HDD

HDD (Hard Disk Drive)

Die Festplatte (HDD) ist ein mechanischer Massenspeicher. Sie speichert Daten auf rotierenden Magnetplatten und wird seit Jahrzehnten in Computern eingesetzt. HDDs bieten sehr große Kapazitäten zu einem günstigen Preis, sind aber deutlich langsamer als SSDs.

Aufbau einer HDD

Eine Festplatte besteht aus mehreren mechanischen Komponenten:

Bestandteil	Beschreibung
Magnetscheiben (Platters)	rotierende Scheiben, auf denen Daten magnetisch gespeichert werden
Schreib-/Lesekopf	bewegt sich über die Platten und liest/schreibt Daten
Spindelmotor	dreht die Platten mit 5.400–7.200 U/min (teilweise 10.000 U/min)
Controller	steuert die Mechanik und Kommunikation mit dem PC

Eigenschaften von HDDs

Merkmal	Beschreibung
Technologie	mechanisch, magnetisch
Geschwindigkeit	relativ langsam (mechanische Zugriffe)
Kapazität	sehr groß (1–20 TB und mehr)
Geräuschentwicklung	hörbar durch Motor und Kopfbewegungen
Empfindlichkeit	anfällig für Stöße und Erschütterungen

Lesevorgang einer HDD

Beim Lesen einer Festplatte (HDD) werden die magnetischen Informationen der rotierenden Scheiben abgetastet und in digitale Daten umgewandelt. Wichtig ist dabei: Eine HDD liest nicht die magnetisierten Bereiche selbst, sondern die Übergänge zwischen ihnen.

1. Positionierung des Schreib-/Lesekopfs

Die Magnetscheiben rotieren, während ein beweglicher Aktorarm den Schreib-/Lesekopf zur richtigen Spur (Track) bewegt. Die Scheibe dreht sich weiter, bis der gewünschte Sektor unter dem Kopf vorbeikommt.

2. Lesen über magnetische Übergänge

Die Oberfläche besteht aus vielen winzigen Magnetbereichen. Entscheidend ist: Eine HDD liest nicht „Nord“ oder „Süd“, sondern die Änderung des Magnetfelds.

• Übergang zwischen zwei Magnetisierungen → erzeugt eine messbare Spannung
• kein Übergang → keine Änderung, Teil eines anderen Bitmusters

Diese Übergänge werden vom Lesekopf erkannt, der wenige Nanometer über der Scheibe „schwebt“.

3. Signalaufbereitung

Die gemessenen Spannungssignale sind sehr schwach und werden daher elektronisch weiterverarbeitet:

• Verstärkung
• Rauschfilter
• Umwandlung in Bits (0/1)
• Fehlerkorrektur (ECC)

4. Übergabe der Daten an das System

Die dekodierten Daten gelangen in den Cache der Festplatte und werden anschließend über SATA/USB/Adapter an das Betriebssystem übertragen.

Kurzmerksatz

Eine HDD liest magnetische Übergänge auf drehenden Scheiben aus, wandelt die Spannungsänderungen in Bits um und liefert sie an das System.

Geschwindigkeit einer HDD

• Datenrate: 100–200 MB/s
• Zugriffszeit: deutlich langsamer als SSDs (wegen Mechanik)
• Fragmentierung verlangsamt zusätzlich
• geeignet für große Datenmengen, weniger für Programme/Spiele

Vorteile von HDDs

• sehr günstig pro Terabyte
• hohe Kapazitäten verfügbar
• ideal für Backups, Archivierung, große Datenmengen

Nachteile von HDDs

• langsam bei kleinen Dateien (mechanische Zugriffe)
• anfälliger gegenüber Erschütterungen
• höhere Geräuschentwicklung
• höherer Energieverbrauch als SSDs

Einsatzgebiete

• Archivierung großer Daten (Fotos, Videos, Backups)
• NAS-Systeme
• Server, die viele Daten speichern, aber nicht dauerhaft hohe Geschwindigkeit benötigen

Kurz gesagt: HDDs bieten viel Speicherplatz zu einem niedrigen Preis, sind aber wegen ihrer Mechanik deutlich langsamer und empfindlicher als SSDs.