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Die Geschichte der elektrischen Speicherung von Daten beginnt im Jahre 1878, als der Amerikaner Oberlin Smith versuchte elektrische Signale auf einem magnetisierten Draht zu speichern. 10 Jahre später, also im Jahre 1888, entschied er sich seine Erfindung der Öffentlichkeit zu schenken. Etwa zum gleichen Zeitpunkt hatte ein Däne namens Valdemar Poulsen die Idee, Daten magnetisch aufzuzeichnen. Er entwickelte eine Trommel, die mit einem Stahldraht umwickelt war. Dieser diente bereits 1889 als Anrufbeantworter. Von da an konzentrierten sich die Entwickler lange Zeit auf die serielle Aufzeichnung von Daten mit Drähten und später auch mit Band.

Als Geburtsstunde der Festplattentechnik wird allerdings der 13. September 1956 angesehen. Damals stellte das Unternehmen IBM die erste eigentliche Festplatte, mit der Bezeichnung 305RAMAC und einer Größe von 5 MByte, vor. Diese Kapazität wurde auf 50 Scheiben mit je 24 Zoll (60 cm) Durchmesser verteilt. Der Mietpreis betrug derzeit 150 US-Dollar je Monat und MByte. Im folgenden Jahr, wurde ebenfalls von IBM, das Konzept „breit schreiben, schmal lesen“ eingeführt, wie es heute noch bei den MR- und GMR ^? -Techniken eingesetzt wird.

Die erste Festplatte im 5,25-Zoll-Format wurde 1979 von der Firma Seagate gebaut. 1981 folgte SCSI ^? , und 1982 entwickelte Seagate die ST506-Schnittstelle, aus der sich IDE, E-IDE ^? , ATA ^? und ATAPI ^? entwickelt haben. Das ST506-Laufwerk, nachdem die Schnittstelle benannt wurde, hatte eine Kapazität von 5 MByte - genau wie das 305RAMAC-Laufwerk von 1956. 1998 präsentierte Seagate die Barracuda-Serie, die eine Maximalkapazität von 50 GByte bot. Nur zwei Jahre später waren es bereits 183 GByte, was die bis dahin übliche Steigerung von 60 Prozent im Jahr bei weitem übertraf. Von 1957 bis 1990 lag die Steigerungsrate noch bei ca. 25 Prozent im Jahr. Derzeit liegen wir in einem Kapazitätsbereich von über 430 GByte. Um dieses Fassungsvermögen zu ermöglichen mussten einige technische Hürden genommen werden, auf die in den folgenden Kapiteln näher eingegangen wird.

siehe Kapitel 5 - Abkürzungsverzeichnis

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2 E l e m e n t e E l e m e n t e 2

2.1 Aufbau der Festplatte

Festplatten (auch HDD: Harddisk Drive) sind Laufwerke, die Daten magnetisch auf mehreren, im Gehäuse untergebrachten, Scheiben speichern und auf diese beliebigen Zugriff bieten. Sie unterscheiden sich äußerlich meist

nur durch ihre Bauform, wobei die Frontbreite, die maximale Gehäusetiefe und die unteren sowie seitlichen Befestigungspunkte definiert sind. Die Art und die Position der Schnittstellen (IDE oder SCSI) ist ebenso spezifiziert. Im Gegensatz dazu ist die Bauhöhe, der innere Aufbau und die technische Ausstattung nicht festgelegt.

Die magnetisierten Platten im Inneren sind genau (konzentrisch) übereinander gelagert und drehen sich immer gleichzeitig. Ein Schreib-/Lesekopf wird zur jeweils benötigten Stelle bewegt, damit Daten gelesen und gespeichert werden können.

2.2 Plattenmaterial

Die Scheiben bestehen aus Runden sehr dünnen Aluminiumplatten (ca. 1 Millimeter), auf die eine dünne Eisenoxid-Schicht aufgetragen ist, welche durch Magnetisierung Daten speichern kann. Durch die geringe dicke kann bei schnell drehenden Platten durch die Fliehkräfte eine Materialwanderung auftreten, weshalb schnell rotierende Festplatten einen geringeren Durchmesser besitzen.

Stabilere Materialien, wie zum Beispiel Glas oder Keramik, konnten sich im Massenmarkt noch nicht durchsetzen, weil sie noch teurer sind und ungelöste technische Probleme bereiten. Zunächst wurden Scheiben aus Glas hauptsächlich für kleinere Platten in mobilen Systemen eingesetzt. In der nahen Zukunft soll allerdings ein Übergang von Aluminium zu Glas und

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Glaskeramik erfolgen.

2.3 Einteilung der Platte

Die Plattenoberfläche ist in Spuren, in Form von konzentrischen Kreisen eingeteilt. Die Spuren sind wiederum in Sektoren (Sector) aufgeteilt, die eine feste Größe von 512 Byte besitzen. Zur leichteren Adressierung fasst man häufig mehrere Sektoren zu so genannten Clustern zusammen.

Bei Festplatten mit mehreren Platten bilden die geometrisch übereinander liegenden Spuren einen Zylinder (Cylinder). Dazu werden die Köpfe

(Head) gemeinsam auf die anzusprechende Spur positioniert. Das hat den Vorteil, dass beim Schreiben größerer Datenmengen, diese nicht nacheinander auf verschiedene Spuren einer Platte, sondern gleichzeitig auf jeweils dieselbe Spur der unterschiedlichen Scheiben gespeichert werden. So ist eine höhere Per-formance möglich, da die Umschaltzeiten zur Ansteuerung der Köpfe wesentlich geringer sind als eine mechanische Neupositionierung eines Kopfes.

In den Außenbereichen einer Platte sind die konzentrischen Spuren länger als in der Nähe der Achse. Aus diesem Grund liegen auf den äußeren, längeren Spuren mehr Sektoren als auf den inneren. Wären die Sektoren dagegen Segmente mit gleichem Winkel, so hätte dies eine Verschwendung von Speicherkapazität auf den äußeren Spuren zur Folge.

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