1 From: Boris Kraut <krt@nurfuerspam.de>
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2 Date: Wed, 20 Aug 2008 07:49:44 +0000
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5 Message-ID: <20080820074944.W0qe_q@silberbruch>
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9 To: undisclosed-recipients: ;
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10 Subject: Mit CompactFlash gegen Floppies, USB-Stick und viel zu grosse HDDs
\r
12 Nachtrag: Leider ist mir der Originalartikel, der aus einem laengeren
\r
13 zusammenhaengenden Text bestand, aufgrund technischer Probleme abhanden
\r
14 gekommen und die Backups waren alle noch im Entwurfstadium. Ich habe daher
\r
15 versucht den Sinn einigermassen wieder zusammen zu bekommen, allerdings
\r
16 momentan nicht die Zeit, es in epischer Breite auszuformulieren. Deshalb
\r
17 ist diese Neuauflage zweigeteilt: Zuerst ein geschichtlicher, mehr oder
\r
18 weniger chronologischer Einstieg in das Thema, der dann von einer fast
\r
19 listenartigen Abhandlung der einzelnen Speichermedien gefolgt wird. Dem
\r
20 folgt dann ein kurzer Ausblick auf zukuenftige Entwicklungen nach.
\r
25 Am Anfang gab es Disketten und es war gut, doch waehrend andere
\r
26 Computerkomponenten immer auf den neusten Stand der Technik gebracht
\r
27 wurden, haelt sich das alte FDD nun schon seit Ewigkeiten. Trotz aller
\r
28 Bemuehungen stirbt es einen eher schleichenden Tod. Auch wenn die Hersteller
\r
29 von Computern, insbesondere von Notebooks, schon seit ueber einem Jahrzehnt
\r
30 versuchen die Diskette zu ersetzen und fuer die meisten Anwender eine
\r
31 Groesse von 1,44MB oder 2,88MB nutzlos ist, so gibt es immer noch Software
\r
32 die explizit eine Diskette verlangt. Will man auf einem Computer mit
\r
33 Raid-Controllern oder SATA-Fesplatten, die nicht von Haus aus unterstuetzt
\r
34 werden, Microsofts Windows XP -welches ja noch bis 2014 Support erhaelt-
\r
35 installieren, so fordert es einen auf, eine Diskette mit den Treibern
\r
36 einzulegen. Zwar erkennt Windows XP auch beim Setup USB-Geraete wie
\r
37 Tastatur, Maus, Festplatten oder Speichersticks, fuer die Treiber wird
\r
38 aber explizit eine Diskette verlangt. Dieses Verhalten hat sich erst mit
\r
39 seinem Nachfolger, Windows Vista geaendert.
\r
41 Aber auch fuer den Anwender waren Disketten sehr lange die erste Wahl, denn
\r
42 auf Disketten konnte man mehrfach schreiben, man konnte von ihnen booten
\r
43 und sie waren ueberall lesbar. Zwar kamen bald optische Datentraeger auf
\r
44 den Markt, die ebenfalls alle diese Punkte erfuellten, doch waren sie lange
\r
45 sehr teuer und mehr oder weniger unzuverlaessig. Zudem dauert es einfach
\r
46 zu lange, eine CD mal eben kurz mit ein paar Daten zu beschreiben, wobei ich
\r
47 hier nicht nur die eigentliche Brenndauer meine, nein, auch die Zeit zum
\r
48 Einlegen und Auswerfen muss bedacht werden: Laufwerksschlitten ausfahren,
\r
49 CD einlegen, einfahren, warten bis das Laufwerk auf Touren kommt, Daten
\r
50 schreiben, auf den Spindown warten, CD auswerfen und entnehmen. Bei den
\r
51 Floppies war das einfacher: Man konnte die Disketten direkt einlegen und
\r
52 nach kurzer Seekzeit Daten darauf schreiben. War man fertig konnte man sie
\r
53 ueber einen mechanischen Schalter auswerfen. Fuer kleine Datenmengen war
\r
54 die CD einfach ungeeignet.
\r
56 Waehrend sich also die CD als drittes Laufwerk neben Festplatte und FDD
\r
57 etablierte, verstrickten sich die Hersteller in Machtkaempfe und versuchten
\r
58 mit proprietaeren Systemen die Luecke zwischen optischen Datentraegern und
\r
59 Floppies zu fuellen: Der Markt wurde gerade zu mit alternativen Disketten
\r
60 ueberschuettet, von denen sich keine Loesung wirklich durchsetzten konnte.
