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USB-Festplatten und USB-Sticks gehören zu den langsamsten Rechner-Komponenten. Umso wichtiger ist es, die gesamte Leistung auszureizen – durch den richtigen Anschluss oder einen Cache.
Von Armin Stabit
PC-WELT
Image: IDG
Heute sollte jeder PC über mehrere schnelle USB-3.0-Anschlüsse verfügen, die bis zu 500 MB/s Datendurchsatz schaffen. Bei älteren Geräten ist dies oft nicht der Fall – sie sind lediglich mit USB 2.0 ausgestattet. Bei ganz alten Rechnern ist häufig sogar nur das extrem langsame USB 1.1 vorhanden.
Auf PCs ohne USB 3.0 brauchen Sie Geduld: Das Kopieren von Daten vom und auf einen USB-Stick oder eine externe Festplatte mit USB 3.0 dauert eine halbe Ewigkeit. Einfache Lösung: Rüsten Sie Ihren PC mit einer USB-3.0-Karte nach – schon profitieren Sie von der hohen USB-3.0-Übertragungsgeschwindigkeit, die bis zu zehn Mal schneller als USB 2.0 ist. Zudem punktet USB 3.0 in der Regel auch durch eine verbesserte Energieeffizienz.
Älteren PC mit USB 3.0 nachrüsten
Das Angebot an Nachrüstkarten für den PCI-Express-Steckplatz (PCIe) reicht von günstigen Zweifach-USB-Schnittstellenkarten ab rund 10 Euro bis hin zu teuren 7-Port-Einbaukarten ab 50 Euro. Meist genügt die günstige Variante. Zum Einbau ziehen Sie zunächst das Stromkabel vom PC-Gehäuse ab, schrauben den Rechner auf und entfernen die Abdeckung an einem freien Steckplatz. Schieben Sie die neue USB-Karte mit beiden Händen in Steckplatz und schrauben Sie diese fest.
Die Treiberinstallationen erledigt Windows nach dem Neustart des Rechners automatisch – USB 3.0 ist nun einsatzbereit.
Welche Tempovorteile Sie von USB 3.0 erwarten dürfen
Den maximalen Datendurchsatz von 500 MB/s bei USB 3.0 werden Sie in der Praxis allenfalls bei Verwendung eines SSD-Laufwerks mit USB 3.0 ausreizen. Und auch SSDs schaffen die Nenngeschwindigkeit nicht, denn die physikalisch maximal mögliche Übertragungsrate von USB 3.0 liegt nach Abzug der Verwaltungsdaten (Overhead) bei rund 420 MB/s. Für dieses Tempo ausgelegte Geräte sind mit dem offiziellen USB-Super-Speed-Logo gekennzeichnet.
Auch wenn USB 3.0 nicht den Beschleunigungsfaktor 10 erreicht, so ist der Temposprung doch respektabel und im Alltagseinsatz deutlich spürbar. Das noch schnellere USB 3.1 schafft übrigens theoretisch sogar Datenübertragungen mit bis zu 1212 MB/s .
Viele Faktoren beeinflussen die Leistungsfähigkeit eines USB-3.0-Geräts in der Praxis. Bei externen USB-3.0-Festplatten begrenzt hauptsächlich die Drehgeschwindigkeit, mit der die Datenscheiben rotieren, die Transferraten. Zudem beeinflusst der Durchmesser, die Anzahl der Datenscheiben und der Cache das Tempo – je größer, desto höher ist es.
1968 – 2000: U-matic
Bevor die VHS-Kassetten ihren Siegeszug antreten, entwickelt Sony bereits Ende der 1960er Jahre das erste Videokassetten-System namens U-Matic. In erster Linie für den Business-Markt gedacht, etablieren Sony, Panasonic und JVC U-Matic ab 1971 auch auf dem Consumer-Markt, wo es zunächst mit dem VCR-System von Grundig und Philips konkurriert. Erhältlich sind die U-Matic-Bänder in einem kompakten (und weit verbreiteten) Format mit 20 Minuten Laufzeit und als Standard-Kassetten mit bis zu 75 Minuten Laufzeit. Auch wenn U-Matic sich aufgrund der fehlenden Consumer-Akzeptanz letztlich nicht gegen VHS durchsetzen kann, bleibt das System vor allem in der Kreativ- und Medienbranche im Einsatz, bevor es Ende der 1980er vielerorts von Betacam SP abgelöst wird.
