs. Hybridfestplatten nutzen Flash-Speicher, um die Leistung zu steigern und Nachteile der magnetischen Speichertechnik auszugleichen.

Die Bezeichnung für eine Hybridfestplatte variiert je nach Hersteller. Manche nennen sie Solid State Hybrid Drive, kurz SSHD, andere Hybrid Hard Disk, HHD. Das Prinzip ist aber das gleiche. Im Gehäuse einer normalen Festplatte steckt zusätzlich ein Flashoder auch Arbeitsspeicher. Dieser zusätzliche Speicher dient als Puffer, der wahlweise Schreib oder Lesevorgänge oder sogar beide beschleunigen kann.

Bevor die Daten auf den Magnetscheiben der Hybridfestplatte gespeichert werden, werden sie im Puffer zwischengelagert. Nach und nach überträgt die Hybridfestplatte die Daten aus dem Pufferspeicher dann auf die Magnetscheiben. Der Vorteil: Der Pufferspeicher ist sehr schnell und der Speichervorgang kann in kürzester Zeit abgeschlossen werden, auch wenn die Daten erst etwas später auf die Magnetscheiben übertragen werden. So lassen sich die Vorteile schneller, aber kleiner und teurer SSDs mit den Vorteilen von großen und preisgünstigen, aber langsamen Festplatten kombinieren.

Einen zusätzlichen Nutzen aus Hybridfestplatten zieht die in Windows 7 integrierte Technik Readydrive.

Readydrive analysiert, welche Daten und Dateien für den Start von Windows benötigt werden, und speichert diese Daten auf dem in der Hybridfestplatte integrierten Flash-Speicher. Das verkürzt die Boot-Zeit erheblich.

Je größer der Flash-Speicher, desto mehr Daten lassen sich speichern und desto größer ist auch der Effekt. Mehr als 2 GByte Flash-Speicher werden von Readydrive aber nicht unterstützt.

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Netzwerkfestplatten sind für den Einsatz in einem Netzwerk konzipiert und haben dazu entweder ein WLAN-Modul oder einen Ethernet-Anschluss.

Eine Festplatte mit Netzwerkanschluss ist einem NAS nicht unähnlich, stellt sie doch die auf der Festplatte gespeicherten Daten ohne zusätzlichen Computer in einem Netzwerk zur Verfügung.

Damit man auf diese Daten zugreifen kann, muss aber häufig ein zusätzliches Programm auf den Rechnern des Netzwerks installiert werden. Vollen Zugriff, also lesend und schreibend, hat dann nur ein Benutzer zur selben Zeit.

Ein Kleinst-NAS ist eine externe Festplatte mit Netzwerkanschluss, die aber die gleichen Funktionen wie ein normaler NAS-Server bietet. So ist der Zugriff auf die Daten der Festplatte schreibend und lesend durch mehrere Benutzer gleichzeitig möglich. Außerdem stellt das Kleinst-NAS die Daten per Windows-Freigabe im Netzwerk zur Verfügung. Auf den Rechnern muss somit kein spezielles Zugriffsprogramm mehr installiert werden. Kleinst-NAS sind zu diesem Zweck sogar mit einem Prozessor ausgestattet. Die Konfiguration erfolgt per Weboberfläche.

Der Nachteil der Kleinst-NAS ist, dass nur eine einzige Festplatte verbaut und das System nicht modular ist. Im Fall eines Fehlers lässt sich also nicht einfach die Festplatte austauschen. Stattdessen muss das gesamte System gewechselt werden. Eine Ausnahme bildet Seagates Free Agent Goflex Home. Die externe Festplatte wird in Kombination mit einer Basisstation zum NAS-Server.

Bei nur einer Festplatte muss man zudem auf die Spiegelungsoption eines RAID Level 1 und die sich daraus ergebende deutlich höhere Datensicherheit verzichten.

Einen etwas anderen Einsatzzweck haben WLAN-Festplatten. Sie sind mit einem WLAN-Modul und oft mit einem Akku ausgestattet. Damit lassen sie sich unterwegs nutzen. Der Zugriff auf die Daten erfolgt per Funk. Dazu stellt die WLAN-Festplatte einen eigenen Hotspot bereit.

WLAN-Festplatten eignen sich insbesondere für mobile Geräte wie Smartphones oder Tablets. Deren Speicherkapazität liegt bei wenigen Gigabyte. Zudem fehlt Smartphones und Tablets ein USBHost-Anschluss, an dem sich eine externe USB-Festplatte anschließen ließe. Indem Filme, Musik und Videos aber auf der WLAN-Festplatte gespeichert werden, lässt sich die Kapazität des Smartphones, Tablets oder auch Notebooks kabellos erweitern. Die WLANFestplatte wird also zum mobilen NASServer, auf den auch mehrere Geräte gleichzeitig zugreifen können.

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