Der passende Anschluss – Festplattenkabel und Adapter finden

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Der passende Anschluss für die Festplatte – Festplattenkabel und Adapter finden

Festplatten sind auf dem Markt in sehr unterschiedlichen Ausführungen erhältlich. Neben dem zur Verfügung stehenden Speicherplatz, der Lese- und Schreibgeschwindigkeit und den Ausmaßen der Festplatte ist die Schnittstelle von besonderer Bedeutung, um die optimale Leistung ausnutzen zu können. Der folgende Ratgeber informiert Sie über die unterschiedlichen Formate, Schnittstellen, Kabel und mögliche HDD-Adapter.

Unterschiedliche Festplatten-Typen

Die herkömmlichen Festplatten, sogenannte HDD-Festplatten (Hard Disk Drives), sind magnetische Speichermedien, in denen die Daten auf rotierenden Scheiben mit magnetischer Beschichtung gespeichert werden. Erhältlich sind diese Festplatten bis zu einer Größe von rund 4 TByte. Die Lese- und Schreibgeschwindigkeit ist je nach Modell gut, jedoch ist eine andere Lösung viel schneller und gleichzeitig robuster: SSD-Festplatten (Solid-State-Drives) nutzen dieselbe Schnittstelle, die die herkömmlichen Festplatten verwenden. Da in ihnen keine beweglichen Teile arbeiten, sind diese Festplatten robuster gegen Schläge und Stöße von außen. Aufgrund der fehlenden drehenden Scheiben im Inneren produzieren die SSD-Festplatten keine Geräusche, das übliche Klackern der Festplatte entfällt. Dank sehr kurzer Zugriffszeiten übertreffen die SSD-Festplatten die HDD-Festplatten bezüglich der Geschwindigkeit bei Lese- und Schreibvorgängen bei Weitem. Einziger Nachteil der Flash-Laufwerke ist der im Vergleich zu den HDD-Laufwerken höhere Preis pro GByte. Damit die Festplatten so schnell wie möglich arbeiten, muss die schnellste verfügbare Verbindung zum Laptop oder Desktop-PC verwendet werden. So ist der Anschluss über eine ATA-Schnittstelle nicht zu empfehlen, da die Bandbreite dieser die maximal mögliche Geschwindigkeit einer SSD-Festplatte begrenzt.

Die unterschiedlichen Anschlüsse für Festplatten

Mit der ständigen Weiterentwicklung von schnelleren und größeren Festplatten sind viele unterschiedliche Schnittstellen entwickelt worden. Teilweise sind diese über entsprechende Adapter miteinander kompatibel. Die maximale Datenübertragungsgeschwindigkeit variiert dabei sehr.

Die parallele ATA- (IDE-, EIDE-) Schnittstelle

Die IDE-Schnittstelle ist ein weitverbreiteter Standard. Während diese zwar im Desktop-PC-Bereich von der Serial-ATA-Schnittstelle weitgehend verdrängt wurde, ist die Schnittstelle auch bei Festplattenrekordern und Spielekonsolen weit verbreitet. Durch die immer schnellere Übertragung von Daten stößt die Schnittstelle mit der parallelen Datenübertragung an ihre Grenzen. Für die Verwendung von sehr schnellen SSD-Laufwerken ist diese Schnittstelle daher nicht geeignet. Die seriellen Leitungen ermöglichen wesentlich schnellere Datenübertragungen. Die ATA-Festplatte wird über Jumper für die ATA-Schnittstelle konfiguriert, entweder als Master- oder als Slave-Laufwerk. Die Festplatte, die für das Betriebssystem verwendet wird, muss als Master gejumpert sein. So stehen mit einer ATA-Schnittstelle zwei Bus-Adressen zur Verfügung, sodass zwei Festplatten an einer Schnittstelle angeschlossen werden können. Da die meisten Mainboards über zwei ATA-Schnittstellen verfügen, sind so bis zu vier Festplatten anschließbar. In der Regel wird eine dieser Anschlussmöglichkeiten für ein CD-/DVD-Laufwerk verwendet. Optional ist die Verwendung einer Compact-Flash-Karte über einen Adapter ebenfalls möglich. Dabei ist zu beachten, dass zwei Geräte an einem Kabel sich die Geschwindigkeit teilen und das langsamere Gerät das schnellere ausbremsen kann. Wenn möglich, sind die Geräte daher am besten einzeln anzuschließen.