Die beiden deutschen Elektronik-Konzerne Telefunken und Teldec schließen sich Anfang der 1970er zusammen, um dem aufkeimenden Video-Markt den Wind aus den Segeln zu nehmen. Gelingen soll das mit der Bildplatte – oder Television Electronic Disc (TED). Die Scheiben mit einem Durchmesser von etwa 20 Zentimetern fassen zur Markteinführung 1975 maximal zehn Minuten Videomaterial pro Seite. Gegen die VHS-Kassette kann sich die Bildplatte ebensowenig durchsetzen wie VCR oder Betamax. Telefunken selbst versetzt der Television Electronic Disc schließlich den Todesstoß, als man Ende 1978 beginnt, VHS-Geräte herzustellen.
Die europäische Lösung für den boomenden Videomarkt heißt 1971 VCR. Grundig und Philips entwickeln die Bandtechnologie, die sich unter anderem durch zwei Tonkanäle und eine Laufzeit von zunächst 65 Minuten auszeichnet. Auf dem Consumer-Markt ist das VCR-System durchaus erfolgreich – bis JVC mit seinem VHS-System der Durchbruch gelingt.
Um der wachsenden VHS-Konkurrenz Herr zu werden, versuchen Grundig und Philips 1979 mit dem VCR-Nachfolger Video 2000 im Rennen um die Video-Vorherrschaft zu punkten. Neue, beidseitig bespielbare Kassetten ermöglichen Laufzeiten von maximal 16 Stunden. Weil JVC Lizenzen zur Herstellung von VHS-Geräten jedoch deutlich günstiger vergibt, ist der “Krieg der Videoformate” Anfang der 1980er Jahre längst entschieden. 1985 beschließen Grundig und Philips, die Produktion von Video 2000-Geräten und -Datenträgern einzustellen.
Auch Sony mischt im Krieg der Videoformate mit. Mit Betamax wollen die Japaner das Rennen machen. Im Gegensatz zum von vorneherein für professionelle Anwender gedachten U-Matic-Format ist Betamax ausschließlich für den Consumer-Markt konzipiert. Betamax-Kassetten sind mit Laufzeiten von 30 bis 215 Minuten erhältlich. Von allen VHS-Konkurrenz-Formaten kann sich Betamax am längsten halten. Bis 2002 werden Abspielgeräte produziert, Betamax-Bänder sind bis heute erhältlich. Allerdings kündigt Sony Ende 2015 an, die Herstellung der Bänder zum März 2016 einzustellen.
Das erste optische Speichermedium für Videos kommt 1978 auf den Markt: Discovision. Die beidseitig bespielbaren Scheiben mit einem Durchmesser von circa 30 Zentimetern bieten Laufzeiten von bis zu 120 Minuten. Die Videoqualität bewegt sich bereits in etwa auf dem Level der wesentlich später eingeführten DVD. Die Firma Pioneer vermarktet die Technologie ab 1981 unter der Bezeichnung Laserdisc. Das mit analogem Video- und digitalem Audiomaterial befüllte Medium ist insbesondere in Japan sehr erfolgreich. In den USA und Europa verhindern unter anderem hohe Preise für Abspielgeräte und die Discs selbst eine hohe Verbreitung. Im Jahr 2001 erscheinen in Japan die letzten Filme auf Laserdisc – bei Cineasten und Sammlern ist das Medium bis heute sehr gefragt.
Mit dem Digital Audio Tape (DAT) will Sony ab 1987 den Nachfolger der Audiokassette etablieren. Die Audioqualität eines DAT ist in etwa vergleichbar mit der einer Audio-CD. Als maßgebliches Verbreitungshemmnis gilt der implementierte Kopierschutz, der das einfach Kopieren eines DAT verhindert. Zudem sind DAT-Abspielgeräte im Vergleich zu Minidisc- oder CD-Playern deutlich teurer. Im professionellen Bereich kommt das Digital Audio Tape bis heute zum Einsatz – vor allem in Tonstudios und Radiostationen.
Ende 1991 versucht Philips mit dem CD-i auf dem Markt für Spielkonsolen Fuß zu fassen. Dazu kreiert man nicht nur die Konsole CD-i, sondern – in Kooperation mit Sony – auch das dazu passende Medium: die Compact Disc Interactive. Dieses Format erlaubt die Koexistenz von Audio- und Dateninhalten auf einer Compact Disc. Genutzt wird das Format in erster Linie für Lernprogramme und enorm schlechte Games. Den Massenmarkt erreicht Philips mit dem CD-i-Projekt so nicht und Gamer verschmähen das Gerät geradezu. Auch das Engagement zahlreicher Dritthersteller wie Sony, Panasonic, Grundig, Bang & Olufsen oder Kyocera – die allesamt ebenfalls CD-i-Abspielgeräte anbieten – kann das CD-Derivat nicht retten. Lediglich im Bildungssektor können CD-i-Anwendungen kleine Erfolge verbuchen. Gerüchteweise setzen einige Fahrschulen mit extrem verkrusteten Digitalitäts-Strukturen beim theoretischen Unterricht noch heute auf das CD-i.
