AP1

Datenspeicher

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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  

Links eine geöffnete HDD mit drehender Magnetscheibe und einem Arm mit Lesekopf, rechts eine SSD als Platine mit Flash-Speicherchips und ohne bewegliche TeileLinks eine geöffnete HDD mit drehender Magnetscheibe und einem Arm mit Lesekopf, rechts eine SSD als Platine mit Flash-Speicherchips und ohne bewegliche Teile

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.

RAID 0, 1, 5 und 10 als Festplatten mit Datenblöcken: RAID 0 verteilt A1 und A2 auf zwei Platten, RAID 1 spiegelt alles, RAID 5 verteilt Daten und Paritätsblöcke reihum auf drei Platten, RAID 10 spiegelt Plattenpaare und verteilt die Daten über die PaareRAID 0, 1, 5 und 10 als Festplatten mit Datenblöcken: RAID 0 verteilt A1 und A2 auf zwei Platten, RAID 1 spiegelt alles, RAID 5 verteilt Daten und Paritätsblöcke reihum auf drei Platten, RAID 10 spiegelt Plattenpaare und verteilt die Daten über die Paare

LevelVerfahrenMindestensNutzbare Kapazität (n Platten)Darf ausfallen
RAID 0Striping: Daten verteilt, keine Redundanz2 Plattennkeine
RAID 1Mirroring: alle Platten gespiegelt2 Platten1 Platten - 1
RAID 5Striping mit verteilter Parität3 Plattenn - 11
RAID 6Striping mit doppelter verteilter Parität4 Plattenn - 22
RAID 10Spiegelpaare, darüber Striping4 Platten, gerade Anzahln / 21 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.