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Ratgeber
Digitale Daten benötigen Speicherplatz. Dieser wird von Speichermedien zur Verfügung gestellt, die es in mannigfaltigen Ausführungen gibt. Zwar dienen sie alle der Speicherung von Daten, ihre jeweiligen Anwendungsgebiete variieren mitunter aber deutlich. Zudem weisen Speichermedien eine große Bandbreite hinsichtlich ihrer physischen Beschaffenheit, ihres technischen Aufbaus, ihrer Funktionsweise und ihrer Einsatzorte auf. So gilt es zum Beispiel fest installierte Datenspeicher wie Festplatten und SSDs von Wechseldatenträgern in Form von DVDs, USB-Sticks und dergleichen zu unterscheiden. Allerdings verschwimmen die Grenzen zwischen beiden Kategorien. Festplatten-Dockingstationen mit Hot-Swapping-Funktionalität ermöglichen es nicht nur, HDDs zu nutzen, ohne sie in einen Computer einbauen zu müssen, sondern sie auch jederzeit auszutauschen – selbst während der PC läuft.
In unserem Ratgeber erhalten Sie einen Überblick über alle Arten von Speichermedien, die eine Sicherung digitaler Daten ermöglichen. Darüber hinaus werfen wir einen Blick in die Zukunft. Speichermedien entwickeln sich genauso stetig weiter wie Hardware im Allgemeinen. Auf was für Datenträgern werden wir in einigen Jahren unsere Informationen speichern? Werden wir überhaupt noch physische Speicher nutzen, die in Geräte eingebaut oder daran angeschlossen sind? All diese Fragen versuchen wir zu beantworten und geben Tipps, worauf Sie beim Kauf von Speichermedien achten sollten.
Schon seit Tausenden von Jahren ist der Mensch bestrebt, Informationen und Wissen für die Nachwelt festzuhalten – sei es in Form von Höhlenmalereien, Inschriften auf Monumenten, Aufzeichnungen auf Tontafeln, Leder, Papyrus oder Papier. Heute sind die Möglichkeiten, Daten zu sichern und für andere verfügbar zu machen, deutlich ausgefeilter. Informationen werden zu großen Teilen in digitaler Form erzeugt und verbreitet und Speichermedien ermöglichen es, digitale Daten dauerhaft zu sichern und jederzeit darauf zugreifen zu können – angefangen bei Word-Dokumenten über Musik, Bilder und Videos bis hin zu Software. Verwendet werden Speichermedien in Verbindung mit Desktop-PCs, Laptops, Smartphones und Tablets, aber auch mit Digitalkameras und Fernsehern. Dementsprechend sind sie in zahlreichen Bauarten und Größen erhältlich.
Manche Speichermedien werden fest in Geräten installiert und fungieren als dauerhafte Festspeicher. Dazu zählen Festplatten in Computern, genauer gesagt HDDs (Hard Disk Drives), und SSDs (Solid State Drives). Sie dienen der langfristigen Sicherung von Daten. Das können Dokumente und Mediendateien, aber auch Daten sein, die für den Betrieb des Rechners und die Ausführung seiner Programme notwendig sind. Festspeicher unterscheiden sich vom sogenannten Arbeitsspeicher (RAM für Random Access Memory). Der RAM ist ein flüchtiger Speicher und kann Daten nicht dauerhaft und vor allem nicht ohne aktive Stromversorgung speichern. Stattdessen sichert er nur die Daten, auf die der Computer gerade aktiv zugreift.
Den fest installierten Datenspeichern stehen Wechseldatenträger gegenüber. Sie ermöglichen zwar ebenso eine dauerhafte Datensicherung, sind jedoch kein integraler Bestandteil von Computersystemen. Eine CD, DVD oder Blu-ray beispielsweise legen Sie in ein entsprechendes Laufwerk ein, wenn Sie auf deren Daten zugreifen möchten. Danach nehmen Sie die Disc wieder aus dem Laufwerk und legen gegebenenfalls eine andere ein.