Nachdem die Compact Disc die bis dahin verbreiteten Musik-Kassetten weitgehend verdrängt hat, bringen Philips und Panasonic die Digital Compact Cassette (DCC) auf den Markt. Gegenüber ihrer analogen Vorgängerin kann die DCC mit einer deutlich besseren Klangqualität punkten. Im Vergleich zu den damals aktuellen Konkurrenz-Formaten (CD, MP3, Minidisc) ist die Handhabung jedoch deutlich komplizierter. Auch im professionellen Bereich bleibt der DCC der Durchbruch versagt.
Nachdem Sony mit dem DAT-Format auf dem Consumer-Markt scheitert, versuchen die Japaner mit der magneto-optischen Minidisc den nächsten großen Datenträger-Wurf zu landen. Bis zu 80 Minuten Audiomaterial fasst eine Minidisc, die zudem unempfindlich gegenüber Schmutz und Staub ist. In Europa und den USA kann sich der Datenträger dennoch nicht durchsetzen – zu groß ist die Konkurrenz durch CD und später MP3. In Japan ist die Minidisc hingegen ähnlich populär wie die Compact Disc in Deutschland. Bis Ende des Jahres 2011 vertreibt lediglich Sony noch MD-Abspielgeräte, bevor die Produktion schließlich endgültig eingestellt wird.
Mitte der 1990er versucht Iomega (heute Lenovo EMC) mit der Zip-Diskette den Nachfolger der Floppy Disk zu etablieren. Das Rezept scheint zunächst aufzugehen: CD-Brenner sind zu dieser Zeit unerschwinglich, die Bandbreiten verhindern die Versendung großer Datenmengen über das Internet. Die Zip-Diskette füllt diese Lücke zunächst sehr gut. Mit bis zu 750 MB Speicherkapazität lassen sich (zu dieser Zeit) astronomische Datenmengen speichern. Leider machen die zugehörigen (internen und externen) Laufwerke durch fatale Hardware-Fehler von sich reden. Günstige CD-Brenner, USB-Sticks und Speicherkarten sorgen ab der Jahrtausendwende schließlich dafür, dass die Zip-Diskette auf dem Massenmarkt keine Rolle mehr spielt. Im Einsatz sind die Datenträger allerdings bis heute: Verschiedene Unternehmen der Luftfahrtbranche nutzen die Datenträger immer noch für ihre Navigations-Datenbanken.
Im Jahr 1996 steckt die Flash-Technologie noch in den Kinderschuhen. Bei Toshiba stellt man zu diesem Zeitpunkt ein neues Flash-Speichermedium vor: die Smart Media Card. Bis zu 128 MB beträgt die Kapazität der Karten, die vor allem wegen ihrer Störanfälligkeit nur eine geringe Verbreitung finden. Im Jahr 2002 bekommt der Datenträger auch noch einen – nicht minder erfolglosen – Nachfolger.
Bevor sich die CD-ROM zum Leitmedium auf dem PC-Markt aufschwingt, konkurrieren mehrere Formate darum, die Nachfolge der guten alten Diskette anzutreten. Das von Imation und Matsushita entwickelte, Medium Superdisk besitzt eine Speicherkapazität von bis zu 240 MB. Leider sind die ersten Laufwerke fehlerbehaftet, zudem ist das Konkurrenzprodukt – die Zip-Diskette von Iomega – bereits länger auf dem Markt. Als CD-Brenner schließlich für die Massen erschwinglich werden, verschwinden beide designierte Disketten-Nachfolger vom Markt.
Auch das nächste proprietäre Speichersystem von Iomega kann sich nicht durchsetzen. Clik-Disketten fassen 40 MB Daten und zeichnen sich vor allem durch ihre Größe aus: mit einem Durchmesser von 5 Zentimetern und einem Gewicht von 15 Gramm sind die Magnetspeicher durchaus handlich – den gerade aufkommenden USB-Sticks und Speicherkarten haben sie jedoch nichts entgegenzusetzen.
Im Jahr 1999 entwickelt New Medium Enterprises die Versatile Multilayer Disc (VMD). Anfang der 2000er-Jahre soll die VMD sich schließlich gegen Blu-ray Disc und HD-DVD durchsetzen und zum DVD-Nachfolger avancieren. Mit einer Speicherkapazität von maximal 20 GB (theoretisch 100 GB) ist die VMD sowohl HD-DVD als auch Blu-ray deutlich unterlegen. Kurz vor der geplanten Markteinführung im Jahr 2007 wird es dann still um die VMD – und das hat sich bis heute nicht geändert. Seit 2010 sind sämtliche Hersteller-Websites nicht mehr erreichbar.
