Datenspeicher
Der Datenspeicher dient der langfristigen Speicherung von Daten und Programmen.
HDD (Hard Disk Drive)
- Mechanische Festplatte mit magnetischen Platten
- Vorteile: Günstig, hohe Speicherkapazität
- Nachteile: Langsam, empfindlich gegen Erschütterungen
SSD (Solid State Drive)
- Speicherchips ohne bewegliche Teile
- Vorteile: Schnell, robust, leise
- Nachteile: Teurer als HDD, begrenzte Schreibzyklen
Flash-Speicher
- Speichertechnologie für SSDs, USB-Sticks, SD-Karten
- Arten: NAND-Flash (günstig, langlebig) und NOR-Flash (schnell, für Firmware)
Dateisysteme
- FAT32: Kompatibel, aber auf 4 GB Dateigröße begrenzt
- NTFS: Windows-Standard, unterstützt große Dateien
- exFAT: Optimiert für externe Speichergeräte
- EXT4: Standard für Linux-Systeme
RAID
RAID (Redundant Array of Independent Disks) fasst mehrere Festplatten zu einem logischen Laufwerk zusammen. Je nach RAID-Level wird es schneller, ausfallsicherer oder beides. Dafür geht ein Teil der Kapazität für Spiegelung oder Paritätsdaten verloren.
| Level | Verfahren | Mindestens | Nutzbare Kapazität (n Platten) | Darf ausfallen |
|---|---|---|---|---|
| RAID 0 | Striping: Daten verteilt, keine Redundanz | 2 Platten | n | keine |
| RAID 1 | Mirroring: alle Platten gespiegelt | 2 Platten | 1 Platte | n - 1 |
| RAID 5 | Striping mit verteilter Parität | 3 Platten | n - 1 | 1 |
| RAID 6 | Striping mit doppelter verteilter Parität | 4 Platten | n - 2 | 2 |
| RAID 10 | Spiegelpaare, darüber Striping | 4 Platten, gerade Anzahl | n / 2 | 1 je Spiegelpaar |
Beispiel: Vier Festplatten mit je 4 TB ergeben als RAID 5 eine nutzbare Kapazität von 3 × 4 TB = 12 TB, als RAID 10 nur 2 × 4 TB = 8 TB. Mit unterschiedlich großen Platten zählt jede nur so viel wie die kleinste.
- Parität: Prüfinformation, aus der sich der Inhalt einer ausgefallenen Platte wiederherstellen lässt (XOR über die übrigen Blöcke).
- Rebuild: Nach dem Tausch einer defekten Platte schreibt das RAID ihren Inhalt neu. Bis das fertig ist, darf bei RAID 5 keine weitere Platte ausfallen.
- Hot Spare: Eine eingebaute Reserveplatte, die bei einem Ausfall automatisch einspringt.
- Hardware- und Software-RAID: Ein RAID-Controller entlastet die CPU, ein Software-RAID (z. B. im Betriebssystem) ist günstiger.
RAID ersetzt kein Backup. Gelöschte, überschriebene oder von Schadsoftware verschlüsselte Dateien sind auf allen Platten gleichzeitig betroffen.
Nutzbare Kapazität und Ausfallsicherheit für eigene Werte berechnet der RAID-Rechner.