\r
61 ZIPdrive, SuperDisk und SparqDrive; alles Namen laengst vergessener Systeme.
\r
63 Aber da der Markt nach einer billigen, wiederverwendbaren und handlicheren
\r
64 Loesung fuer den Austausch kleinere Datenmengen verlangte, kamen bald
\r
65 Speichermedien auf Flashbasis heraus. Doch auch hier konnten sich die
\r
66 Hersteller nicht auf einen einheitlichen Standard einigen und kamen mit
\r
67 immer neuen, teils proprietaeren und lizenzpflichtigen Entwicklungen auf
\r
68 den Markt; das Ende vom Lied ist, dass wir heute zum Lesen von
\r
69 Flashspeicherkaten oftmals einen 10-in-1-, 20-in1- oder gar 30-in-1-Reader
\r
70 verwenden muessen. Abgesehen von dieser Segmentierung hatten die Karten zwei
\r
71 Nachteile: Zum einen war die Speicherkapazitaet anfangs noch sehr gering und
\r
72 konnte nicht mit CDs oder gar DVDs mithalten (was sich aber inzwischen
\r
73 geaendert hat), zum anderen wurden nicht nur USB-Sticks und die externen
\r
74 Kartenlese ueber die USB-Schnittstelle angebunden, sondern auch die
\r
75 internen. Daran problematisch war und ist bis heute, dass das Booten davon
\r
76 sehr heikel ist. Zwar haben die Hersteller reagiert und Mainboards, Karten
\r
77 und Lesegeraete daran angepasst, doch selbst heute ist es immer noch wie ein
\r
78 Wuerfelspiel, wenn man von USB-Geraeten booten will; auch wenn sich die
\r
79 Aussicht auf Erfolg deutlich gebessert hat.
\r
81 Sagte ich vorhin, man konnte sich auf keinen Standard einigen? Nun, so ganz
\r
82 stimmt das nicht, denn 1994 erschien mit Compact-Flash eigentlich die
\r
83 Loesung der meisten Probleme. CF-Karten waren deutlich handlicher als CDs,
\r
84 konnten wiederbeschrieben werden, hatten keine mechanischen Teile und
\r
85 benoetigten kaum Strom. Ihr groesster Vorteil aber war, dass sie nach
\r
86 aussen kompatibel zum (E)IDE / (P)ATA Standard waren; das heisst man
\r
87 konnte ohne Probleme sie mittels passivem Steckadapter direkt an den
\r
88 IDE-Bus anschliessen und von den CF-Karten booten. Zudem boten die
\r
89 CF-Karten Kompatibilitaet zu PC-Card und Cardbus, was dazu fuehrte,
\r
90 dass man bald andere Geraete ueber den CF-Steckplatz nutzen konnte:
\r
91 GPS-Empfaenger, Modems, USB-Anschluesse oder Netzwerk- und WLAN-Karten
\r
92 ruesteten fehlende Funktionen in mobilen Geraeten wie PDAs ueber den CF-Slot
\r
95 Mit diesen Eigenschaften gelang es den CF-Karten langezeit die
\r
96 Marktfuehrerrolle zu uebernehmen, doch leider nur im mobilen und
\r
97 eingebetteten Bereich. Waerhrend Kameras, Musikplayer, PDAs, Notebooks und
\r
98 kleine eingebettete Computer haeufig mit CF-Karten bestueckt wurden, blieb
\r
99 der Desktop-PC ihnen groesstenteils vorenthalten; dort setzte man weiter
\r
100 auf Floppies oder optische Laufwerke.
\r
102 Inzwischen setzten sich aber langsam auch in diesen Stammgebieten von CF
\r
103 andere Formate durch. Bei Kameras und Handies akzeptiert der unwissende
\r
104 Mediabloed-Kunde natuerlich ohne weiteres, dass er proprietaere,
\r
105 lizenzbehaftete und mit DRM-Systemen verseuchte Speichermedien, wie Sony
\r
106 Memorysticks oder SD-Karten, zu nutzen hat. Zum Datenaustausch zwischen PCs
\r
107 nutzt der Kunde heute lieber USB-Sticks, was man aber aufgrund der fast an
\r
108 jedem Rechner verfuegbaren USB-Slots auch nicht bemaengeln kann. Trotzdem
\r
109 sei auch an dieser Stelle auf die bekannte USB-Boot-Problematik hingewiesen.
