Grundlagen: Festplattentechnik

Anordnung der Daten

Die Spuren sind als konzentrische Kreise auf den Plattern angeordnet. Jeder Kreis ist in mehrere Sektoren, auch Blöcke genannt, unterteilt. Die Sektoren/Blöcke sind in PC-Anwendungen meist für 512 Datenbyte eingerichtet. In Unix- oder Mainframe-Systemen sind die Blöcke auch größer. Dabei ist in einem Sektor noch zusätzlicher Platz für Verwaltungsinformationen erforderlich.

Schreiben und Lesen geschieht immer nur auf einem ganzen Sektor, auch wenn lediglich ein Teil der darauf befindlichen Daten tatsächlich genutzt wird. Zur leichteren Adressierung fasst man häufig mehrere Sektoren logisch zu so genannten Clustern zusammen.

Bei Festplatten mit mehreren Plattern bilden die geometrisch übereinander liegenden Spuren einen Zylinder. Dabei werden die Köpfe gemeinsam auf die jeweils anzusprechende Spur positioniert. Beim Schreiben großer Datenmengen hat dies den Vorteil, dass diese nicht nacheinander auf verschiedene Spuren einer Platte gespeichert werden, sondern gleichzeitig auf die jeweils gleichen Spuren der unterschiedlichen Scheiben. Da die elektrischen Umschaltzeiten zur Ansteuerung der Köpfe wesentlich kürzer sind als die für eine mechanische Neupositionierung, sind auf diese Weise höhere Übertragungsraten möglich.

Die Länge der konzentrischen Spuren ist in der Nähe der Achse kürzer als in den Außenbereichen. Damit nimmt auch die relative Geschwindigkeit zwischen Kopf und Spur nach außen zu. Wären die Sektoren hingegen Segmente gleichen Winkels, hätte dies eine Verschwendung von Speicherkapazität in den äußeren Spuren zur Folge. Daher befinden sich auf den längeren, äußeren Spuren mehr Sektoren als auf den inneren.

So entstehen Zonen mit jeweils gleich vielen Sektoren je Spur. Denn eine neue Zone lässt sich frühestens dann einrichten, wenn eine Spur mindestens so viel länger ist, dass ein weiterer kompletter Sektor für 512 Datenbyte Platz findet. Bei einer solchen Zoneneinteilung entstehen Strukturen, die wie Ausschnitte aus spiralförmigen Kurven aussehen und alle vom Mittelpunkt der Achse ausgehen. In der Regel besteht eine Plattenoberfläche aus 15 bis 25 Zonen.

Derzeit liegen die Bitdichten zwischen 30 und 60 GBit/inch2. Bei diesen Dichten werden etwa 30.000 bis 70.000 tpi geschrieben. Innerhalb der Spur werden 400 bis 600 KBit/Zoll aufgezeichnet. In Schreib-/Leserichtung sind die Bits daher sehr kurz, aber besonders breit. Das sieht dann so aus, als hätte man Streichhölzer quer zur Flugrichtung auf die Spur gelegt, wobei die Nord-/Süd-Orientierung in Bewegungsrichtung auch die Bitwertigkeit EINS oder NULL symbolisiert.