Wechselplatten, externe Disks im Miniaturformat oder das breite Angebot an Flash-Speichern von der SD-Card bis zum USB-Stick werden in zunehmendem Maße als temporärer Datenspeicher verwendet. Häufig ist sich Benutzer der spezifischen Risiken dieser Speichermedien nicht bewusst.

von Siegfried Dannehl

Die Entwicklung hin zu erhöhter privater wie beruflicher Mobilität beeinflusst die Art des Informationszugriffs und damit letztendlich auch die Art der Datenspeicherung. Mobilität und damit verbunden die Option, jederzeit und überall schnell reaktionsfähig zu sein, erfordert von Kommunikationsgeräten neben einer kompakten Bauform ein hohes Maß an Flexibilität und Funktionalität. Diese Anforderungen zeigen sich nicht nur in den neuesten Mobilfunkgenerationen, sondern auch in der Entwicklung innovativer Speichermedien.

Konventionelle Festplatten eher ungeeignet

Ein hohes Risiko gehen all jene Anwender ein, die handelsübliche Festplatten – egal ob Einbaulaufwerke oder externe Subsysteme – als Langzeitarchiv nutzen möchten. Nach Angaben unterschiedlicher Disk-Hersteller sind ihre Produkte unter üblichen Betriebsbedingungen (täglicher mehrstündiger Dauerbetrieb) zwar für eine Lebensdauer von fünf Jahren ausgelegt, jedoch als Langzeitarchiv weder getestet noch spezifiziert. Die weit verbreitete Annahme, magnetische Informationen seien auf einem gekapselten, »harten« Datenträger wie einer Festplatte Umwelt- und Temperatureinflüssen gegenüber generell resistenter, als wenn sie auf einem ungekapselten, »weichen« Datenträger wie einem Magnetband abgelegt sind, ist falsch. Die Bandherstellung benutzt zur Beschichtung Materialien und chemische Verbindungen, die für die Langzeitarchivierung konzipiert sind. Dieser Faktor ist für die magnetische Beschichtung von Harddisks von untergeordneter Bedeutung – hier liegt das Augenmerk eher auf einer häufigen Überschreibbarkeit.

Im Vergleich zu Magnetbändern sind Festplatten zudem hochkomplexe Systeme. Die Wahrscheinlichkeit, dass auf Grund von Umwelteinflüssen oder falscher Handhabung elektronische oder mechanische Fehler auftreten, ist um ein Vielfaches höher. So kann bereits ein elektrostatischer Impuls beim Berühren der Festplatte zu gravierenden elektronischen Schäden führen. Sollte der Anwender sich dennoch entschließen eine Harddisk als Langzeitspeicher zu nutzen, gilt es eine Reihe von Faktoren zu beachten:

	Ausgebaute Festplatten immer in antistatischen Verpackungen aufbewahren und schockabsorbierend lagern.
	Die Umgebungsluft sollte nicht korrosiv sein: Die Laufwerke sind nicht luftdicht gekapselt, sie verfügen über ein Filtersystem. Salzhaltige Umgebungsluft beispielsweise kann zu Beschädigungen an Reinigungsfiltern und Kunststoffteilen führen.
	Empfohlen wird darüber hinaus, die ausgebauten Drives in regelmäßigen Abständen mittels geeigneter Verifizierungsprogramme zu testen und für mindestens 0,5 bis 1 Stunde zu betreiben. Die Hersteller empfehlen Intervalle zwischen sechs und zwölf Monaten. Zum Einsatz kommen dabei beispielsweise die in den meisten Harddisks integrierte SMART-Technologie (»self-monitoring, analysis and reporting«) oder herstellerspezifische Diagnose-Tools wie der von Hitachi angebotene »drive fitness test« (DFT).

Eine weitere Möglichkeit, das Risiko von Festplatten als Langzeitspeicher zu reduzieren, ist der Einsatz von kleinformatigen Laufwerken der neuesten Modellgeneration (2,5 Zoll; 1,8 Zoll). Da sie für den mobilen Einsatz in verschiedenen Anwendungsbereichen entwickelt sind, zeigen sie sich zumindest Umwelteinflüssen gegenüber deutlich resistenter als konventionelle Produkte mit 3,5 Zoll.

