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Festplatte oder SSD? Vor- und Nachteile der Speichermedien im Vergleich

Ein Leitfaden zur Auswahl zwischen Hard Disk Drive und Solid State Drive

Hausarbeit 2015 21 Seiten

Informatik - Allgemeines

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

1. Einleitung
1.1. Einführung
1.2. Problemstellung
1.3. Zielsetzung

2. Scope der Hausarbeit

3. Aufbau und Funktionsweise einer HDD
3.1. Aufbau der Magnetplatte
3.2. Lese- und Schreibvorgang
3.3. Gehäuse

4. Aufbau und Funktionsweise einer SSD
4.1. Lese- und Schreibvorgang
4.2. Wear-Leveling
4.3. Bad Block Management / Defect Management
4.4. Error Correction Code / Error Detection Code
4.5. SSD Schnittstellen

5. HDD vs. SSD
5.1. Datenrettung
5.2. Geschwindigkeit
5.3. Kapazität
5.4. Preis
5.5. Robustheit
5.6. Lebensdauer
5.7. Stromverbrauch

6. Kritische Betrachtung

7. Fazit

Literaturverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Aufbau HDD

Abbildung 2 Plattenstruktur HDD

Abbildung 3 Aufbau SSD

Abbildung 4 Wear-Leveling

Abbildung 5 SSD Schnittstellen

Abbildung 6 Festplattenvergleich Geschwindigkeit

Abbildung 7 Kapazitätsvergleich SSD HDD

Abbildung 8 Kosten Gigabyte aus dem Jahr 2012

Abbildung 9 Stromverbrauch SSD HDD

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1 Vor- und Nachteile SSD HDD

1. Einleitung

1.1. Einführung

Diese Hausarbeit behandelt den Vergleich zwischen Hard-Disk-Drives (HDD) und Solid-Disk-Drives (SSD). Zunächst wird, anhand der Problemstellung, der Scope der Hausarbeit definiert. Anschließend werden der Aufbau sowie die grundlegenden Eigenschaften für HDD-Festplatten dargestellt. Dies geschieht ebenfalls für SSD- Festplatten. Mithilfe dieser werden beide Festplattenarten gegenübergestellt sowie die Vor- und Nachteile herausgearbeitet. Abschließend erfolgen eine kritische Betrachtung des Themas sowie das Fazit.

1.2. Problemstellung

Heutzutage verwenden mehr als 80% aller Haushalte in Deutschland einen Computer1. Während früher Informationen auf Papier geliefert worden sind, wird mittlerweile alles automatisiert abgewickelt.2 Je nach Nutzungsverhalten kann die Wahl einer geeignet Festplatte zu einem besseren Nutzungsverhalten führen. Aktuell fallen die Preise für SSD Festplatten stetig, und sind nun auch für Privatanwender erschwinglich3. Je nachdem welche Use-Cases Anwender mit ihrem Computer ausführen kann die Wahl der richtigen Festplatte entscheidende Vorteile bringen. Jeder Anwender der sich eine neue Festplatte zulegen möchte, sollte sich damit beschäftigen, welche Festplatte am besten seinen Anforderungen entspricht und von den Vorteilen der jeweiligen Festplatte profitieren kann.

1.3. Zielsetzung

Diese Hausarbeit soll einen Überblick vermitteln, wie beide Festplattentypen funktionieren, was die in die Mode kommende SSD-Festplatte zu bieten hat und für welche Zwecke welcher Festplattentyp besser geeignet ist. Mit diesem Leitfaden sollen Privatanwender und kleine Unternehmen in die Lage versetzt werden zu entscheiden, ob der Umstieg auf eine SSD Festplatte sinnvoll ist und ob sie sich vertiefend mit dem Thema zu beschäftigen sollen.

2. Scope der Hausarbeit

In der Arbeit soll ein Grundverständnis der beiden Festplattentypen vermittelt werden. Aufgrund dessen werden nur die wichtigsten Aspekte der beiden Typen angesprochen und evtl. tieferführende Informationen müssen über weiterführende Quellen herangezogen werden. Wenn in der Hausarbeit von Festplatten gesprochen wird geht der Autor von aktuell erhältlichen Festplatten aus. Der historische Hintergrund beider Systeme ist nicht Bestandteil dieser Arbeit, da er keinen Einfluss, auf die Entscheidung welche Festplatte man kaufen soll, besitzt. Abweichungen bei älteren Modellen werden nicht betrachtet. Die Hausarbeit betrachtet die Unterschiede von SSD und HDD Festplatten. Die Quellen wurden so gewählt, um einen möglichst aktuellen Stand der Technik zu vermitteln. Daraus folgt, dass Literaturquellen nur dann zu Rate gezogen worden sind, sofern sie aktuell noch gültig sind und nicht durch neue Technologien obsolet wurden.

