Digitale Dauerspeicher Langzeit-Archivierung mit der Festplatte

Wie und wo sollte man wertvolle Daten langfristig lagern? Die klare Antwort: Große Datenmengen lassen sich am besten auf Festplatten archivieren. Die arbeiten schneller als DVDs, sind praktischer zu handhaben als Bandspeicher und kosten nur wenig Geld, urteilt das Fachmagazin c't.
Von Boi Feddern

Einmal gebrannte Daten auf DVD sind unveränderbar abgespeichert. Herunterfallen darf die Disc auch mal, selbst ein paar Kratzer verhindern in den meisten Fällen nicht, dass sich die Daten noch auslesen lassen. Bei Festplatten kann schon der erste Sturz auf den Boden zum Hardwaredefekt und damit zum totalen Datenverlust führen.

Festplatten: Richtig verwendet auch auf Dauer ein sicheres Datenarchiv

Festplatten: Richtig verwendet auch auf Dauer ein sicheres Datenarchiv

Foto: DDP

Um große Datenmengen zu archivieren, kommt man dennoch kaum an Platten vorbei. Einen disziplinierten Umgang mit den empfindlichen Laufwerken vorausgesetzt, halten die Daten länger als auf der DVD - theoretisch sogar viele Jahrzehnte.

Erschütternd

Festplatten sind empfindlich gegen Erschütterungen. Eine vernünftige Aufbewahrung ist für die Langzeitarchivierung daher das A und O. Ein internes Laufwerk nackt und unverpackt auf eine unbenutzte Ecke des Schreibtischs zu legen ist keine gute Idee.

3,5"-Laufwerke vertragen im ausgeschalteten Zustand laut Spezifikation Stöße von "nur" 300 g bei einer Impulsdauer von weniger als zwei Millisekunden. Das ist in der Praxis schnell erreicht. Schon das Umkippen einer senkrecht auf der Tischplatte stehenden Festplatte kann irreparable Schäden hervorrufen. Problematisch sind vor allem kleine Partikel, die sich durch den Aufprall lösen und dann im Gehäuse herumfliegen. Geraten sie dann im laufenden Betrieb zwischen Köpfe und Medium, sind weitere Fehler die Folge. Im ungünstigen Fall kollidiert eines der Mini-Partikel im laufenden Betrieb mit dem Schreib-/Lesekopf und es kommt zum berüchtigten Headcrash. Dann hilft nur noch der Datenretter - für mehrere hundert bis tausend Euro.

Kleine Mobil-Festplatten im 1,8"- und 2,5"-Format stecken Stöße bis zu 1000 g bei einer Impulsdauer von weniger als zwei Millisekunden weg. Gleichwohl kann sich auch bei diesen kleinen Festplatten durch Stöße die Mechanik leicht dejustieren, sodass eine Platte die Servospuren nicht mehr findet.

Eine Antistatikhülle bringt zwar Schutz vor elektrostatischen Entladungen, aber eben nicht vor Erschütterungen und Stößen. Besser ist es, das Laufwerk nach der Datensicherung wieder in die meist mitgelieferten transparenten und antistatischen Kunststoffboxen zu verpacken. Fragen Sie doch am besten noch vor dem Kauf oder der Lieferung Ihren Händler, ob er die Platte entsprechend verpackt. Seagate hat diese Boxen vor Jahren unter dem Namen SeaShell eingeführt. Inzwischen liefern auch andere Festplattenhersteller normalerweise ihre Platten in einer solchen Verpackung.

Turmbau

Gut verpackt, bewahrt man die Platte am besten im Schrank auf. Dort sollten Sie gegebenenfalls auch gleich Platz für mehrere Laufwerke reservieren. Denn selbst wenn die Platten wie beschrieben ordentlich verpackt sind, ist es wenig ratsam, den Turmbau zu Babel nachzuspielen und mehrere Festplatten übereinanderzustapeln. Kippt der Turm um, können Sie sich von den Daten auf der obersten Platte möglicherweise gleich ganz verabschieden.