Gleiches gilt für USB-Sticks und mitunter für Speicherkarten, wobei letztere auch als Festspeicher zum Einsatz kommen. Den Speicherplatz von Smartphones erweitert man üblicherweise mithilfe einer SD-Karte. Meistens handelt es sich dabei um eine miniSD- oder microSD-Karte. Sollten Sie eine unpassende Karte für Ihr Gerät haben, können Sie diese unter Zuhilfenahme eines passenden Speicherkarten-Adapters trotzdem nutzen.
Für Geräte von Apple gibt es übrigens dedizierte Apple-Speicherkarten. Daneben existieren für alle Arten von Smartphones und Tablets Speichererweiterungen in Form von USB-Sticks.
Es findet selten ein Austausch von SD-Karten in Handys statt. Ähnlich verhält es sich teilweise mit externen Festplatten und SSDs. Sie können als feste Datenspeicher für Computersysteme dienen, dank USB ist es aber problemlos möglich, sie vom Rechner zu trennen und gegen USB-Datenträger auszutauschen oder an andere Geräte anzuschließen.
Magnetische Speichermedien
Die magnetische Speicherung gibt es schon seit vielen Jahrzehnten. Die bekanntesten analogen magnetischen Speichermedien sind Ton- und Videobänder. Im digitalen Bereich finden sich unter anderem Festplatten (HDDs), Streamer-Bänder und Disketten. Sowohl bei analogen als auch bei digitalen Varianten kommt magnetisierbares Material zum Einsatz, das als Beschichtung rotierender Scheiben dient. Ein Lese-Schreib-Kopf, auch Magnetkopf genannt, liest bzw. beschreibt dieses Material, indem er es magnetisiert.
HDDs dienen heutzutage vor allem als Datenarchive, da sie hohe Speicherkapazitäten für vergleichsweise wenig Geld bieten. Die Lese- und Schreibgeschwindigkeit ist jedoch deutlich geringer als bei SSDs, die schnelle Flash-Speicher nutzen und daher die bessere Wahl sind, wenn es um das Speichern von Software geht.
Optische Speichermedien
Optische Speichermedien sind ausnahmslos Wechseldatenträger: CDs, DVDs, Blu-rays und M-Discs gehören unter anderem dazu. Es handelt sich um runde Scheiben, die aus reflektierenden Schichten bestehen. Mithilfe eines Lasers werden die Discs gelesen und beschrieben. Eine beschriebene Disc weist kleine Vertiefungen, die sogenannten "Pits", auf. Die flachen Bereiche dazwischen heißen "Lands". Zusammen codieren sie die digitalen Informationen.
Da Software sowie Musik und Filme in digitaler Form heutzutage primär online vertrieben werden, haben optische Datenträger einiges an Relevanz verloren. Allerdings sind sie ein gutes Mittel, um Daten jenseits von Festplatten zu archivieren. Bestimmte Typen von CDs, DVDs, Blu-rays und M-Discs können Sie mithilfe eines Brenners einmalig oder mehrmals beschreiben. Diese sind als Rohlinge, die keinerlei Daten enthalten, erhältlich.
Halbleiter-Speichermedien
Hierbei handelt es sich um elektronische Datenträger, die Informationen auf Halbleitern speichern. Dazu zählen flüchtige Speicher wie der RAM im Computer, die Daten nicht dauerhaft speichern. Ihnen gegenüber stehen nichtflüchtige Speicher, darunter Flash-Speicher, der die Basis vieler Datenträger, die wir heutzutage nutzen, bildet. Er besteht aus vielen kleinen Speicherzellen. Dabei handelt es sich um Transistoren, die über elektrische Ladungen Informationen aufnehmen und speichern.
