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Geschrieben von Kees Jan Meerman
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Aktualisiert am
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Min. Lesezeit 6 Min
Zusammenfassung: Festplattenlaufwerke werden immer billiger, schneller und kleiner. Dies ist ein Überblick über die jahrzehntelangen Durchbrüche, die unsere Beziehung zur Datenspeicherung verändert haben.
Inhaltsverzeichnis
Die Ursprünge des Laufwerks für Festplatten
Es ist fast sieben Jahrzehnte her, dass IBM das erste Laufwerk der Welt entwickelt hat - das IBM 350 Plattenspeichergerät. Es wurde als primärer Speicher im IBM 305 RAMAC Computer verwendet und war das erste Gerät, das nach dem Zufallsprinzip auf Informationen zugreifen konnte. Der IBM 350 wurde als "Wunderspeicher" bezeichnet und beschleunigte das Abrufen von Informationen exponentiell - von Stunden oder Tagen auf wenige Sekunden. Die Entwicklung war jedoch nicht ohne Schluckauf.
Der Grundstein wurde 1952 von einer Gruppe von IBM-Ingenieuren unter der Leitung des Vaters der Festplatte, Reynold B. Johnson, in einem abgelegenen Landstrich gelegt, der heute als Silicon Valley bekannt ist. Doch nur ein Jahr nach Beginn der Entwicklung wurde das Projekt vom IBM-Vorstand gestrichen, möglicherweise weil es den Absatz der hochprofitablen Hollerith-Lochkarten beeinträchtigt hätte. Rey Johnson beschloss jedoch, den Auftrag nicht zu befolgen und arbeitete weiter an dem Projekt.
Nachdem er vier Jahre lang mit technischen und gestalterischen Hürden gekämpft hatte, stellte Reynolds Team im IBM-Labor in San Jose schließlich den RAMAC 305 vor - ein schrankgroßes Gerät, das mehr als eine Tonne wog. Seine Speichereinheit, das IBM 350 Laufwerk, bestand aus 50 24-Zoll-Platten (Platter), die sich jeweils mit 1200 Umdrehungen pro Minute drehten und insgesamt 3,75 MB Speicherplatz boten (Modell 1). Im Vergleich zu bestehenden Computersystemen war es jedoch revolutionär. Es konnte das Äquivalent von etwa 64.000 Lochkarten speichern und die Daten sofort abrufen.
Obwohl sie für ihre Zeit bahnbrechend waren, waren die frühen Laufwerke sperrig, teuer und zerbrechlich und boten nur eine begrenzte Speicherkapazität. 5,25-Zoll-Laufwerke waren zum Beispiel schon um die Jahrhundertwende im Umlauf. Quantum brachte in den späten 1990er Jahren die Bigfoot TX-Serie auf den Markt. Sie ist mehr als zehnmal so sperrig und hat eine tausendmal geringere Speicherkapazität als die 2,5-Zoll-Festplatten, die derzeit im Umlauf sind. Schauen Sie sich zum Vergleich das Bild unten an.
Heute haben sich Laufwerke so entwickelt, dass sie in Ihre Handfläche passen und Terabytes an Speicherplatz bieten. Infolgedessen hat das weltweite Datenaufkommen in den letzten zwei Jahrzehnten exponentiell zugenommen.
In diesem Artikel werfen wir einen ausführlichen Blick auf die bemerkenswerte Entwicklung von Festplattenlaufwerken (HDDs) und wie sie unsere digitale Welt weiterhin prägen.
Die Entwicklung der Laufwerke
Für einen Computernutzer wird die Entwicklung der Laufwerkstechnologie deutlich, wenn er sie benutzt:
- wird die Speicherkapazität erhöht;
- die Kosten pro GB Speicherplatz werden reduziert;
- die Größe und das Gewicht der Laufwerke zu reduzieren; und
- die Leistungsmerkmale der Laufwerke zu verbessern.
Die ersten drei dieser Kategorien werden in diesem Artikel behandelt.
