Immer mal wieder: Die Festplatte ist zu groß!

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Kann die Festplatte zu groß sein? Der Laie mag staunen. Ja das kann sie. Die ersten >2TB Platten kommen nun auf den Markt, allerdings nur als USB Laufwerke. Denn das heutige BIOS und der MBR spielen da nicht mit. Es gibt Lösungen – BIOS mit 64 But LBA Adressierung oder noch besser das schon vor 10 Jahre entwickelte, aber nur beim Mac eingesetzte EFI BIOS das auch mit anderen PC Altlasten aufräumt.

Der Knackpunkt ist aber nicht das BIOS sondern der Master Boot Record (MBR) der gestartet wird wenn von einem Medium gebootet wird. Dort sind 32 Bit für die Anfangsadressen von Partitionen vorgesehen, das sind 4 Milliarden Sektoren und da ein Sektor 512 Bit groß ist ergibt sich daraus eine Limitierung der Größe von Festplatten auf 2 TB.

Das ist nicht das erste Mal, dass der Autor mit so was konfrontiert ist. Es gab in der Vergangenheit schon ein paar solcher Schranken:

  • Die 512 MB Grenze – 1995 erreichten die ersten Platten eine Größe von 512 MByte (ja fast so viel wie auf eine CD rauf geht…) und das BIOS konnte nur maximal 512 MB nutzen. Das ergab sich aus der damaligen Adressierung über Sektoren/Spur, Spuren/Zylinder und Anzahl der Zylinder. Alles zusammen dürfte maximal 1 Million Sektornummern besitzen – zack waren 512 MB die Grenze. der Rest war nicht benutzbar. Die Lösung waren vom Festplattenhersteller bereitgestellte Treiber die man installieren musste und die beim Start geladen wurden – danach war die volle Kapazität nutzbar.
  • Die 2 GB Grenze – Schon drei Jahre später Schlug die Eigenheit des FAT16 Dateisystems zu. DOS führte beim FAT Dateisystem eine Tabelle ein, welche Blöcke auf der Festplatte belegt waren. Vorher musste für eine abfrage welcher Sektor frei war oder wie viel freier Platz vorhanden war jeder Verzeichniseintrag abgeklappert werden und die Blöcke gemerkt bzw. gezählt werden. FAT steht für File Allocation Table und ist eine Tabelle mit 212 (FAT12) bzw. 216 Einträgen. FAT12 wurde bei Disketten eingesetzt und erlaubte maximal 4086 Blöcke, FAT16 bei Festplatten und erlaubte maximal 65536 Blöcke. Zusammen mit der bei DOS 4,0 eingefügten Blockadressierung anstatt Sektoradressierung, ermöglichte es die bei DOS 3,3 noch bestehende Partitionsgröße von 32 MByte aufzuheben. (Auch die war einige Jahre vorher, so 1986 ein Hindernis, als die ersten 40 MByte Platten auf den Markt kamen.
  • Schon vorher zeigte sich aber ein Nachteil des FAT16 Dateisystems – die Blöcke wurden immer größer Bei der Maximalen Größe von 2 GB waren sie schon 32 KB groß. Das heißt eine Datei in der nur ein Zeichen stand, belegt auf der Festplatte 32 KB. Größere Sektoren waren nicht erlaubt. Betriebssysteme bis Windows 95 unterstützten daher maximal 2 GB große Partitionen und 8 GB große Platten. Daraus ergab sich eine 2 GB Grenze für die Partition (noch heute die Grenze für eine normale SD Karte die mit FAT16 formatiert wird) und 8 GB für die ganze Platte mit maximal vier Partitionen.
  • Ach ja sobald die 8 GB Platten verfügbar waren (so ab Mai 1998) zeigte sich die 8 GB Grenze Das BIOS arbeitete bis dahin noch mit LBA Adressierung mit 24 Bit Adressen. 224 = 16 Millionen x 512 Byte pro Sektor ergaben 8 GB.
  • Und bei 4 mal mehr Kapazität gab es die 32 GB Grenze. Immerhin war die schon vorher bekannt, nun zierten größere Festplatten Jumper bei denen man die Größe auf 32 GB begrenzen konnte – immerhin funktionierten sie dann, wenn auch mit reduzierter Kapazität.
  • Tja und weil bisher bei jeder Vervierfachung der Kapazität eine Grenze gab, stand auch schon die nächste bei 128 GB an – da endete die EIDE Spezifikation mit 28 Bit für die Sektornummern. Sie viel allerdings nicht so schlimm aus und betraf nicht so viele Anwender, weil sie diesmal vorher weitgehend bekannt war und in der ATA133 Spezifikation geändert wurde.