Flash-Speicher arbeitet sehr schnell. Dank hoher Lese- und Schreibgeschwindigkeiten haben sich SSDs, die darauf basieren, als primäre Datenspeicher in Computern durchgesetzt. Flash-Speicher kommt aber auch häufig in portablen Geräten zum Einsatz, etwa in Form von SD-Karten, die als Speicher in Smartphones, Tablets, Kameras, Navigationssystemen und E-Book-Readern verwendet werden. Mithilfe eines Speicherkartenlesers ist es möglich, über einen PC auf SD-Karten zuzugreifen und sie zu beschreiben.
Auch bei fest integrierten Datenspeichern in Handheld-Spielkonsolen, VR-Brillen und dergleichen handelt es sich um Flash-Speicher. Neben dem hohen Arbeitstempo hat er nämlich noch den Vorteil, dass er platzsparend ist. Magnetische Festplatten wären kaum als Speicher für tragbare Geräte geeignet. Die kompakte Bauform ist auch einer der Gründe, warum Flash-Speicher die Grundlage für USB-Sticks bildet, die sich als handliche, kleine Speichergeräte perfekt für die Weitergabe von Daten eignen.
Die meisten Menschen speichern ihre Daten heutzutage nicht mehr nur auf physischen Datenträgern, seien es Festplatten, SSDs, USB-Sticks, Speicherkarten oder optische Speichermedien. Zunehmend werden Daten in Clouds gesichert. Der Vorteil: Man kann abgelegte Dateien leicht mit anderen über das Internet teilen. Cloud-Speicher sind vor allem für kleinere Unternehmen ohne eigene Serverumgebung als Alternative zu einem NAS (Network Attached Storage) gut geeignet.
Da das Streamen von Musik, Filmen und Spielen immer relevanter wird, könnte man meinen, dass wir in Zukunft kaum noch physische Speichermedien nutzen. Allerdings vergessen wir dabei einen Fakt: Irgendwo müssen all diese Daten auf physischen Datenspeichern vorliegen, damit wir über das Internet darauf zugreifen können. Es wird daher immer einen Markt für physische Speichermedien geben und die Forschung arbeitet längst an neuen Technologien.
Neue Technologien und Entwicklungen
Ein großes Thema in der Zukunft könnten Datenträger aus Quarzglas sein. Die Vorteile: hohe Speicherkapazitäten (mehrere TB) bei geringer Gerätegröße und eine deutlich höhere Lebensdauer im Vergleich zu magnetischen, optischen und elektronischen Speichermedien, wie wir sie bislang nutzen. Bis zu 100.000 Jahre könnten Quarzglasplatten Informationen speichern. Interne HDDs, die in ständiger Benutzung sind, haben eine Lebensdauer von gerade mal fünf bis zehn Jahren, im Fall von Flash-Speicher sind es um die zehn Jahre. Ein weiterer Vorteil von Quarzglas-Datenträgern: Sie selbst benötigen keinen Strom, damit man sie beschreiben oder gespeicherte Daten auslesen kann. Allerdings sind die Daten im Glas nicht veränderbar – zumindest noch nicht.
Eine andere Art von Speicher, an dem schon länger geforscht wird, ist der sogenannte Racetrack-Speicher. Er verdankt seinen Namen den Nanodrähten, die parallel zueinander angeordnet sind und optisch an Rennstrecken erinnern. Die Drähte sind ferromagnetisch und speichern Informationen als gegensätzlich magnetisierte Domänen. In einen Draht passen zwischen 10 und 100 Speicherbits. Um sie zu lesen oder zu beschreiben, werden die Nanodrähte seriell an einer Lese- und Schreibeinheit vorbeigeführt. Sind die Drähte dreidimensional angeordnet, ist eine deutlich höhere Speicherdichte möglich als bei Flash-Speicher. Das würde bedeuten, wir bekämen Geräte mit gleich viel Speicherkapazität, die noch kompakter wären.