\r
110 Momentan haelt sich die CF-Karte noch wacker im Bereich von digitalen
\r
111 Profikameras und natuerlich im embedded Bereich. Seit PDAs immer mehr
\r
112 Funktioen integriert haben, die man frueher ueber CF-IO nachruesten musste,
\r
113 wird die CF-Card auch hier immer seltener eingesetzt. Bei Smartphones, die
\r
114 grundsaetlich technisch naeher an Handies sind, kam CF von Anfang an nicht
\r
115 zum Zuge. Die Aussichten sind also eher duester, obwohl eine weitere
\r
116 Verbreitung von CF-Karten uns viele Probleme erspart haette.
\r
121 Nach dieser halbwegs chronologischen Auflistung von verschiedenen
\r
122 Speichermedien folgt nun die Beschreibung einzelner Medien im Detail. Zur
\r
123 allgemeinen Funktionsweise, Vor- und Nachteilen verweise ich zunaechst auf
\r
124 die Wikipediaartikel zu Flash-Speicher [1], optischen Datentraegern [2] und
\r
130 Inzwischen sind normale Disketten natuerlich absolut veraltet, eine lange
\r
131 Seekzeit und der geringe Speicherplatz sind natuerlich KO-Kriterien.
\r
132 Dennoch haben sie neben der -rapide abnehmenden- weiten Verbreitung auch
\r
133 noch andere Vorzuege, die in neueren Speichermedien nicht oder nur
\r
134 halbherzig vorhanden sind, wie zum Beispiel einen optionalen Schreibschutz
\r
135 oder die sehr kurze Zeitspanne, die zum Einlegen bzw. Auswerfen benoetigt
\r
136 wird. Sofern da FDD nicht ueber USB angeschlossen wurde,wie es heute
\r
137 ubelich ist, kann man von den Disketten ohne Probleme booten.
\r
139 Optische Laufwerke (CD/DVD/BD)
\r
140 ------------------------------
\r
142 Optische Laufwerke haben viele Vorteile. Sie sind inzwischen in fast jedem
\r
143 PC verbaut, besitzen eine akzeptable Geschwindikeit und Speicherkapazitaet
\r
144 und koennen durch ihren IDE/SATA-Anschluss ohne Probleme zum Booten benutzt
\r
145 werden. Zu den Nachteilen gehoeren ihr im Vergleich zu Flashspeicherkarten
\r
146 und USB-Sticks sperriges Format, die lauten Betriebsgeraeusche bei hohen
\r
147 Drehzahlen und die Anfaelligkeit fuer Kratzer. Die SpinUp/SpinDown-zeiten
\r
148 sind teilweise ebenfalls sehr lange und koennen einen an den Rand der
\r
149 Verzweiflung treiben. Ebenfalls negativ fallen mit der Zeit die
\r
150 verschiedenen Unterarten auf: CD, DVD, HD-DVD und BD als Hauptrichtungen.
\r
151 Zudem gibt es bei jeder Gattung noch die Unterscheidung zwischen gepressten,
\r
152 lesbaren und wiederbeschreibbaren Medien. Gerade dieses Write-Once-
\r
153 Read-Many-Prinzip machen die optischen Medien in vielen Faellen zu einem
\r
154 Wegwerfprodukt. Die momentane maximale Speicherkapazitaet von 25 bzw. 50GB
\r
155 bei Blu-Ray-Disks liegt nur unwesentlich hoeher als die bei CF-Karten,
\r
156 die momentan mit bis zu 32 oder 64GB lieferbar sind.
\r
158 Magneto Optical Disk (MOD)
\r
159 --------------------------
\r
161 Eine weitere Alternative, die es verdient haette mehr in den Mainstream
\r
162 zu gelangen, waren MO-Laufwerke, die aehnlich den MiniDisks von Sony
\r
163 funktionieren. Medien gab es in Groessen zwischen 128MB und 9,1GB. Leider
\r
164 hat sich diese Technik nicht durchsetzetn koennen. Wikipedia schreibt
\r
167 > Die Magneto Optical Disk (MO-Disk auch MOD, dt. "magnetooptische
\r
168 > Diskette") ist ein rotierendes Speichermedium, das magnetisch beschrieben
\r
169 > und optisch ausgelesen wird. [...] Vor dem Schreiben ist zusaetzlich ein
\r
170 > Loeschvorgang noetig, der durch Erhitzen ueber den Curie-Punkt realisiert
\r
171 > ist. Anschliessend wird mit einem Laser die Scheibe auf die besagte
\r
172 > Temperatur erhitzt, damit sie entsprechend magnetisiert werden kann. Zum
\r
173 > Auslesen wird nur der Laser verwendet. Bei speziellen Overwrite-Medien
\r
174 > (erkennbar am Logo "OW", bekannt unter dem Namenszusatz LIMDOW bei
\r
175 > Fujitsumedien) ist der Loeschvorgang ueberfluessig, es werden ohne
\r
176 > vorherigen Loeschvorgang die Daten geschrieben. Da das vorherige explizite
\r
177 > Loeschen entfaellt, weisen Overwrite-Medien eine hoehere Schreib-
\r
178 > geschwindigkeit auf. Das Laufwerk muss solche Overwrite-Medien explizit
\r
179 > unterstuetzen. [...] Die MO-Medien sind dauerhaft in einer Schutzhuelle,
\r
180 > die einer 3,5"-Diskette aehnelt, untergebracht, daher auch der Name
\r
181 > MO-Disk. Diese Schutzhuelle wird auch als Cartridge bezeichnet. Ein
\r
182 > 3,5"-MO-Medium ist ungefaehr doppelt so dick wie eine 3,5"-Diskette.