Festplatten emulieren Magnetbänder

Iomegas Wechselplattenlaufwerk »REV« basiert auf der RRD-Technologie (»removable rigid disk«). Dabei werden die Daten wie bei einer Festplatte auf einer festen magnetischen Scheibe gespeichert. Im Gegensatz zur klassischen Harddisk ist bei RRD die 2,5 Zoll große Speicherscheibe allerdings in einer wechselbaren Cartridge untergebracht. Auf Grund der festplattenähnlichen Funktionsweise bietet REV im Vergleich zu Band- und CD/DVD-Medien schnelle Zugriffszeiten und eine hohe Datentransferrate. Die Cartridge verfügt über eine native Kapazität von 35 GByte. Werden die Daten komprimiert gespeichert, wächst die nutzbare Kapazität auf bis zu 90 GByte. Die elektronische Fehlerkorrektur bietet, ähnlich wie bei Magnetbändern, ein hohes Maß an Datensicherheit.

In ihrer Art ähnliche Ansätze verfolgen Imation und Quantum. Das »Ulysses«-System von Imation ist eine magnetbandähnliche Cartridge mit integrierter 2,5-Zoll-Festplatte. Mittels des Tape-Drive-Emulators funktioniert Ulysses genau wie Tape-Cartridges – mit dem Geschwindigkeitsvorteil einer Festplatte. Nach eigenen Angaben entwickelte Imation das Produkt, um insbesondere Tape-Automation zu beschleunigen. Der Tape-Drive-Emulator und die Festplatten-Cartridges von Imation haben gleiche Größe und Abmessungen wie herkömmliche Bandlaufwerke und Cartridges. Die Lebenserwartung der Cartridge wird von Imation mit etwa 2.000 kompletten Schreibzyklen angegeben. Die langfristige Datenhaltbarkeit beträgt für die eingesetzten 2,5-Zoll-SATA-Festplatten laut Herstellerangaben etwa fünf Jahre.

Quantums »GoVault« besteht, ähnlich wie Ulysses, aus transportablen – nach Herstelleraussagen – besonders robusten und langlebigen Einsteckfestplatten mit wahlweise 40, 80 und 120 GByte, einem Andockschacht für den Server und einer Backup-Software. Die kompakten Laufwerke (Gewicht etwa 100 g) sollen mit einer Haltbarkeitsdauer von zehn Jahren aufwarten und sind, laut Quantum, so robust konstruiert, dass sie den freien Fall aus einem Meter Höhe auf blanken Beton überstehen.

Neue Konzepte in der Schublade

Nach Ansicht von Experten werden Miniaturfestplatten als universelle Datenträger für den Transport und die Sicherung von Informationen kontinuierlich an Bedeutung gewinnen. So haben bereits vor längerer Zeit Unternehmen wie Canon, Fujitsu, Hitachi, Pioneer, Sanyo und Sharp das Konsortium Information Versatile Disk for Removable Usage (www.ivdr.org/) gegründet. Ziel der Gruppe ist die Entwicklung neuer Festplattenstandards für Consumer- und Mobility-Anwendungen. IVDR-Festplatten sollen sich von den konventionellen darin unterscheiden, dass sie explizit dafür konzipiert sind, regelmäßig entfernt und transportiert zu werden. Die Entwicklung steckt noch in den Kinderschuhen, bisher hat nur Hitachi den Prototyp eines entsprechenden Laufwerks vorgestellt.

