50 Jahre Festplatte: Vom lahmen Riesen zum flotten Winzling

Wo sind die Daten? Track, Sektor & Zylinder

Der Schreibkopf erzeugt durch Induktion ein winziges magnetisches Feld, welches die magnetisierbare Schicht auf den Scheiben je nach Bit 0/1 genau unter dem Kopf beeinflusst. Diese geänderte Magnetisierungsrichtung kann der Lesekopf dann wieder auswerten. Die magnetische Schicht auf den Scheiben hat eine steile Hysterese, wodurch diese Schicht nicht durch äußere, stets vorhandene Magnetfelder beeinflusst werden kann.

Aktuelle Magnetscheiben werden radial in Spuren (Tracks), die wiederum in Blöcke gegliedert sind, beschrieben. Der gleiche Track auf allen Scheiben wird auch als Zylinder, und die gleiche Winkelposition über alle Scheiben als Sektor bezeichnet. Ein Block hat meist die Größe von 512 Byte. Vor nicht allzu langer Zeit sprach man die Festplatte über den Zylinder, die Kopfnummer und den Sektor an (CHS). Moderne Betriebssysteme und Festplatten arbeiten mit logischer Sektoradressierung (LBA) über alle Sektoren, beginnend von außen mit Null bis zum maximalen Sektor auf der Innenspur der Scheibe.

So kann die Firmware der Festplatte bei einem defekten Sektor diesen als defekt markieren, in eine Defektliste eintragen und einen Reservesektor an die logische Sektornummer eintragen – das alles automatisch. Reservesektoren sind bei einer Festplatte durch die Firmware versteckt, und die Anzahl und Position variiert je nach Hersteller. Zusätzlich zu den 512 Daten-Bytes kommen noch Fehlererkennungs- (ED) und Fehlerkorrekturcode (ECC/FEC) hinzu.

Die Kodierungen der Daten über die Jahre waren und sind:

  • GCR (Group Code Recording, Commodore Format)

  • MFM (Modified Frequenz Modulation)

  • RLL (Run Length Limited)

  • EFM (Eight-to-Fourteen Modulation)

  • PRML (Partial Response Maximum Likelihood)

  • EPRML (Enhanced PRML)

Mit den Kodierungen werden die Datenbits in Codefragmente übersetzt und so auf das Medium geschrieben, dass die Fehlerkorrektur greifen kann. Zum Teil kommt es dadurch auch zu einer Kompression der Daten.