Entwicklung von HDDs in Bezug auf die Speicherkapazität
Seit den Anfängen der Festplatten folgt ihre Speicherkapazität dem Mooreschen Gesetz, d.h. sie hat sich historisch gesehen alle 2-3 Jahre verdoppelt (mit gewissen Schwankungen). Von weniger als 5 MB im Jahr 1957 bis zu 32 TB im Jahr 2025 sind die Festplattenkapazitäten mit einer enormen jährlichen Rate gewachsen.
Anmerkung: Die Verdopplungsrate hat sich in den letzten Jahren im Vergleich zum letzten Jahrhundert etwas verlangsamt. Das liegt daran, dass es physikalische Grenzen für die superparamagnetischen Grenzen herkömmlicher Medien wie Festplatten gibt.
Die folgende Tabelle zeigt das Wachstum der Festplattenkapazität von 1957 bis zum heutigen Tag.
| Jahr | HDD Name / Modell | Kapazität |
| 1957 | IBM 350 (RAMAC) | 3.75 MB |
| 1964 | IBM 2311 | ~7,25 MB |
| 1970 | IBM 3330 "Merlin" | ~100 MB |
| 1973 | IBM 3340 "Winchester" | 35 MB oder 70 MB |
| 1979 | IBM 3370 | ~571 MB |
| 1980 | IBM 3380 | ~2,52 GB (2 × 1,26 GB) |
| 1980 | Seagate ST-506 (5,25″) | 5 MB |
| 1983 | Rodime RO351/RO352 (3,5″) | 10 MB |
| 1988 | PrairieTek 220 (2,5″) | 20 MB |
| 1991 | IBM 0663 "Corsair" (3,5″) | ~1 GB |
| 1994-1997 | Verschiedene Desktop-HDDs | Bis zu ~16 GB |
| 1999 | IBM Microdrive (1″ Formfaktor) | 170 MB & 340 MB |
| 2004-2006 | Mainstream-Desktops | ~200-300 GB |
| 2007 | Hitachi Deskstar 7K1000 | 1 TB |
| 2009 | Western Digital 2.5″ HDD | 1 TB |
| 2013 | Mit Helium gefüllte HDDs (eingeführt von HGST) | Bis zu 6 TB |
| Ende der 2010er Jahre | Verschiedene Enterprise HDDs | 10-18 TB |
| 2021 | Seagate HAMR Laufwerke | 20 TB |
| 2024 | Seagate Exos M | 32 TB |
| 2025 | Seagate Exos M (aufgerüstet) | 36 TB |
Hinweis: Laut der Ankündigung von Dave Mosley, CEO von Seagate, im Januar 2025, wird ein 60 TB Laufwerk vor 2030 auf den Markt kommen. Dieses Laufwerk sowie die 32 TB- und 36 TB-Varianten werden jedoch aufgrund der hohen Nachfrage von Unternehmen höchstwahrscheinlich nicht im Handel erhältlich sein. Die größte Festplatte, die ab 2025 für Privatanwender erhältlich sein wird, ist die Western Digital Gold Enterprise HDD mit einer Kapazität von 26 TB.
Als die Kapazitäten in die Höhe schnellten und die Kosten für Forschung und Entwicklung stiegen, stiegen viele Hersteller von Laufwerken aus oder fusionierten. Es bleiben nur drei große Hersteller übrig (Seagate, Western Digital und Toshiba). Diese kleinere Gruppe von Akteuren investiert stark in komplexe Technologien (z.B. heliumgefüllte, HAMR), um die Kapazität weiter zu erhöhen und die Kosten zu senken.
Entwicklung der HDDs in Bezug auf die Kosten pro GB
1956: $109.000.000/GB (Wert im Jahr 2025; inflationsbereinigt)
1980: $122.650/GB (Wert im Jahr 2025; inflationsbereinigt)
2025: $0,031/GB
1980 stellte IBM das 3380 Direct Access Storage Device vor, das erste Laufwerk der Welt mit einer Kapazität von einem Gigabyte. Es bestand aus zwei 1,26 GB großen Festplatten und hatte eine Datenübertragungsrate von 3 MB/Sek.