3. Aufbau und Funktionsweise einer HDD

Dieses Kapitel behandelt Hard-Disk-Drive Festplatten. Das Kernprinzip dieser Festplatte ist die Nutzung eines magnetischen Speichermediums. Im Folgenden wird auf die Besonderheiten dieser Bauart eingegangen. Eine HDD besitz vereinfacht gesehen eine oder mehrere rotierende Magnetplatten, welche an einer Achse (Spindel) übereinander montiert sind. Ein oder mehrere Leseköpfe werden durch einen Aktor betrieben und somit an die Position gebracht, an der Daten gelesen/geschrieben werden sollen. Neben der Stromversorgung gibt es weitere Externe Anschlüsse. Aktuell erhältliche Festplatten besitzen in der Regel einen SATA-Anschluss, seltener ESDI, SCSI, SAS oder Fibre-Channel-Interface.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1 Aufbau HDD4

3.1. Aufbau der Magnetplatte

Die Magnetplatte zum Speichern der Daten besteht ja nach Datendichte aus einer Aluminium-Legierung oder auf Magnesium-Legierungen. Bei einer besonders hohen Datendichte wird Glas verwendet.5 Auf diese Scheibe wird die leitende Schicht aufgetragen, welche aus Eisenoxid oder Kobalt besteht. Zum zusätzlichen Schutz wird eine Deckschicht aus Kohlenstoff aufgetragen. Dieses sog. carbon overcoat dient dem Schutz vor mechanischen Beschädigungen.6 Physisch werden die Platten in Spuren beschrieben, die sich typischerweise auf beiden Plattenseiten befindet. Liegen Spuren übereinanderliegender Platten auf selber Höhe werden sie logisch zu Zylindern zusammengefasst.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2 Plattenstruktur HDD7

Jede Spur wird in logische Blöcke aufgeteilt, welche eine Größe von 512 bis 4096 Byte besitzen. Aktuelle Festplatten verwenden in der Regel 4096 Byte. Blöcke werden zu Clustern zusammengefasst, um eine leichtere Adressierung zu ermöglichen. Die endgültige Auflösung von einem Cluster zum eigentlichen Block erfolgt erst im Hardwaretreiber. Die verwendete Plattenstruktur ist mittlerweile nur noch dem Festplattencontroller bekannt und wird gegenüber dem Festplattentreiber und dem Betriebssystem gekapselt.

3.2. Lese- und Schreibvorgang

Das Lesen und Schreiben der Daten auf den Magnetplatten erfolgt über die Lese- und Schreibköpfe. Diese bestehen aus einem Elektromagnet, der durch Magnetisierung der Scheibenoberfläche Daten schreibt. Die sich mit 5.400 bis 15.000 Umdrehungen pro Minute drehenden Platten erzeugen ein Luftpolster, auf dem die Schreibköpfe schweben. Wie oben beschrieben liegen die Daten in sogenannten Blöcken vor. Ein Block kann nur ganz gelesen oder beschrieben werden. Ein Zugriff auf einzelne Bits ist nicht möglich, weswegen dieses Verfahren blockbasierte Adressierung genannt wird. Der Schreib-/Lesekopf wird über dem zu lesenden Block positioniert und liest mittels der Magnetisierung einen seriellen Datenstrom aus, welcher die Nutzdaten repräsentiert. Der Schreibvorgang erfolgt durch einen Magnetimpuls des Schreibkopfs. Da es bei einem Stromausfall vorkommen könnte, das der Schreib-/Leseköpfe auf der Scheiben- Oberfläche aufkommen können (Head-Crash) wird in einem solchen Fall, der Antrieb als Generator geschaltet um die Schreib-/Leseköpfe in eine Parkposition zu befördern.8

3.3. Gehäuse

Ebenfalls wichtig für eine HDD Festplatte ist das Gehäuse. Da kleinste Verunreinigungen der Luft innerhalb der Festplatte zu einem Head-Crash führen können ist das Gehäuse staubdicht versiegelt. Durch ein Belüftungsloch, was mit einem Filter versehen ist wird sichergestellt, das Temperaturänderungen und Luftdruckanpassungen stattfinden können. Eine weitere Methode ist die Füllung des Gehäuses mit Helium. Dadurch können Platten näher beieinanderliegen.9

[...]


1 Vgl. Destatis (2013), S. 11

2 Vgl. Ullenboom, C. (2011), S.1176

3 Vgl. http://www.heise.de/newsticker/meldung/SSD-Preise-fallen-weiterhin-kraeftig-2152642.html, Stand 22.12.2014

4 Vgl. http://www.technic3d.com/article/pics/919/HDD_Technische_Daten.jpg, Stand 22.12.2014

5 Vgl. http://www.pcguide.com/ref/hdd/op/mediaMaterials-c.html, Stand 22.12.2014

6 Vgl. Glenn, A. M. (2013), S. 123

7 Vgl. http://www.com-magazin.de/img/1/0/7/8/5/3/02-Plattenstruktur_w586_h600.png, Stand 29.12.2014

8 Vgl. http://www.hgst.com/tech/techlib.nsf/techdocs/85CC1FF9F3F11FE187256C4F0052E6B6/$file/80GNSpe c2.0.pdf, Stand 23.12.2014

9 Vgl. http://www.tomshardware.de/HGST-Helium,news-248133.html, Stand 23.12.2014

Details

Seiten
21
Jahr
2015
ISBN (eBook)
9783668131255
ISBN (Buch)
9783668131262
Dateigröße
799 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v314072
Institution / Hochschule
FOM Hochschule für Oekonomie & Management gemeinnützige GmbH, Frankfurt früher Fachhochschule
Note
1,7
Schlagworte
hard-disk-drive solid-disk-drive vor- nachteile festplattentypen vergleich leitfaden auswahl festplatte

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