Herausforderungen und Chancen
Das weltweite Datenaufkommen wird von Jahr zu Jahr größer. Das stellt nicht nur Betreiber von Datennetzen vor Herausforderungen, sondern auch Firmen, die mit der Sicherung dieser Daten ihr Geld verdienen. Serverfarmen bedürfen ständiger Erweiterungen. Der physische Platz ist aber nun einmal begrenzt. Obendrein haben die derzeit verwendeten Speichermedien allesamt das Problem der recht geringen Lebensdauer. Bei der Weiterentwicklung vorhandener und der Schöpfung neuer Technologien geht es deshalb nicht allein darum, Speicherkapazitäten sowie Lese- und Schreibgeschwindigkeiten zu steigern. Sowohl bei Quarzglas- als auch Racetrack-Speicher spielt der Umstand, dass mehr TB an Daten auf geringerer Fläche Platz finden, eine wichtige Rolle.
In Zukunft könnten Datenträger deutlich mehr Informationen fassen, ohne dass ihr physischer Umfang zunimmt, und zugleich viel länger halten. Dadurch könnten große Rechenzentren zur Datenspeicherung irgendwann überflüssig werden. Müssen Daten nicht mehr alle paar Jahre auf neue Datenträger kopiert werden, um sie langfristig zu sichern, würden der Energieverbrauch und die Betriebskosten sinken, was das Ganze nachhaltiger machen würde. Fragt sich nur, wann die neuen Technologien bereit für den Masseneinsatz sind und wie teuer sie sein werden. Erinnern wir uns an die Anfangszeit der SSDs: Damals war der Preis pro GB für die Flash-Speichergeräte um ein Vielfaches höher als bei HDDs. Aus diesem Grund nutzte man vorrangig SSDs mit wenigen 100 GB Speicher und installierte darauf nur das Betriebssystem und die wichtigsten Programme, während man alles andere auf magnetische Festplatten schob. Heute sind SSDs viel bezahlbarer.
Bei der Auswahl eines Speichermediums spielt die Kapazität eine wichtige Rolle. Je mehr Speicherplatz ein Datenträger bietet, desto besser. Allerdings steigt mit jedem weiteren GB auch der Preis. Sie müssen daher abwägen, wie viel Kapazität wirklich notwendig ist und was Sie bereit sind auszugeben. Was die maximale Speicherkapazität betrifft, gibt es große Unterschiede zwischen den verschiedenen Speichermedien. Auf eine Festplatte oder SSD, sei es nun ein internes oder externes Modell, passen viel mehr Dateien als auf einen USB-Stick oder einen Blu-ray-Rohling.
Ein weiteres entscheidendes Kriterium dafür, welche Art von Datenträger Sie kaufen, ist der Verwendungszweck. So wäre eine SD-Karte ungeeignet, wenn Sie einen Systemspeicher für einen PC benötigen. In dem Fall würde man heutzutage klar zu einer SSD greifen. Einen USB-Stick legen Sie sich zu, wenn Sie ein handliches Gerät benötigen, um überschaubare Datenmengen weiterzugeben, ohne dafür auf Online-Dienste zurückgreifen zu müssen. Gerade sensible Daten sollten nach Möglichkeit lieber offline bleiben.
Für größere Datenmengen verwenden Sie eine externe Festplatte oder SSD, die Sie per USB (mindestens USB 3.0) anschließen. Alternativ nutzen Sie eine Festplatten-Dockingstation, in die Sie Datenträger stecken können, die eigentlich für den Einbau in einen Rechner vorgesehen sind. Der Vorteil: Die meisten Dockingstationen haben zwei oder mehr Steckplätze, so dass Sie für mehrere Festplatten oder SSDs nur einen USB-Port am PC benötigen. Teilweise dienen die Geräte auch als Kopierstationen, erlauben also das Klonen von Datenträgern – wichtig für diejenigen, die häufig Backups ganzer Datensammlungen machen müssen.
Für die Archivierung von Daten können Sie auch optische Datenträger verwenden. CDs, DVDs und Blu-rays beanspruchen wenig Platz und sind günstig. Zum Beschreiben benötigen Sie lediglich einen Brenner sowie Rohlinge vom richtigen Typ und mit ausreichend Speicherplatz. CDs sind heutzutage primär als Speichermedien für Dokumente zu gebrauchen, für Mediendateien eignen sich DVDs und Blu-rays besser.