SCSI (Small Computer System Interface)

Während bei den IDE-Festplatten nur zwei Adressen für die Schnittstelle zur Auswahl stehen, sind es bei der parallelen SCSI-Schnittstelle je nach Controller 7 bis 15 Adressen. Entweder wird die Auswahl über Jumper oder über einen kleinen Drehschalter vorgenommen. Moderne Geräte vergeben die Adressen automatisch, sodass die Jumper nur noch genutzt werden, wenn die automatische Vergabe beeinflusst werden soll. Um einen Computer mit einem SCSI-Gerät zu verbinden, ist ein Host-Bus-Adapter (HBA) nötig. Meist dient die Schnittstelle zur Verbindung mit Festplatten oder Bandlaufwerken, doch auch Scanner und optische Laufwerke können so mit dem Computer verbunden sein. Mit Einführung des SCSI-3-Standards ist die SCSI-Schnittstelle als Protokoll definiert, welches sich unterschiedlicher Transportmechanismen bedienen kann (SAS, SATA, Fibre Channel). SCSI-Kabel sorgen für die Verbindung zwischen SCSI-Festplatte und dem Mainboard.

Unterschiedliche SCSI-Adapter sind erhältlich. Möglich ist z. B. ein Adapter von 50 Pin auf 68 Pin und umgekehrt. SCSI-Kabel sind unterscheidbar für interne und externe Geräte. Die SCSI-Schnittstelle war lange Zeit bei Servern und Workstations weit verbreitet, inzwischen findet diese hauptsächlich über SAS in Servern Verwendung. SCSI-Geräte sind teurer als IDE/SATA-Geräte, und Consumer-Mainboards sind meist nicht mit einem SCSI-Controller ausgestattet, sodass dieser ebenfalls nachgerüstet werden muss. Durch die weite Verbreitung des USB-Ports hat die SCSI-Schnittstelle weiter an Bedeutung verloren. Heute wird die Schnittstelle noch bei High-End-Peripherie und Hochleistungs-Workstations eingesetzt. Teile des Befehlssatzes für die SCSI-Schnittstelle tauchen in anderen Standards wie USB, IEEE 1394, ATAPI und Fibre Channel wieder auf.

SATA (Serial Advanced Technology Attachment)

Die Seriell-ATA-Schnittstelle wird seit 2002 bei Notebooks und Desktop-PCs verwendet und ist eine Weiterentwicklung des älteren ATA-Standards. Die Daten werden bei dieser Schnittstelle Bit für Bit übertragen, während bei dem ATA-Standard 16-Bit-Wörter übertragen wurden. Seit dieser Zeit sind auf dem Markt Festplatten mit SATA-Schnittstelle erhältlich. Hauptsächlich wird die Schnittstelle zum Datenaustausch zwischen Festplatte und Prozessor verwendet. Diese sind in unterschiedlichen Größen erhältlich: mit 3,5 Zoll für Desktop-PCs oder große externe Festplattengehäuse oder in 2,5 Zoll für Notebooks und kleine externe Gehäuse. Die Vorteile gegenüber der ATA-Schnittstelle sind die vereinfachte Kabelführung und der maximal mögliche Datendurchsatz. Erweiterte Versionen der SATA-Schnittstelle ermöglichen den Austausch der Datenträger während des Betriebs (Hot-Plug). Der Standard hat sich durchgesetzt, IDE-Festplatten werden heute kaum noch angeboten.
Die Verwendung der SATA-Schnittstelle ist nicht auf Festplatten begrenzt. So sind auch DVD-Laufwerke, Speicherkartenlesegeräte und Bandlaufwerke über die Schnittstelle ansprechbar. Die erste Version der SATA-Schnittstelle überträgt Daten mit einer Geschwindigkeit von 150 Mbyte/s. Diese ist somit kaum schneller als die schnellste ATA-Schnittstelle (133 Mbyte/s). Mit der Serial-ATA Revision 3.0 sind Datenübertragungsgeschwindigkeiten von 600 Mbyte/s möglich. Bei der Verwendung von normalen HDD-Festplatten ist die Wahl der Schnittstelle irrelevant, da die Geschwindigkeit der Festplatte die der Schnittstelle nicht übertrifft. Für die wesentlich schnelleren SSD-Festplatten gilt dies jedoch nicht. Unterschiedliche SATA-Adapter sind erhältlich, mit denen eine Verbindung zur IDE- oder USB-Schnittstelle möglich ist. SATA-Geräte sind auch über die SAS-Schnittstelle nutzbar. Dazu wird der SCSI/ATA Translation Layer benötigt (SATL). SAS-Laufwerke sind umgekehrt jedoch nicht an einem SATA-Controller einsetzbar.

eSATA (External Serial ATA)