Ebenfalls noch in einer frühen Entwicklungsphase steckt das von Seagate auf der diesjährigen Consumer Electronic Show in Las Vegas präsentierte »Tornado«-System. Es verwendet externe 2,5-Zoll-Festplatten mit serieller ATA-Schnittstelle, die über einen Adapter mit USB-2.0-Interface an IT-, Kommunikations- und Unterhaltungssysteme angeschlossen werden können. Sowohl das IVDR-Komitee als auch Seagate haben die Haltbarkeit ihrer Produkte bisher – analog zu der konventioneller Festplatten – mit fünf Jahren spezifiziert. Dieser Wert kann sich im Laufe der Entwicklung zur Marktreife durch geeignete Maßnahmen durchaus erhöhen – beispielsweise durch Verwendung spezieller Materialien. Auf Grund der aufwendigen Mechanik festplattenbasierter Datensicherungen und wegen ihrer Stoß- und Temperaturempfindlichkeit werden diese Systeme die Haltbarkeit von Magnetbändern und optischen Speicherplatten wohl dennoch nicht erreichen.

Flash-Speicher: wichtige Daten über mehrere Medien aufteilen

Nicht nur auf Grund ihrer kompakten Bauform, auch wegen der drastisch sinkenden Preise erfreuen sich halbleiterbasierte Flash-Speicher steigender Beliebtheit – sowohl in Form von Speicherkarten für Digitalkameras und Mobiltelefone als auch in Form von universell einsetzbaren USB-Sticks. Den Vorteilen – geringer Energieverbrauch, Unempfindlichkeit gegenüber Erschütterungen, hohe Kapazität (bei USB-Sticks inzwischen bis 64 GByte) – stehen allerdings auch spezifische Nachteile gegenüber. Neben der vergleichsweise geringen Schreibgeschwindigkeit kann sich die limitierte Überschreibbarkeit der Flash-Speicherzellen als Defizit erweisen.

Nach Empfehlung von Kingston Technology sollte der Anwender bei der Produktauswahl zwischen NAND-Flashzellen für normale oder hohe Beanspruchung unterscheiden. Flash-Speicher sind als Standard mit MLC-NAND-Chips (»multi-level cell«) ausgestattet und haben eine Lebensdauer von 10.000 Schreibzyklen. Hochwertige USB-Speicher verfügen demgegenüber über SLC-NAND-Chips (»single-level cell«). Diese verfügen nicht nur über eine dreifach höhere Schreibgeschwindigkeit, ihre Lebensdauer beträgt darüber hinaus 100.000 Schreibzyklen.

10.000 Schreibzyklen scheinen für Standard-Flash-Speicher zwar etwas wenig, können unter Umständen aber eine Lebensdauer von vielen Jahren bedeuten. In Produkten von Kingston verteilen beispielsweise die eingesetzten Controller die Belastung mit Hilfe spezieller Verfahren gleichmäßig auf alle Zellen des Speicherchips und verlängern damit seine Lebensdauer.
Laut Toshiba, dem Erfinder des Flash-Speichers und einem der führenden Anbieter von Flash-Chips, reichen die 10.000 Zyklen von MLC-NAND für viele Privatanwendungen völlig aus. So kann zum Beispiel eine Flash-Karte mit 256 MByte und MLC-NAND in der Regel 250 Bilder einer Kamera mit 4 Megapixel speichern. 10.000 Schreib/Lösch-Zyklen kombiniert mit den Nutzungsausgleichsalgorithmen des Controllers bedeuten dann, dass der Anwender innerhalb der erwarteten Lebensdauer der Karte etwa 2,5 Millionen Bilder speichern und/oder aufrufen könnte.

In der Regel liegt der Preis von MLC-Produkten etwa 30 Prozent unter dem vergleichbarer SLC-Produkte. Leider befinden sich bei den meisten USB-Sticks keinerlei Hinweise auf den verwendeten Speicher-Chip. Der Käufer sollte also nachfragen um sicher zu sein, dass er den für seine Anwendung und seine Sicherheitsansprüche passenden Flash-Speicher erwirbt.

Unter normalen Speicherbedingungen können Flash-Speicher die Daten bis zu zehn Jahre lang speichern. Dennoch empfehlen die Anbieter von Flash-Produkten, alle wichtigen Daten auf verschiedenen Medien zu sichern, um auch bei einem Ausfall auf der sicheren Seite zu sein.