Bei all dem Gerede über neue Solid State Drives und die von ihnen gebotenen Übertragungsgeschwindigkeiten kann man leicht die altehrwürdige, plattenbasierte Festplatte übersehen. Tatsache ist, dass es immer noch keinen besseren Preis pro Gigabyte gibt, wenn es um die Speicherung geht, als die traditionelle Festplatte.
Die technologischen Fortschritte bei plattenbasierten Festplatten halten sie als lebensfähige Datenspeichergeräte aufrecht, und, auch wenn es schwer vorstellbar ist, sind die heutigen 5400RPM-Laufwerke sogar schneller als die 7200RPM-Laufwerke von vor ein paar Jahren. Und warum? Die Umdrehungsgeschwindigkeit ist nicht mehr der einzige entscheidende Faktor für die Leistung plattenbasierter Festplatten. Mit dem Aufkommen von PMR nimmt die Flächendichte der heutigen Laufwerke zu, und die Kopfbewegung ist schneller, weil der Abstand zu den Datenpunkten kürzer ist. Das hört sich wahrscheinlich wie ein Haufen Kauderwelsch an, also erklären wir es etwas genauer…
Was ist die Flächendichte?
Auch bekannt als Bitdichte, ist die Flächendichte die Menge an Daten, die auf jede Platte der Festplatte gepackt werden kann. Je höher die Dichte, desto mehr Daten. Je kompakter die Daten sind, desto schneller können die Laufwerksmechanismen von Bit zu Bit springen, um Daten zu lesen und zu schreiben. Die Dichte wird normalerweise in Gigabit pro Quadratzoll (Gb/in2) angegeben. Stellen Sie sich das wie zwei Zeitungsausträger vor. Jeder hat die gleiche Menge an Zeitungen auszutragen, jeder ist mit dem Fahrrad unterwegs.
Aber einer hat eine Route, die sehr ländlich ist, mit viel Ackerland zwischen den einzelnen Häusern. Die andere führt durch ein dichtes Wohngebiet, in dem die Häuser direkt aneinander gebaut sind. Wer wird zuerst fertig? Derjenige, der weniger Fläche abzudecken hat, natürlich.
Perpendicular Magnetic Recording (PMR) vs. Longitudinal Recording
Alle elektronischen Daten, in ihrer reinsten Form, lassen sich immer noch in Einsen und Nullen zerlegen. Einschalten oder ausschalten. Die Langzeitspeicherung dieser Daten begann mit Lochkarten. Jeder Abschnitt der Karte war entweder mit einem Loch versehen (was eine „Null“ anzeigte) oder nicht (was eine „Eins“ anzeigte). Tausende von Karten wurden benötigt, um die einfachsten Aufgaben zu erledigen. Glücklicherweise haben wir uns über andere Methoden der Datenspeicherung – hauptsächlich unter Verwendung winziger magnetischer Partikel, die auf irgendeinem Medium aufgereiht sind (sei es ein Band, eine Kassette, Trommeln, Disketten, CDs, DVDs usw.) – bis hin zu den heutigen Festplatten weiterentwickelt.
Stellen Sie sich jedes Datenelement als einen klitzekleinen Dominostein vor. Ein Ende ist positiv, das andere negativ, und je nachdem, in welche Richtung das Plättchen zeigt, wird die Null oder die Eins bestimmt. Jahrelang haben die Festplattenhersteller diese Dominosteine in Längsrichtung um die Platten herum angeordnet (wie oben dargestellt).
Jetzt hat sich die Technologie so entwickelt, dass die Festplattenhersteller jeden dieser Dominosteine auf das Ende stellen können, was eine höhere Dichte ermöglicht. Wenn wir unser Beispiel wörtlich nehmen, wäre es so, als würde man jeden der Dominosteine an einem Ende statt auf der Vorderseite des Steins markieren. Durch diese Art der Stapelung (wie rechts dargestellt) passen viel mehr Dominosteine (mehr Bits auf dem Laufwerk) auf den Tisch. Dadurch verringert sich auch der Abstand von einem Datenpunkt zum nächsten, was ein schnelleres Laufwerk bedeutet.