Bei Speichermedien ist es außerdem wichtig, auf die Geschwindigkeit zu achten, mit der Daten gelesen oder geschrieben werden. Auch innerhalb der einzelnen Speicherarten gibt es diesbezüglich Unterschiede. Nicht alle SSDs sind gleich schnell. Genauso verhält es sich mit Speicherkarten, Festplatten und USB-Sticks. Zudem müssen die Datenträger kompatibel zu Ihren Geräten sein. Die schnellsten internen Datenspeicher für PCs sind NVMe-SSDs im M.2-Format, für die Sie jedoch ein Mainboard mit passenden PCI-Express-Slots benötigen – oder eine entsprechende Dockingstation.
Überlegen Sie auch, ob Sie Zubehör für die Installation oder den Gebrauch benötigen. Für HDDs gibt es beispielsweise Einbaurahmen zur Montage im PC und anderes Festplattenzubehör. Mobile Speichermedien wie USB-Sticks und SD-Karten werden häufig unterwegs genutzt. Um sie sicher zu transportieren, können sich Taschen für Sticks und Speicherkarten als praktisch erweisen.
Geht es um die maximale Lese- und Schreibgeschwindigkeit eines Datenspeichers, spielt die verwendete Schnittstelle eine wichtige Rolle. In der Regel kommt USB zum Einsatz, wovon es jedoch mehrere Versionen gibt. Es ist nicht nur relevant, mit welcher Variante das Speichermedium ausgestattet ist, sondern auch, welche Version das verwendete Kabel und der Port am Computer unterstützen. Wenn eine externe SSD beispielsweise USB 3.2 mit einer maximalen Datenrate von 10 Gbit/s bietet, Ihr PC aber nur USB 3.0 mit 5 Gbit/s hat, limitiert dessen Anschluss die Transferrate insgesamt auf 5 Gbit/s. Für die bestmögliche Performance sollten Sie also immer sicherstellen, Kabel und Ports zu verwenden, die der Schnittstelle des Datenträgers entsprechen.
Welche Rolle spielen Speichermedien in der Datenarchivierung und Datensicherung?
Ohne Speichermedien ist eine Archivierung und Sicherung digitaler Daten nicht möglich. Dokumente und Bilder ließen sich zwar ausdrucken, lägen dann aber analog vor. Audio- und Videodateien sowie Software können gar nicht ausgedruckt werden. Hier sind digitale Speichermedien unumgänglich. Das bevorzugte Speichermedium für die Archivierung von großen Datenmengen ist die HDD, weil sie viel Speicherplatz zu verhältnismäßig geringen Kosten bietet. Für kleinere Datensammlungen eignen sich optische Datenträger. Auf eine CD passen circa 650 MB, was für Dokumente vollkommen ausreicht. Für größere Datenmengen verwenden Sie eine DVD, die mehrere GB an Speicherplatz bietet.
Was ist der Unterschied zwischen flüchtigen und nichtflüchtigen Speichermedien?
Flüchtige Speichermedien speichern Daten nur temporär. Erhalten sie keinen Strom, gehen die Daten verloren. Flüchtiger Speicher dient vor allem als Zwischenspeicher für Daten, auf die ein Rechensystem gerade zugreift. Ein bekanntes Beispiel ist der Arbeitsspeicher (RAM) im Computer. Sein Vorteil sind die im Vergleich zu Festplatten und SSDs viel kürzeren Zugriffszeiten. Ohne RAM würden PCs sehr viel langsamer arbeiten. Nichtflüchtiger Speicher ist das Gegenstück zu flüchtigem Speicher. Darauf gespeicherte Daten gehen nicht verloren, solange das Speichermedium nicht beschädigt wird. Auch ohne Stromversorgung bleiben sie erhalten, wodurch sich nichtflüchtiger Speicher wunderbar für die langfristige Sicherung von Daten eignet.
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