\r
188 Die heute gebraeuchlichste Art zum manuellen Datenaustausch sind die
\r
189 USB-Sticks. Da sie meist auf Flashspeicher zurueckgreifen, erben sie dessen
\r
190 positiven Eigenschaften. Zudem kommen sie dank des integrierten USB-
\r
191 Anschlusses ohne ein zusaetzlihces Lesegeraet aus und koennen an fast allen
\r
192 derzeit verwendeten PCs betrieben werden. Problematisch ist die haeufige
\r
193 Verwendung von langsamen MLC-Zellen, die oben angesprochene Boot-Problematik
\r
194 sowie die limitierung durch den derzeitigen USB2 Standard mit Hinblick auf
\r
195 die Geschwindigkeit. Ebenfalls ist die Verwendung von USB-Sticks abseits
\r
196 des Computermarktes eher selten: Zwar gibt es Autoradios und HiFi-Anlagen
\r
197 mit USB-Slots, doch in den meisten mobilen Endgeraeten wie Handies, PDAs
\r
198 oder Kameras findet sich nur ein Mini-USB-Anschluss ohne Host-Funktion.
\r
200 Flashkarten jenseits von CF
\r
201 ---------------------------
\r
203 Wie USB-Sticks und CF-Karten, basieren auch noch andere Speicherkarten auf
\r
204 Flashspeichern. Auch sie erben nahezu alle Vorteile, haben aber das grosse
\r
205 Problem, dass es sehr viele unterschiedliche Bauformen gibt. Daher schleppt
\r
206 man meistens zur Sicherheit noch einen USB-Adapter mit sich herum, der
\r
207 genau fuer die eigenen Karten passt. Da auch interne Kartenleser meist per
\r
208 USB angeschlossen werden, entstehen daraus zwei Nachteile: Zum einen ist
\r
209 das Booten von solchen Karten eher abenteuerlich, zum anderen wird die
\r
210 aktuelle USB-Spezifikation bei Verwendung von schnellen SLC-Zellen, die
\r
211 allerdings momentan kaum in diesem Bereich eingesetzt werden, allmaelich
\r
212 zum Problem. Abhilfe wird der demnaechst erscheinende USB 3.0 Standard
\r
213 schaffen. Ein weiteres Problem ist, dass die meisten Karten mit
\r
214 Lizenzkosten behaftet sind und DRM-Faehigkeiten integriert haben. Positiv
\r
215 dagegen ist, dass sie inzwischen deutlich kleiner als CF-Karten sind und
\r
216 daher besonders fuer mobile Kleinstgeaete wie MP3-Playern, Kameras und
\r
217 Handies nuetzlich sind.
\r
222 Festplatten sind nun auch schon eine ganze Weile am Markt etabliert. Sie
\r
223 stellen sehr viel Speicherkapazitaet zum kleinen Preis zur Verfuegung und
\r
224 sind im Vergleich zu anderen Medien erstaunlich schnell. Inzwischen stoesst
\r
225 man aber auf immer mehr Probleme: Schnelldrehende Platten entwickeln eine
\r
226 laute Geraeuschkulisse und sehr viel Abwaerme. Zudem steigt mit der
\r
227 Geschwindikeit und der Speicherkapazitaet auch das Ausfallrisikio, z.B.
\r
228 durch einen Head-Crash. Fuer die immer mehr steigende Anzahl von mobilen
\r
229 Endgeraeten sind herkoemmliche Festplatten aufgrund ihrer mechanischen
\r
230 Teile nur bedingt zu gebrauchen, auch wenn man im gehobenen Preissegment
\r
231 versucht mit Beschleunigungssensoren die Probleme in den Griff zu bekommen.