Die Foto-Riesen Olympus und Fujifilm tun sich im Jahr 2002 zusammen, um einen Nachfolger der glücklosen Smart Media Card zu etablieren: die xD-Picture Card. Hergestellt werden die bis zu 2 GB fassenden NAND-Flash-Karten von Toshiba und Samsung. Die Abkürzung xD steht im Übrigen für “Extreme Digital”. Gegenüber einer SD-Karte ist die xD-Picture Card allerdings deutlich teurer, was wohl der Hauptgrund dafür ist, dass die xD-Karten langsam aber sicher in der Bedeutungslosigkeit versinken.
Im Jahr 2005 fechten zwei neue Datenträger den Kampf um die HD-Vorherrschaft und die Nachfolge der DVD aus. Zu den Unterstützern der bis zu 51 GB (Blu-ray Disc: 128 GB) fassenden HD-DVD gehören neben Toshiba, NEC, Intel und IBM auch Microsoft und HP. Als Anfang 2008 mehrere Film-Riesen (darunter Time Warner, Senator Film und das US-Pornostudio Digital Playground) ihre Untersützung für die HD-DVD einstellen, ist das Schicksal des Datenträgers besiegelt: Weitere Händler stellen den Verkauf von HD-DVDs ein, woraufhin Toshiba – das die meisten Abspielgeräte auf den Markt gebracht hatte – die Herstellung und den Vertrieb von HD-DVDs und Abspielgeräten offiziell einstellt. Der Kampf gegen die Blu-ray (forciert unter anderem von Sony, Panasonic, Pioneer, LG und Samsung) ist damit verloren.
Mit der Universal Media Disc (UMD) schafft Sony 2005 für seine gerade neu entwickelte Handheld-Konsole Playstation Portable ein eigenes Speichermedium. Die UMD erinnert optisch an die Minidisc, fasst maximal 1,8 GB Daten und dient als Medium für Spiele, Filme und Musik. Mit der nächsten Generation der tragbaren Sony-Konsole wird die UMD fallen gelassen wie die sprichwörtliche, heiße Kartoffel.
Die schnellsten USB-3.0-Sticks erreichen Datentransferraten von bis zu 300 MB/s. Bei den Sticks bestimmt an erster Stelle die Qualität der Flash-Speicherchips das resultierende Tempo. So verwenden die flottesten Sticks SLC-Chips (Single Level Cell). SLC-Chips speichern mit einer fest definierten Spannung nur ein Bit pro Flash-Zelle. Das geht schneller und belastet die Zellen nicht so stark wie bei MLC-Chips (Multi Level Cell), die bis zu vier Bit pro Flash-Zelle sichern, dafür aber auch unterschiedliche Spannungen anlegen müssen. MLC-Chips erlauben so höhere Speicherkapazitäten pro Fläche und sind deshalb auch preisgünstiger als ihre SLC-Pendants, altern dafür aber auch schneller. Allerdings: Kaum ein Hersteller kommuniziert, welche Chips er in einem bestimmten Stick-Modell verwendet.
Beim Anschluss von USB-3.0-Geräten gilt: Die resultierende Geschwindigkeit richtet sich nach dem schwächsten Glied in der Kette. Ein USB-3.0-Gerät wird also an einem USB-2.0-Anschluss maximal 60 MB/s (High-Speed-Modus bei USB 2.0) erzielen. Um die vollen 500 MB/s (Super-Speed-Modus) zu erreichen, benötigten Sie einen USB-3.0-Anschluss und ein USB-3.0-Kabel. Sie erkennen es am blau gefärbten Innenteil. Es darf bis zu 4,5 Meter lang sein. Im Vergleich dazu sind ältere USB-Kabel innen meist weiß oder schwarz.
Die Stecker bei USB 3.0 haben gegenüber USB 2.0 fünf zusätzliche Kontakte. Dennoch ist USB 3.0 teilweise abwärtskompatibel zu USB 2.0. So lassen sich USB-2.0-Geräte mit Stecker-Typ A etwa problemlos an einem USB-3.0-Port vom Typ A betreiben und umgekehrt.