Zunächst kamen sechs Modelle des IBM 3380 auf den Markt, deren Preise zwischen $81.000 und $142.200 lagen. Die Mietkosten lagen zwischen $1.800 und $3.713 pro Monat. Das entspricht Kosten von etwa 32.143 $ pro GB für das billigste Modell zu dieser Zeit (entspricht 122.650 $ im Jahr 2025).
Ein externes Laufwerk mit 4 Terabyte (TB) ist derzeit in Europa für etwa €130 erhältlich. Das entspricht einem Preis von etwa 0,0325 € pro GB.
Dieser deutliche Rückgang der Kosten pro GB von mehr als 100 Millionen Dollar auf 0,031 Dollar verdeutlicht die bemerkenswerten Fortschritte in der Technologie der Laufwerke und der Fertigungseffizienz in den letzten 70 Jahren. Die folgende Tabelle zeigt, wie stark die Preise für Laufwerke in diesem Zeitraum gesunken sind und wie stark die Kapazität gestiegen ist.
| S/N | Jahr | Das Unternehmen | Modell | Formfaktor | Kapazität | Kosten (US$) | Preis/GB (US$)* |
| 1 | 1956 | IBM | 350-1 | 24″ | 3.75 MB | 34,500 | 9,200,000 |
| 2 | 1959 | IBM | 350-3 | 24″ | 7.5 MB | 57,000 | 7,600,000 |
| 3 | 1960 | IBM | 1405-1 | 24″ | 10 MB | 36,000 | 3,600,000 |
| 4 | 1964 | IBM | 2311-1 | 14" | 7.25 MB | 25,510 | 3,520,000 |
| 5 | 1966 | IBM | 2314 | 14″ | 29.2 MB | 30,555 | 1,048,000 |
| 6 | 1970 | IBM | 3330-1 "Merlin" | 14″ | 100 MB | 25,970 | 259,700 |
| 7 | 1974 | IBM | 3330-II | 14″ | 200 MB | 37,000 | 185,000 |
| 8 | 1985 | Seagate | ST-225 | 5.25″ HH | 20MB | 695 | 34,750 |
| 9 | 1988 | Seagate | ST-238 | 5,25" HH | 30 MB | 299 | 10,000 |
| 10 | 1990 | Seagate | ST227R-1 (RLL) | 3.5″ | 65 MB | 339 | 5,215 |
| 11 | 1995 | Conner | CP1275 (IDE) | 3.5″ | 1,3 GB | 278 | 214 |
| 12 | 2000 | Seagate | Elite 47GB (SCSI) | 5.25″ | 47 GB | 695 | 14.8 |
| 13 | 2005 | Seagate | 400GB 7200.8 (ATA-150) | 3.5″ | 400 GB | 249 | 0.623 |
| 14 | 2010 | WD | 2TB WD20EARS (SATA-2) | 3.5″ | 2 TB | 99.99 | 0.05 |
| 15 | 2015 | Seagate | 3TB ST3000DM001 (SATA-3) | 3.5″ | 3 TB | 89.99 | 0.03 |
| 16 | 2020 | Seagate | 8TB ST8000DM004 (SATA-3) | 3.5″ | 8 TB | 129.99 | 0.0162 |
| 17 | 2021 | Seagate | 8TB ST8000DM004 (SATA-3) | 3.5″ | 8 TB | 154.99 | 0.0194 |
| 18 | 2022 | WD | 6TB WD60EZAZ (SATA-3) | 3.5″ | 6 TB | 89.99 | 0.015 |
| 19 | 2024 | Seagate | 8TB NE-ST8000DM004 | 3.5″ | 8 TB | 111.98 | 0.014 |
| 20 | 2025 | Seagate | Exos M | 3.5″ | 32 TB | 480 | 0.015 |
*Die Preise sind nicht an die Inflation angepasst.