Auch die Umgebungstemperatur und die Luftfeuchte am Lagerort sollte man nicht außer Acht lassen. Als Mitteleuropäer haben wir es relativ einfach, einen passenden Lagerort zu finden: Festplatten mögen es trocken und warm, aber nicht heiß. Konkret nennen die Hersteller als Empfehlung für die Lagerung einer Festplatte eine Umgebungstemperatur zwischen 20 und 30 Grad Celsius bei einer relativen Luftfeuchte von weniger als 50 Prozent. Eine höhere Luftfeuchte könnte zur Korrosion an Kontakten und somit langfristig zum Defekt des Laufwerkes führen.

Wählerisch

Schon beim Kauf gilt es eine sorgfältige Auswahl zu treffen. Wer eine gebrauchte Festplatte bei eBay ersteigert, um wichtige Daten darauf zu archivieren, kann sich die Arbeit eigentlich auch gleich sparen. Denn man weiß nie, wie der Vorgänger die Platte behandelt hat, ob sie etwa Stößen, hohen Temperaturen oder sonst ungünstigen Bedingungen ausgesetzt war.

Eine neue Platte ist deshalb die einzig richtige Wahl - am besten mit Serial-ATA-Schnittstelle. Glaubt man den Festplattenherstellern, wird uns dieses Interface noch "jahrzehntelang" begleiten. Ob es tatsächlich so kommt, muss man abwarten. Zumindest besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, Platten dieses Typs noch über lange Jahre irgendwie an den Rechner anstöpseln zu können. Finger weg von IDE-Festplatten. Sie lassen sich schon heute kaum noch ans Mainboard anschließen.

Auch die Investition in teurere "RAID Edition"-Laufwerke, die speziell für den Dauerbetrieb ausgelegt sind, lohnt nicht. Genau darauf kommt es bei der Daten-Archivierung nämlich nicht an. Um mechanischen Verschleiß zu vermeiden, sollte eine Festplatte auf keinen Fall dauerhaft laufen.

Auch wenn man nur mal eben schnell seine Daten sichern möchte, empfiehlt es sich, die Platte immer fest mit im PC-Gehäuse zu verschrauben. Die Einbaulage der Platte ist dabei egal: Senkrechtbetrieb auf Stirn- oder Anschlussseite ist genauso erlaubt, wie der Betrieb in Seitenlage oder wie üblich "auf dem Bauch".

Für den schnellen Einbau in den Rechner sind schraubenlose Serial-ATA-Wechselrahmen empfehlenswert. Sie kommen ohne Träger aus, das heißt, man schiebt die Platte einfach in den Schacht, wo sie in einem Hot-Plug-fähigen Steckverbinder einrastet. So braucht man das PC-Gehäuse nicht zu öffnen.

Datenspeicher mit Mindesthaltbarkeitsdatum

Einfacher hat man es nur noch, wenn man gleich zu einer externen Platte greift - am besten dann mit allen drei heute gängigen Schnittstellen; also USB, FireWire und eSATA. Mit etwas Glück lässt sich die Platte zumindest über eines dieser drei Interfaces auch in ferner Zukunft noch mit dem Rechner verbinden.

Daten sichert man heute dann am besten per externem SATA. Das geht am schnellsten. Der Vorteil einer externen Platte: Das Gehäuse dient gleichzeitig als Verpackung für die sichere Aufbewahrung der Festplatte.

Stichprobe

Die Alterung von Festplatten lässt sich aus den sogenannten SMART-Parametern (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology) herauslesen. Alle modernen Laufwerke führen im Betrieb permanent im Hintergrund eine Selbstanalyse durch. In einer Liste mit Attributen dokumentiert das Laufwerk, ob die Lese- und Schreibfehler bedrohlich zunehmen, ob es der Festplatte einfach nur zu warm ist oder wie viele Betriebsstunden das Laufwerk schon hinter sich hat. Eigentlich für die Vorsorgeuntersuchung von regelmäßig laufenden Platten gedacht, lohnt auch für den Datenarchivar, der seine Platte nur vorübergehend anschließt, ein regelmäßiger SMART-Datencheck.