Zurück zur 2 TB Grenze. Was ist das Problem. Eigentlich keines, wenn man Windows Vista, 7 oder Server einsetzt. Die arbeiten mit der neueren GPT Partitionierung. Sie erkennt beim Einrichten eine >2 TB Platte und richtet nur einen Dummy MBR ein der eine volle Platte vorgaukelt. Unter Windows 7 (wie auch Linux oder Mac OS) sind aber mehr als 2 GB nutzbar. Doch Windows XP ist noch populär und das kommt nur mit dem MBR zurecht. Das ist ein Problem. Den MBR abschaffen kann man aber auch aus anderen Gründen nicht. Alle portablen Bootmedien arbeiten auch mit MBR. Egal ob bootbarer USB Stick oder Live CD. Ohne ihn geht es nicht. Er wird uns also noch eine Weile erhalten bleiben, zumindest für Wechselmedien. Immerhin bei einem neuen Windows geht es mit GPT (GUID Partition Table) und da gibt es keine Probleme bis in den Exabyte Bereich.

Es ist mal an der Zeit in allen drei Bereichen wo es Grenzen geben kann – BIOS Adressierung der Platte, Booten und Adressierung durch das Dateisystem ein System einzuführen das wirklich für die Zukunft gerüstet ist so wie beim Übergang von IPV4 auf IPV6 von 32 auf 128 Bit Adressen. Derzeit verkauft Seagate seine 3 TB Platte nur als USB Laufwerk und formatiert sie mit 4 K Sektoren (Maximalgröße wegen der größeren Sektorgröße dann 16 TB) – solange eine Software über das Betriebssystem auf die Platte zugreift kein Problem, zumal Windows und Linux nativ sowieso mit 4 K Blöcken arbeiten. Bei Software die direkt auf die Sektoren zugreift, z.B. um sie auf Low-Level Ebene zu verschlüsseln wirds dann aber problematisch wenn diese mit 512 Byte großen Sektoren arbeitet.

Und was macht das Musikrätsel? Soschwierig? Hätte ich nicht gedacht. Einen Tag geb ich euch noch. Achtetmalnur auf denRhythmus, summt ihn nach, dann kommt ihr drauf….

8 thoughts on “Immer mal wieder: Die Festplatte ist zu groß!

  1. Sich mal auf etwas zu einigen, was nicht schon nach wenigen Jahren wieder an die Grenzen stößt, ist zu schön um wahr zu sein. Wie will man dann den Leuten einreden, daß sie unbedingt die neueste Windows-Version brauchen? Das wäre für M$ extrem geschäftsschädigend, und deshalb werden wir das wohl nie erleben. Außerdem ist es natürlich auch für die Hardwarehersteller ein gutes Geschäft, wenn zu einer neuen Festplatte gleich noch ein neues Board mitgekauft werden muß. Also warum sollten die den Ast absägen, auf dem sie sitzen?

  2. Nun ja es ist ja bequem auf Microsoft zu schimpfen. Aber man sollte auch lesen. Alle derzeitigen Windows Versionen haben keine Probleme. Windows xp erschien 2001. Neun Jahre sind in der IT eine lange Zeit. Heute beherrscht das Linux wie auch schon alle Windows Versionen ab 2003. Ich bin mir aber sicher wenn ich eine alte SUSE Distribution von 2001 aus dem Schrank zeihe hat sie dieselben Probleme.Du hat im Allgemeinen recht, nur ist eben nicht MS an allem schuld.

  3. Moin,

    der PC ist nun mal crippled by Design. Idee des PCs war, dass dieser Rechner niemals der mittleren Datentechnkik gefaehrlich werden durfte. Daher hatte M$ auf eine 10 Jahres frist im Vertrag, in der M$ keine Multiuser/Multitasing Systeme anbieten durfte. Waerend Digital Research ohne IBM-Vertragsknebel schon vorher mit CCP/M (Multiuser) und MP/M (Multiprocessor) Unterstuetzung anbot.

    Die erste Plattekrueppelgrenze war uebrigens schon kurz nach Anfang des PCs erreicht. Der Original PC konnte nur Volumes bis maximal 32MB in einer FAT addressieren. Kurz danach gabs dann die ersten 40MB Platten.

    Ein kleines Musikraetsel am Rande: “ They break our legs – and we say thank you when they offer us crutches “

    ciao,Michael

  4. Was ich immer wieder erstaunlich finde, ist, wie Leute ueberhaupt solche Festplatten vollkriegen.

    Ich hab ’ne Graphik- und Webdesign-Agentur, unten der Fileserver hat ’ne 80 GB-Festplatte, wo das System noch mit drauf ist. Die ist jetzt glaub ich (nach 11 Jahren Taetigkeit) so zu 40% voll.

    Wie schaffen die Leute das, als PRIVAT (!!!) Leute eine 1000 GB Platte vollzukriegen?

    Das geht ja eigentlich nur mit Filmen (ich gucke kein Fernsehen). Aber auf eine 1 TB Festplatte passen immerhin auch 100 DVDs… und warum sollte man DVDs (gesetzt den Fall, man kann sich 100 Stueck leisten) auf Festplatte ziehen?