Abkürzungen:
- HH: Half-Height - Bezieht sich auf den vertikalen Platz, den die Festplatte in einem Rack oder Gehäuse einnimmt.
- RLL: Run-Length Limited - Eine Art der Kodierung, die für magnetische Speicherdaten verwendet wird.
- SCSI: Small Computer System Interface - Eine Reihe von Standards für die Verbindung und Übertragung von Daten zwischen Computern und Peripheriegeräten.
- ATA/IDE/PATA: Advanced Technology Attachment - Ein Schnittstellenstandard für den Anschluss von Speichergeräten; auch bekannt als Integrated Drive Electronics und Parallel ATA; entwickelt von Western Digital und Compaq im Jahr 1986.
- SATA: Serial ATA - Eine Computer-Bus-Schnittstelle zum Anschluss von Festplatten, SSDs und optischen Laufwerken an die Hauptplatine; zuerst veröffentlicht im Januar 2003.
Entwicklung von HDDs in Bezug auf den Formfaktor
In den 1950er Jahren war ein Laufwerk mit einer Größe von einigen MB so groß wie zwei große Kühlschränke. Hier sehen Sie ein Foto eines solchen Laufwerks (IBM 350), das in einem Flugzeug transportiert wurde.
Stellen Sie sich vor, wie sehr sich dies von den HDD-Formfaktoren unterscheidet, mit denen Sie eher vertraut sind: die 3,5-Zoll-HDD für Ihren Desktop und die 2,5-Zoll-HDD für Ihre Laptops.
Hinweis: Bei elektronischen Geräten bezieht sich der Begriff "Formfaktor" auf die physischen Abmessungen und Designspezifikationen eines Geräts. Bei Festplattenlaufwerken (HDDs) bezieht sich der Formfaktor auf den Durchmesser der Platte im Inneren des Laufwerks. In den meisten Fällen gibt dieses Maß einen groben Hinweis auf die Gesamtgröße des Laufwerks.
Heute sind die gängigsten HDD-Formfaktoren 3,5 Zoll, die in Desktops und Servern verwendet werden, und 2,5 Zoll, die in Laptops und tragbaren Laufwerken eingesetzt werden. Historisch gesehen haben sich die Formfaktoren von HDDs jedoch stark verändert. Hier finden Sie einen chronologischen Überblick über diese Entwicklung:
- 1950-70er Jahre: In den ersten Jahrzehnten waren HDDs schrankgroße Geräte, die in Großrechnersystemen verwendet wurden. In den 1950er und frühen 60er Jahren hatten HDDs einen Formfaktor von 24 Zoll, enthielten bis zu 50 Festplatten und konnten fast 1 Tonne wiegen.
1962 entwickelte IBM die IBM 1311, die einen Formfaktor von 14 Zoll hatte und so groß wie eine Waschmaschine war. Dieser Formfaktor blieb für fast zwei Jahrzehnte der Industriestandard - 1980s: Die M2351A Eagle, die Fujitsu Mitte der 1980er Jahre einführte, hatte einen Formfaktor von 10,5 Zoll und wog etwa 65 kg. Für eine kurze Zeit experimentierten die Hersteller mit 8-Zoll-Festplatten. Die Popularität des Personal Computers (PC) beschleunigte jedoch die Innovation bei Festplatten, und 5,25-Zoll-Festplatten mit einer Speicherkapazität von etwa 20 MB wurden zur Norm.
- Ende der 1980er Jahre: Zu dieser Zeit wurden 3,5-Zoll-Laufwerke allgemein verfügbar. Dieser Formfaktor ist seither der Standard für PCs und Server geblieben.
- 1990s: Als Laptops populär wurden, kamen 2,5-Zoll-HDDs in Umlauf. Auch heute sind die meisten Laptop-Festplatten und externen USB-Laufwerke noch 2,5 Zoll groß.