Ob Seagate, Hitachi, Fujitsu, Samsung, Excelstor oder Western Digital - alle bieten kostenlose Diagnose-Tools für ihre Laufwerke. Die meisten erzeugen eine Bootdiskette und führen die eigentliche Untersuchung unter DOS durch. Mac-Anwender haben übrigens ein Festplattendiagnose-Tool bereits in ihrem Betriebssystem eingebaut. Das "Festplatten-Dienstprogramm" zeigt unter Mac OS X den SMART-Status an. Auch viele Mainboard-BIOSse können den SMART-Status einer Platte ermitteln und geben auf Wunsch beim Rechnerstart eine entsprechende Meldung aus - wie bei den Herstellertools lautet sie aber nur knapp "OK" oder "nicht OK".

Näher hinsehen

Die nützlicheren Informationen stecken in den einzelnen SMART-Attributen (siehe Kasten). Sie lassen sich unter Windows mit allerhand Share- und Freeware-Programmen auslesen. Das kostenlose Universalwerkzeug schlechthin sind die smartmontools unter Linux. Sie können dann auch die SMART-Daten abfragen, wenn die Festplatte an RAID-Controllern bestimmter Hersteller wie Highpoint oder 3ware läuft. Bei den Windows-Freeware-Tools funktioniert die SMART-Abfrage dagegen in der Regel nur, wenn Sie die Platten direkt an den Chipsatz-Schnittstellen Ihres Mainboards angeschlossen haben. Gleiches gilt auch für die Windows-Version der smartmontools.

SMART-Daten von externen USB- und FireWire-Platten vermag dagegen kaum ein Tool auszulesen. Das hängt aber nicht allein an der Software: Nur wenige (Marken-)Hersteller von externen Festplatten statten ihre Gehäuse mit USB-Wandlerchips aus, die die für die SMART-Abfrage notwendigen ATA-Kommandos an die Platte durchlassen. Solche Modelle gibt es beispielsweise von Seagate/Maxtor oder von Western Digital zu kaufen. Diesen Platten liegt auch gleich eine passende Software zur SMART-Überwachung bei.

Insgesamt liefern die Programme zu jedem SMART-Attribut drei Werte. Einen aktuellen Wert ("VALUE"), den schlechtesten Wert, den das Attribut bislang hatte ("WORST"), und einen vom Hersteller vorgegebenen Grenzwert ("THRESH", wie Threshold).

Grundsätzlich gilt: Je größer der normalisierte Wert in der Spalte "VALUE", desto besser geht es der Platte. Unterschreitet ein Laufwerk bei einem Attribut den unteren Grenzwert, meldet sie bei der nächsten Abfrage einen SMART-Fehler. Schon wenn der Wert in der Nähe des Grenzwertes liegt, kann das ein Hinweis auf einen drohenden Plattenkollaps sein. Eine Annäherung an den Grenzwert bei der Raw Read Error Rate bedeutet beispielsweise, dass die Platte nur noch dank ihrer Fehlerkorrektur normal arbeitet. Höchste Zeit zu retten, was noch zu retten ist, und die Daten auf eine andere Platte umzukopieren.

Buch geführt

Der Suchmaschinenbetreiber Google hält einen großen Festplattenzoo und hat in einer Studie die häufigste Ausfallursache von Festplatten untersucht. Grundlage hierfür waren die SMART-Daten Tausender von IDE- und Serial-ATA-Festplatten, wie sie auch jeder Privatanwender bei sich zu Hause herumliegen hat. Eine statistisch gesehen besonders hohe Ausfallrate ermittelte Google bei Platten, die zuvor per SMART Scanfehler meldeten, also fehlerhafte Sektoren.