Den USB-Stick mit dem richtigen Dateisystem formatieren
USB-Sticks lassen sich genauso wie Festplatten mit verschiedenen Dateisystemen formatieren. Oft wird FAT32 verwendet, da es von Windows, Linux und Mac OS X unterstützt wird. Weiterer Vorteil von FAT32 ist die Kompatibilität zu Druckern. Nachteil: Bei FAT32 werden nur maximal 4 GB große Dateien unterstützt. Bei Videos, virtuellen Maschinen und anderen großen Dateien kann dies zu Problemen führen. Wer größere Dateien auf einen Stick kopieren möchte, formatiert ihn mit einem anderen Dateisystem. Hierzu klicken Sie im Explorer mit der rechten Maustaste auf den USB-Stick und wählen „Formatieren“. Nun haben Sie die Möglichkeit, den USB-Stick mit den Dateisystemen FAT32, NTFS und exFAT neu zu formatieren.
Falls Sie Ihren USB-Stick nur in Windows verwenden, ist das Dateisystem exFAT die beste Wahl.
NTFS kennt keine Begrenzung hinsichtlich der Dateigröße. Allerdings wird NTFS im Unterschied zu FAT32 nur von Windows und aktuelleren Linux-Versionen vollständig unterstützt. Beide Systeme lesen und schreiben Dateien. Mit Mac OS X können Sie den Inhalt von NTFS-Speichermedien lediglich lesen. NTFS arbeitet teilweise ein Stück weit langsamer als FAT32 und beim Entfernen eines USB-Sticks ohne zuvor die Auswerffunktion zu aktivieren können Daten schneller verloren gehen.
Bei exFAT handelt es sich um ein Dateisystem, das speziell für USB-Sticks und andere Flash-Speicher entwickelt wurde. Aktuell wird es nur von Windows 7, 8 und 10 unterstützt. Über ein kostenloses Update ( http://tinyurl.com/ol322 m4 ) können Sie das Dateisystem exFat auch unter Windows XP nutzen.
Schreibpuffer für USB-Speichermedien einschalten
Haben Sie den Eindruck, dass eine USB-Festplatte oder ein USB-Stick an Ihrem PC nicht sein volles Tempo ausspielt, ist wahrscheinlich der Schreibcache deaktiviert. In diesem Fall speichert der Stick oder die Festplatte Daten ohne Nutzung eines Zwischenspeichers direkt auf das Laufwerk. Durch das Einschalten des Schreibcaches beschleunigen Sie das Laufwerk. Der Cache sorgt dafür, dass Daten zunächst im schnellen RAM-Speicher gepuffert und erst dann auf den langsameren Magnet-oder Flash-Speicher übertragen werden. So wird der Zugriff nicht durch Schreibvorgänge ausgebremst.
Einstellungen öffnen: Starten Sie den Geräte-Manager, indem Sie auf der Startseite von Windows 8.1 oder ins Suchfeld von Windows 7 oder Windows 10 Geräte eintippen und dann auf den Treffer „Geräte-Manager“ klicken. Nun suchen Sie im Bereich „Laufwerke“ nach dem Namen des gewünschten USB-Laufwerks – entweder der externen Festplatte oder dem USB-Stick. Gehen Sie nach einem Rechtsklick auf den Laufwerksnamen zu „Eigenschaften“ und weiter zum Register „Richtlinien“. Hier ist die Option „Schnelles Entfernen“ voreingestellt, damit Sie Ihren an den PC angeschlossenen Stick oder die USB-Festplatte ohne Risiko von Datenverlust einfach abziehen können.
Schreibcache einschalten: Aktivieren Sie nun die Option „Bessere Leistung“ und schalten Sie zusätzlich „Schreibcache auf dem Gerät verwenden“ ein. Achtung: Die hier ebenfalls angebotene Option „Von Windows veranlasstes Leeren des Geräteschreibcaches deaktivieren“ sollten Sie aus Sicherheitsgründen keinesfalls einschalten. Die neuen Einstellungen werden erst nach einem PC-Neustart wirksam.
Laufwerke entfernen: Mit aktiviertem Schreibcache ist es wichtig, vor dem Entfernen des USB-Gerätes jedes Mal zunächst in der Taskleiste auf das Benachrichtigungssymbol „Hardware sicher entfernen und Medium auswerfen“ zu gehen und das gewünschte Laufwerk anzuklicken. Damit werden Daten, die sich noch im Cachepuffer für die USB-Festplatte oder den USB-Stick befinden, auf das Laufwerk übertragen. Erst danach können Sie den Stick oder die Festplatte gefahrlos abziehen. Wird die USB-Verbindung zum Speichergerät dagegen abrupt beendet, stürzt der Rechner ab oder kommt es zu einem Stromausfall, so können noch nicht gesicherte Daten verloren gehen.
