2.2.2 Festplatten
2.2.2 Festplatten sind als Speicher im Computerbereich seit der Mitte der 1950er Jahre entwickelt worden. Der Prototyp für die heute verwendeten Festplatten war die 1973 entwickelte Winchester Platte. Seit Mitte der 1980er Jahre konnte die Speicherkapazität bei immer geringer werden Preisen stetig gesteigert werden, wodurch Festplatten zum meistgebrauchten Speichermedium sowohl für Kleincomputer, aber vor allem für Massenspeicher geworden sind. Durch diese Entwicklung haben aufnehmbare optische Platten, die in den späten 1990er und frühen 2000erJahren als audiovisuelle Speicher verbreitet waren, an Bedeutung verloren.
2.2.2.1 Aufnahmeprinzip und Bestandteile. Festplatten bestehen aus einer oder mehreren rotierenden Platten, meist aus Aluminium, Glas oder Keramik, die mit einer dünnen (10-20 nm) magnetischen Schicht versehen und auf einer Spindel montiert sind. Im Gebrauch rotieren sie heute zwischen 4.200 und 15.000 UpM. Ein Magnetkopf, manchmal aber auch mehrere für jede Platte, schreiben und lesen die Daten auf die bzw. von den Platten.
Der Kopf ist auf einem motorgetriebenen Aktuatorarm montiert, der den schnellen Zugriff auf jeden Teil der Platte gestattet. Um die geringstmögliche Distanz zur Platte einzuhalten, ohne jedoch die Platte zu beschädigen, hat der Kopf eine Form, die es ihm ermöglicht, auf einem Luft- bzw. Gaspolster zu schweben. Der Kopf „fliegt“ in der Distanz von Bruchteilen eines Nanometers, nur einige Gasmoleküle entfernt, über die Platter, was die Erfassung auch kurzwelliger Signale ermöglicht. Diese Distanz ist wesentlich zur Vermeidung von fatalen „head crashes“ als Folge einer Berührung der Plattenoberfläche. Festplatten dürfen daher, wenn sie in Betrieb sind, keinen mechanischen Schocks ausgesetzt werden.
Bis vor Kurzem war die Longitudinal-Aufzeichnung Standard, vergleichbar der Aufzeichnung auf einem Magnetband. Seit 2005 wurde die Vertikal-Aufzeichnung eingeführt, die gegenüber der Längsaufzeichnung eine höhere Datendichte um das Dreifache und mehr erlaubt.
Ursprünglich in Luft, sind moderne Festplatten auch in einer Helium-Atmosphäre gelagert. Die Platte ist versiegelt, was sie bis zu einem gewissen Grad vor dem Eindringen von Staub schützt. Die Temperatur stellt überdies einen kritischen Faktor dar: Hersteller geben 40-55°C als Maximum für einen sicheren Betrieb an.
2.2.2.2 Plattendurchmesser. Die heutigen Durchmesser der Festplatten betragen 3.5 und 2.5 Zoll. Kleinere Festplatten, ursprünglich für Sub-Notebooks entwickelt, befinden sich auf dem Rückzug, sofern nicht bereits obsolet. Sie werden zunehmend durch Festspeicher ersetzt.
2.2.2.3 Lebenszeit. Die Lebenszeit von Festplatten wird oft als „Mean Time Between (To) Errors“ (MTBF oder MTTF) angegeben, die für gegenwärtige Produkte zwischen 1 und 1.5 Millionen Stunden beträgt. Diese Zahlen sind aber von Labortests extrapolierte Werte und sagen nichts über die Lebenszeit eines bestimmten Mediums aus. Realistischere Größenangaben über Fehlerraten liefern „AFR“-Angaben, „Annualised Failure Rates“, die die Wahrscheinlichkeit des Ausfalls von Platten angeben, ausgedrückt als Prozentsatz von ausfallenden Platten innerhalb einer großen Population in Anhängigkeit ihres Alters. Typische Werte liegen unter 10% für die ersten fünf Jahre. Trotzdem erlauben diese Angaben keine verlässliche Vorhersage der Lebenszeit einer bestimmten individuellen Platte. „SMART pre-failure alerts“, sofern sie angemessen überwacht werden, sind allerdings hochkorrelierende Ankündigen möglicher späterer Ausfälle.
Ausschlaggebend ist die praktische kommerzielle Lebenszeit einer Festplatte in einer Serverumgebung, insbesondere die ökonomische Servicierbarkeit. Typischerweise werden Festplatten zwischen drei und sieben Jahren in Betrieb gehalten.
Diskussionen über die langfristige Lagerung (mehrere Dekaden) von Festplatten „im Regal“ haben zu keinen schlüssigen Ergebnissen geführt.
Zusammenfassend muss betont werden, dass eine bestimmte, individuelle Festplatte ein inhärent unsicherer Datenspeicher ist. Allerdings ist die Lagerung mehrfacher Kopien eines Files in einem gut organisierten Massenspeicher, der aus mehreren Festplatten besteht und mit selbst-prüfenden und selbst korrigierenden Protokollen betrieben wird, eine sichere und effiziente Methode der Langzeitbewahrung (IASA-TC 04, 6.3.14-21).