\r
233 Solid State Drive (SSD)
\r
234 -----------------------
\r
236 SSDs sind im Grunde aufgebohrte CF-Karten und vereinen quasi die Vorteile
\r
237 von Festplatten und Flashspeicher. Sie nutzen die Standardschnittstellen
\r
238 von Fesplatten, also IDE oder SATA, und lassen sich softwareseitig genauso
\r
239 ansprechen. Intern nutzen Sie aber ein verbessertes Wearleveling-Verfahren
\r
240 um die Daten auf Flashzellen anstatt von Plattern zu schreiben. SSDs sind
\r
241 stromsparender, leiser und aufgrund der Flashspeicher schockresistent. Sie
\r
242 reichen momentan jedoch noch nicht an die Speicherkapazitaet und das
\r
243 Preis/Leistungs-Veraehltnis von normalen Fesplatten heran, wobei SSDs die
\r
244 langsamere MLC- anstatt SLC-Zellen nutzen shcon erschwinglich sind. Gerade
\r
245 in mobilen Geraeten wie Notebooks oder den gerade im Trend liegenden
\r
246 Netbooks werden SSDs momentan verbaut. Leider haben derzeitige SSDs auch
\r
247 noch einige Kinderkrankheiten und man wird erst in einigen Jahren sagen
\r
248 koennen, wie es mit ihrer Datensicherheit aussieht.
\r
253 Nun wohin geht die Reise? Ich denke USB-Sticks werden weiterhin das
\r
254 dominante Speichermedium fuer den manuellen Datenaustausch zwischen PCs
\r
255 sein, in Zukunft natuerlich mit mehr Speicherplatz und groessere
\r
256 Uebertragungsrate. Eventuell wird sich ja auch im Laufe der Zeit das
\r
257 Boot-Problem bei USB verbessern, wenn immer mehr Sticks und Mainboards
\r
258 dies korrekt unterstuetzen. Fuer mobile Geraete sehe ich kein Comeback
\r
259 der CF-Karten, aber es besteht die Hoffnung, dass sich der Wildwuchs bei
\r
260 den Flashkarten etwas eindaemmt. Fuer groessere Speicheranforderungen im
\r
261 mobilen Bereich werden sich hoffentlich SATA-SSDs druchsetzen.
\r
263 Auch bei eingebetteten Systemen koennten die SSDs die CF-Karten nach und
\r
264 nach ersetzten, wenn die Systeme dort irgendwann nicht mehr mit
\r
265 IDE-Controllern ausgestattet werden, sondern auf SATA umgestellt werden. Die
\r
266 Frage ist, ob es in einigen Jahren ueberhaupt noch entsprechend kleine SSDs
\r
267 geben wird oder ob sich fuer diesen Markt eine kommende SATA-CF etabliert,
\r
268 die Spezifikation dafuer ist zumindest in Arbeit. Natuerlich koennte es
\r
269 auch so kommen, dass man dort weitehrin auf IDE und normale CF-Karten setzt.
\r
271 Auch wenn ich CF-Karten fuer eine der besten Speichermedien (neben MO-Disks)
\r
272 halte, seh ich sie inzwischen ein wenig als "die Zukunft, die niemals war"
\r
273 an. Ich wuerde sie zwar gerne Einsetzen, aber aufgrund der Kompatibilitaet
\r
274 zu anderen Anwendern und der ins Bodenlose fallenden Preise bei USB-Sticks,
\r
275 werde ich mir fuer den mobilen Einsatz erstmal nen groesseren USB-Stick
\r
276 kaufen (32GB). Damit sollte ich eine Weile ausgedient haben, denn mein
\r
277 ganzes Benutzerverzeichnis braucht maximal 4 bis 6GB. Als Alternative
\r
278 koennte ich mir auch eine 2.5" SATA-SSD in einem USB/eSATA-Gehaeuse zu
\r
279 legen. Die koennte ich dann auch in einem entsprechenden Hotswap-
\r
280 Festplattenkaefig nutzen. Sollten sich CF-Karten aber weiter im eingebetten
\r
281 Bereich bewaehren, so koennte ich mir (aufgrund meiner niedrigen
\r
282 Speicherplatzanforderungen) auch vorstellen sowohl den mobilen Speicher als
\r
283 auch die Festplatten durch CF-Karten zu ersetzen.
\r
286 [1] http://de.wikipedia.org/wiki/Flash-Speicher
\r
287 [2] http://de.wikipedia.org/wiki/Optischer_Datentr%C3%A4ger
\r
288 [3] http://de.wikipedia.org/wiki/Festplatten
projects / krt-msg / blob