Die SATA-Schnittstelle wurde für die Verbindung von Geräten innerhalb eines Rechners entwickelt. Stecker und Kabel sind mechanisch nicht ausreichend belastbar und für den Betrieb eines externen Geräts nicht ausreichend gegen elektromagnetische Störungen abgeschirmt. Um eine externe Festplatte über die schnelle SATA-Schnittstelle verbinden zu können, wurde die eSATA-Schnittstelle entwickelt. Unterschiedliche eSATA-Adapter ermöglichen die Verbindung zu SATA und USB. Je nach verwendetem eSATA-Controller ist Hot-Plug nicht möglich. Bevor der Computer hochgefahren wird, muss dann das eSATA-Gerät verbunden bzw. vor dem Entfernen der Rechner heruntergefahren werden. Ein Nachteil gegenüber USB-Geräten ist vorhanden: Die eSATA-Geräte benötigen eine zusätzliche Stromversorgung. An einer Standardisierung von eSATAp (Power-over-eSATA) wird gearbeitet.
Die maximal mögliche Datenübertragungsgeschwindigkeit liegt bei 3 GBit/s. Serial ATA 3.0 wurde im August 2008 veröffentlich. Damit sind 6.0 GBit/s möglich, was vor allem Solid State Drives zugutekommt. Mini-SATA (mSATA) ist eine kleinere Variante des Standards. Auch für die mSATA-Schnittstelle sind verschiedene mSATA-Adapter erhältlich. SATA Express (SATA 3.2) wurde im August 2013 veröffentlicht. Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 8 GBit/s sind damit möglich. Die Technologie basiert auf PCI Express 3.0. Die neueren Versionen sind meist zu den älteren abwärtskompatibel, jedoch muss die langsamere Geschwindigkeit hingenommen werden. Per Software oder Jumper wird eine neue Festplatte für den älteren und langsameren Übertragungsmodus konfiguriert.

SAS (Serial Attached SCSI)

Erste Festplatten mit SAS (Seriell Attached SCSI) sind seit dem Jahr 2005 erhältlich. Die Schnittstelle ist der potenzielle Nachfolger der SCSI-Schnittstelle. Teilweise ist die SAS-Schnittstelle zur SCSI-Schnittstelle abwärtskompatibel. Die Daten werden bei der SAS-Schnittstelle jedoch seriell übertragen. Vorteile sind die im Vergleich zur SCSI-Schnittstelle höhere Datenübertragungsgeschwindigkeit und die Möglichkeit, theoretisch mehr als 16.000 Geräte in einem einzigen Verbund anzusprechen.
Weiter ist es möglich, Kabellängen von bis zu 10 Metern zu verwenden (SCSI maximal 2 Meter). Die Steckverbindungen von SAS sind zu SATA kompatibel, somit auch zu SATA-Festplatten. Wenn SAS-Festplatten verwendet werden, ist ein SAS-Controller notwendig. In der dritten Ausbaustufe arbeitet SAS mit einer Geschwindigkeit von 12 GBit/s (2013). Die erste Ausbaustufe ermöglichte 3 GBit/s, die zweite 6 GBit/s. Verglichen mit der SATA-Schnittstelle verwendet die Schnittstelle einen größeren Spannungsbereich. Mithilfe von Expandern ist es möglich, über die Schnittstelle eine Speicherdomäne mit SAS-Geräten aufzubauen. Die Geräte erfüllen dann eine ähnliche Funktion wie Switches. Üblicherweise verfügen SAS-Festplatten über zwei SAS-Anschlüsse. Eine Möglichkeit ist, die beiden Anschlüsse zur Leistungssteigerung zu bündeln. Damit ist eine Datenübertragung von 12 GBit/s (dritte Ausbaustufe) möglich. Alternativ wird die zweite Schnittstelle zum Dual Porting genutzt, wodurch es möglich ist, die Festplatte an zwei Host-Adaptern anzuschließen. So können voneinander unabhängige Systeme dieselbe Festplatte verwenden. SAS-Kabel können in SATA-Geräte gesteckt werden, SATA-Kabel jedoch nicht in SAS-Geräte. Die Abwärtskompatibilität zu SATA ist somit gegeben.

Fibre-Channel-Interface

Das Fibre-Channel-Interface wurde ursprünglich für die Anwendung in Speichersubsystemen entwickelt. Die serielle Schnittstelle ist noch leistungsfähiger und ist für die kontinuierliche Hochgeschwindigkeitsübertragung von großen Datenmengen konzipiert worden. Wie bei USB wird die Festplatte nicht direkt, sondern über FC-Switches, FC-HUBs oder FC-Controller angesprochen. Die notwendigen Kabel (Fibre-Channel-Kabel) sind bei eBay erhältlich. Häufiges Anwendungsfeld sind Storage Area Networks. Erweiterungskarten, die Servern die Kommunikation über Fibre-Channel ermöglichen, heißen Host-Bus-Adapter (HBA).

Anschlüsse für externe Festplatten

Externe Festplatten sind als USB-Festplatte, eSATA-Festplatte, Firewire-Festplatte oder als logischer Massenspeicher (NAS) über WLAN oder Ethernet-Anschluss erhältlich. Eine Möglichkeit letzterer externer Festplatten ist, dass in einem Gehäuse zwei Festplatten verbaut sind und diese als ein logisches Laufwerk auftreten (RAID-System). NAS-System arbeiten sehr ähnlich, nutzen jedoch einen Netzwerkanschluss. Die Kapazität ist bei diesen quasi unbegrenzt erweiterbar.

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