- Anfang der 2000er Jahre: 1,8-Zoll-HDDs kommen auf den Markt und werden in Laptops und MP3-Playern eingesetzt. Zu dieser Zeit werden auch 1-Zoll-Laufwerke in MP3-Playern und Digitalkameras verwendet. Darüber hinaus wurden 0,85-Zoll-Laufwerke mit einer Speicherkapazität von bis zu 4 GB in einigen frühen Smartphones verwendet. Diese wurden jedoch obsolet, als Flash-Speicher erschwinglicher wurde.
- Mitte der 2010er Jahre: 3,5-Zoll-Laufwerke mit einer Kapazität von bis zu 16 TB wurden dank des sogenannten heliumversiegelten Designs möglich. Diese Technologie ermöglichte es den Herstellern, dünnere Discs zu verwenden, was bedeutete, dass zusätzliche Platters im Laufwerk eingesetzt werden konnten.
- Anfang der 2020er Jahre: Die neueste Technologie für Laufwerke ist die mikrowellenunterstützte magnetische Aufzeichnung (MAMR). Eines der Beispiele ist die MG10-Serie von Toshiba, die weiterhin den 3,5-Zoll-Formfaktor verwendet, aber die Kapazität auf bis zu 20 TB erweitert. Es wird erwartet, dass zukünftige Innovationen, die mit MAMR vergleichbar sind, den Weg dafür ebnen können, dass der 3,5-Zoll-Formfaktor eine Kapazität von bis zu 100 TB erreichen kann.
Hier ist eine Tabelle, die zeigt, wie sich die Formfaktoren im Laufe der Jahre entwickelt haben, zusammen mit einer entsprechenden Zunahme der Kapazität.
| Formfaktor | Zeitspanne | Primäre Verwendung | Typische Kapazität | Bemerkenswerte Eigenschaften |
| 24" & 14" | 1950s | Großrechner-Systeme | Ein paar MB | Groß und schwer; revolutionierte die Datenverarbeitung; wog fast eine Tonne. |
| 5.25" | 1980s | Frühe PCs | 10-40 MB | Zuerst weit verbreitet in PCs; ausreichend für textbasierte Anwendungen. |
| 3.5" | Ende der 1980er Jahre - heute | PCs, Server, Speichersysteme | Bis zu 36 TB | Wurde zum Standard für Desktops; später optimiert mit He-sealed Designs, PMR, SMR und MAMR für erhöhte Kapazität. |
| 2.5" | 1990er Jahre - Gegenwart | Notebooks, externe USB-Laufwerke | 40 GB-8 TB | Kompakte Größe für tragbare Geräte; jetzt meist durch SSDs in Laptops ersetzt. |
| 1.8" | Anfang der 2000er Jahre | MP3-Player, kompakte Notebooks | 10-320 GB | Kompakt und leicht; wurde in tragbaren Geräten verwendet, bevor Flash-Speicher erschwinglich wurde. |
| 1" | Anfang der 2000er Jahre | MP3-Player, Digitalkameras | 5-10 GB | Konnte in CF-Kartensteckplätze passen; wurde durch Flash-Speicher ersetzt. |
| 0.85" | Anfang der 2000er Jahre | Smartphones | 2-4 GB | Kleinste HDD; kurzlebig, da der Flash-Speicher die Oberhand gewann. |
Weitere Durchbrüche bei der HDD-Leistung
Kapazität, Kosten und Größe sind die drei offensichtlichsten Merkmale, die die schnelle Entwicklung der Laufwerkstechnologie kennzeichnen. Folglich sind dies auch die Merkmale, anhand derer die meisten Menschen beurteilen, wie fortschrittlich ein neu veröffentlichtes Laufwerk ist. Es gibt jedoch noch ein paar andere Merkmale, die ebenso bemerkenswert sind.
Fortschritte bei Cache, Suchzeit, Spindelgeschwindigkeit, Flächendichte usw. wirken sich direkt auf die Kapazität und Leistung eines Laufwerks aus. Erfahren Sie mehr über diese Funktionen und darüber, wie wichtige technologische Durchbrüche Festplatten schneller, langlebiger und weniger störanfällig gemacht haben.