    Fragen ueber Fragen… die Welt geht wie immer an mir vorbei 🙂

  5. Tja 2 GB habe ich noch nicht voll, aber 700 GB schon mit Videos gefüllt, wobei es bei mir aufgezeichnetes Fernsehprogramm ist also der Computer hat den Videorekorder ersetzt.

    Mit Musik geht es auch, nur muss man viel Zeit zum Anhören haben.

  6. Ich denke trotzdem, dass weltweit insgesamt 99% der verfuegbaren Festplattenkapazitaet brachliegen. Denn vermutlich 80% der Aldi-PC-Kaeufer benutzen ihren Computer vermutlich ausschliesslich zum Surfen, brauchen somit praktisch keinen Platz. Die restlichen 20% speichern vielleicht noch Digicam-Fotos und machen Office (beides groessenmaessig relativ irrelevant). Deshalb finde ich schon, dass das eine ziemliche Verschwendung ist.

    Wobei, bei den heutigen Preisen pro GB ist es im Prinzip auch egal. Auch wenn die meisten nur eine 80 GB Platte brauchen, die 1 TB Festplatte kostet ja eh nur 40 Euro mehr 🙂

  7. Hi,

    @Alexander: hier mal ein paar weitere Möglichkeiten, wie man die vorhandene Festplattenkapazität ausnutzen kann: da wären z.B. noch Spiele, die jede Menge Platz verbraten, weil nachladen von der Festplatte immer noch schneller geht als von der CD oder DVD. Und wer mehrere Spiele auf der Platte hat, dürfte sie damit auch leicht voll kriegen.

    Und gerade bei der Bildverarbeitung, insbesondere wenn man mit RAW arbeitet fallen doch pro Bild auch megabyteweise Daten an, also ist das auch ’ne Möglichkeit. Insofern ist es mir ein Rätsel, wie Du es schaffst, die Platte vom Fileserver der Agentur nach so langer Zeit noch so leer zu haben. – Muss wohl irgendwie mit der Arbeitsweise zu tun haben, also das die Daten von abgeschlossenen Aufträgen/Projekten vom Server auf Bänder oder CDs/DVDs verschwinden. Anders kann ich es mir jedenfalls nicht vorstellen. – Jedenfalls nicht bei meiner Arbeitsweise, die von einem Werk viele Zwischenschritte von den Ausgangsteilen bis zum fertigen Produkt aufhebt.

    Musik und Videos hatten wir ja schon. Dann wären da noch Daten oder Informationen, die man sich aus dem Internet herunter läd, also Artikel zu Gebieten, die einem interessieren. Damit fülle ich beispielsweise meine Platte sehr gut.

    Und dann gibt es ja auch noch Datenbanken. Wenn Sammler ihre Sammelobjekte beispielsweise in einer Datenbank erfassen, schön mit Beschreibung, Fotos und ein paar Indexdateien, dann kann die DB auch seehr gross werden und dem entsprechend viel Platz benötigen.

    Als letztes fallen mir dann noch die semiprfessionellen Softwareentwickler ein. Wer mir einer modernen IDE arbeitet, hat neben den den eigentlichen Programmdateien noch ein halbes oder ganzes Dutzend weiterer Dateien in den jeweiligen Projektordnern, die die IDE bei ihrer Arbeit fabriziert.

    Eine weitere Sache bei Windows sind grosse Platten-Caches für’s System, oder dem IE, wenn man ihn benutzt und die Temp-Verzeichnisse, die das System je nach Konfiguration auch ganz gut füllt. Und es gibt etliche Leute, die nicht wissen, das diese Verzeichnisse überhaupt existieren.

    Was die Kapazitäten selbst angeht, da ist es so, das es bestimmte Kapazitäten nur für eine begrenzte Zeit gibt. So hab ich vor rund vier Jahren mal lange gesucht, bis ich irgendwo noch eine 40GB Platte bekommen habe. Es gab fast keine mehr, nur noch Grössere. Ich brauchte aber die Kleinere, weil ich bei meinem Mainboard eines der Schrankenprobleme befürchtet habe, das Bernd oben beschrieben hat. Und es trat bei der 40GB Platte dann doch auf, weil das BIOS von 1998 dafür noch nicht ausgelegt ist.

    > Es ist mal an der Zeit in allen drei
    > Bereichen wo es Grenzen geben kann â

  8. Mein Bruder hat vor vier Jahren einen PC neu mit 40 GB (per Dip-Switch auf 32 GB beschränkbar) neu gekauft, wollte eben nur 399 Euro für PC Monitor ausgeben….

    Die Platte habe ich vor zwei Wochen ausgebaut und durch eine 160 GB ersetzt. Er ist auch die ganze Zeit damit ausgekommen, auch wenn sie mit XXX-Videos gefüllt war…..

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