Ein einzelner defekter Sektor bei der Platte ist noch längst kein Grund zur Panik; das kann immer mal vorkommen. Trifft die Platte in Betrieb auf einen solchen Sektor und stellt sie fest, dass sie ihn nicht mehr beschreiben kann, lagert sie die Daten in einen Reservesektor aus, was SMART im Attribut Reallocated Sector Count festhält. Erst ein deutlicher Anstieg dieses Wertes ist kritisch: Nähert es sich dem vom Herstellern vorgegebenen Grenzwert, dann gehen die Reservesektoren der Platte zur Neige. Ein rapides Zunehmen ausgelagerter Sektoren ist ein deutliches Indiz für das baldige Ableben einer Festplatte.

Auch die Temperatur des Laufwerks hat einen Einfluss auf die zu erwartende Lebensdauer. Nach den Ergebnissen der Google-Studie, wiesen im Durchschnitt Platten mit einer mittleren Betriebstemperatur von maximal 40 Grad Celsius die geringsten Ausfallraten auf. Selbst beim kurzen Betrieb unter hohen Temperaturen jenseits von 55 Grad Celsius, wie sie leicht an einem heißen Sommertag in einem schlecht belüfteten Festplattengehäuse erreicht werden, könnte die Gesundheit einer Platte spürbar leiden.

SMART warnt allerdings nicht vor allen Defekten. 36 Prozent der während der Google-Studie ausgefallenen Laufwerke hatten zuvor keinerlei SMART-Probleme gemeldet. Fehler wie das Durchbrennen eines Chips der Laufwerkselektronik erfasst der Selbstdiagnosemechanismus beispielsweise nicht. Auf eine einzelne Festplatte als Speicherort darf man sich daher nicht verlassen, sondern sollte auf jeden Fall mehrere Kopien auf unterschiedlichen Datenträgern aufbewahren.

Mindestens haltbar bis...

Doch auch wenn nach Jahrzehnten kein Hardwaredefekt aufgetreten ist, bleibt ein geringes Restrisiko, dass nach sehr langer Zeit die einzelnen Speicherbits auf der Festplatte ihre Magnetisierung verlieren und einfach umkippen. Selbst wenn es vorkommen sollte, vermag eine Festplatte dank ihrer internen Fehlerkorrektur dann immer noch Daten zu rekonstruieren. Aber das ist für die Archäologie wichtiger als für private Archivare, denn früher oder später tauschen die meisten Anwender ohnehin ihre alte Platte gegen eine neue aus. Sei es, weil eine größere Datenmenge auf einem neuen und größeren Laufwerk leichter zu verwalten ist oder weil wieder einmal der Wechsel zu einer anderen Schnittstelle ansteht.

Für Anwender, die doch planen, ihrer Festplatte sehr lange treu zu bleiben, empfehlen die Festplattenhersteller zur Sicherheit, das Laufwerk alle ein bis zwei Jahre in Betrieb zu nehmen und Daten regelmäßig neu zu schreiben. Wenn dabei auch die Mechanik der Platte mal wieder in Schwung gebracht wird, kann das nicht schaden. Das Problem, dass Schmierstoffe der Mechanik verharzen und die Platte nach längerer Untätigkeit nicht mehr anläuft, gab es früher einmal. Bei modernen Modellen wollen die Festplattenhersteller dieses Problem dank verbesserter Schmierstoffe allerdings in den Griff bekommen haben. Der größte Feind der filigranen Mechanik einer Platte ist wohl der Anwender selbst, der eine Platte sorglos in der Ecke herumfliegen lässt.

Bei sachgemäßer Behandlung ist eine Festplatte somit ein sehr sicheres Speichermedium für die Langzeit-Archivierung. Wirklich unersetzliche Daten sichert man am besten jedoch noch zusätzlich auf optische Speichermedien.


Gefunden in: c't Magazin für Computertechnik special Digitale Fotografie ( Special-Heft bestellen ) © c't , Heise Zeitschriften Verlag, Hannover

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