Ist die Umdrehungsgeschwindigkeit nicht immer noch wichtig?
Natürlich ist sie das! Nehmen wir noch einmal unsere beiden Zeitungszusteller und mischen die Dinge ein wenig. Geben wir unserem Landzusteller einen kleinen Vorteil und setzen ihn statt auf ein Fahrrad (ein Fahrzeug mit 5400 U/min) auf ein Moped (ein Fahrzeug mit 7200 U/min). Jetzt macht die Flächendichte der Häuser wirklich einen Unterschied, wer als Erster ins Ziel kommt. Wenn die Zustellroute und die Anzahl der Zeitungen gleich sind, ist es ein Kinderspiel – das schnellere Transportmittel gewinnt.
Aber geben wir unserem Zeitungsjungen auf dem Fahrrad jetzt mehr Häuser pro Kilometer und die gleiche Anzahl von Zeitungen, die er ausliefern muss – obwohl das Moped ein schnelleres Transportmittel ist (Drehgeschwindigkeit), kommt unser Zeitungsjunge auf dem Fahrrad als Erster ins Ziel.
Lassen wir nun Papa ihn im Auto fahren (was, sagen wir, eine Schleuderdrehzahl von 10.000 U/min bedeutet), so kommt das Auto als erstes ins Ziel, aber wenn das Auto 5 Meilen zurücklegen muss, um ins Ziel zu kommen, und das Fahrrad nur zwei Häuserblocks, dann besteht eine gute Chance, dass das Fahrrad zuerst ins Ziel kommt. Die Flächendichte macht also einen großen Unterschied. Richtig?
Hört sich in der Theorie gut an, können Sie das auch beweisen?
Sicherlich…
Wir haben beschlossen, einige Notebook-Laufwerke von vor ein paar Jahren gegen heutige Laufwerke zu testen. Für diese Tests wurde jedes Laufwerk in unser OWC Mercury Elite Pro Mini-Gehäuse eingebaut, und die QuickBench-Benchmarks wurden über die eSATA-Verbindung durchgeführt (mit einer Geschwindigkeit von bis zu 300 MB/s). Bei den Laufwerken, die wir für die Tests zur Verfügung hatten, handelte es sich um ein 200-GB-Laufwerk Toshiba MK2035GSS mit 4200 U/min und ein 100-GB-Laufwerk Hitachi Travelstar 7K100 mit 7200 U/min, die beide erst etwa fünf Jahre alt sind.
Beginnen wir mit dem 4200-RPM-Laufwerk, das im Durchschnitt bescheidene 25 MB/s beim Lesen und 39 MB/s beim Schreiben erreicht…
Wie zu erwarten war, machte die Umdrehungsgeschwindigkeit des Laufwerks damals den Unterschied aus, wie Sie unten sehen können, verdoppelte sich die Lesegeschwindigkeit bei 7200 U/min und erhöhte sich die Schreibgeschwindigkeit um 25 %
Das fünf Jahre alte 7200-U/min-Laufwerk mit einer geringeren Flächendichte und einer linearen Aufzeichnungstechnologie erreichte eine Lese- und Schreibgeschwindigkeit von etwa 50 MB/s. Betrachten wir nun ein modernes Laufwerk mit 5400 U/min wie das Samsung SpinPoint M8 mit 1,0 TB. Dieses langsamer drehende Laufwerk mit 5400 U/min bietet eine mehr als doppelt so hohe Datenübertragungsrate wie das schneller drehende Laufwerk mit 7200 U/min von vor ein paar Jahren.
Was bedeutet 5400 gegenüber 7200 U/min für mich?
Während der Hauptvorteil der Senkrechtaufzeichnung ursprünglich darin bestand, mehr Daten auf einer einzigen Platte unterzubringen, um größere Laufwerksvolumina zu schaffen, bedeutet der zusätzliche Vorteil des schnelleren Zugriffs, dass, wenn Sie in den letzten Jahren dasselbe Laufwerk verwendet haben, ein einfacher Austausch des Laufwerks gegen ein neueres Modell Ihre Maschine viel schneller machen kann.