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? So schwierig? Hätte ich nicht gedacht. Einen Tag geb ich euch noch. Achtet mal nur auf den Rhythmus, summt ihn nach, dann kommt ihr drauf….