Entwicklung zukünftiger mobiler Datenspeicher und ihre Einsatzfelder

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Name des Autors / der Autoren:	Serkan Üslek, Anke Werner, Benjamin Smajlagic
Titel der Arbeit:	"Entwicklung zukünftiger mobiler Datenspeicher und ihre Einsatzfelder"
Hochschule und Studienort:	FOM Duisburg

Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 2 Ziel der Arbeit 3 Grundlagen 3.1 Historischer Überblick 3.2 Aktuelle Lage 3.2.1 Informationsflut 3.2.2 Speicherlösungen 3.2.3 Mobilität 3.2.4 Sicherheitsaspekte 4 Ist-Stand und Grenzen aktueller Systeme 4.1 Mobile Geräte 4.1.1 portable Computer 4.1.2 iPhone 4.2 Externe Speichermedien 4.2.1 Optische Speichermedien 4.2.1.1 CD 4.2.1.1.1 CD-ROM 4.2.1.1.2 CD-R 4.2.1.1.3 CD-MO 4.2.1.1.4 CD-RW 4.2.1.2 DVD 4.2.1.2.1 DVD+-R 4.2.1.2.2 DVD+-RW 4.2.1.2.3 DVD-RAM 4.2.1.3 BlueRay 4.2.2 Magnetische Speichermedien 4.2.2.1 Externe Festplatte 4.2.3 Elektronische Speichermedien 4.2.3.1 Solid State Disc 4.2.3.2 Hybrid Festplatte 4.2.3.3 Smartcards, Flashspeicherkarten und USB-Sticks 4.3 Schnittstellen 4.3.1 IrDA(Infrarot) 4.3.2 USB 4.3.3 eSATA 4.3.4 IEEE 1394(FireWire) 4.3.5 Bluetooth 5 Zukunftsaussichten 5.1 Technologien 5.1.1 Nano-Technologie 5.1.2 Weiterentwicklung aktueller Systeme 5.1.3 Holographischer Speicher 5.1.4 Biologischer Speicher 5.1.5 Atomarer Speicher 5.1.6 Schnittstellen 5.2 Einsatzfelder 5.2.1 Miniaturisierung und Mehrdimensionalität der Medien 5.2.2 höhere Übertragungsraten 5.2.3 geringer Energieverbrauch 5.2.4 Datenpersistenz 5.2.5 Geräteintegration 5.3 Trends 5.3.1 E-Book-Reader 5.3.2 Sicherheit bei externen Geräten 5.3.3 Flexibilität und unbegrenzte Mobilität 6 Fazit 7 Fußnoten 8 Abkürzungsverzeichnis 9 Abbildungsverzeichnis 10 Literatur und Quellenverzeichnis

1 Einleitung

Informationen und Datenbestände wachsen stetig^[1]. Man geht davon aus, dass sich der Bestand eines Unternehmens jährlich verdoppelt und das Wachstum überproportional zunimmt. Man greift auf Speicherlösungen zurück, mit dem Ziel, die Datenflut kostengünstig und effizient zu verwalten und Informationen vor Verlust zu sichern. Geschäftsdaten, die maßgeblich zum Unternehmenswert beitragen und über den wirtschaftlichen Erfolg bestimmen, müssen über die gesamte Lebensdauer eines Unternehmens bereitstehen und abrufbar sein. Werte und Wissen müssen für nachfolgende Generationen gesichert werden.

Neben etablierten Speicherlösungen, wie z.B. Bandmedien, setzen sich zunehmend auch neue Technologien durch, deren Ausfallsicherheit und Haltbarkeit noch angemessen geprüft werden müssen. Stärken und Schwäche sind in vielen Gebieten noch nicht ausreichend untersucht, sodass eine Entscheidung über den Einsatz im Unternehmensfeld nur unter schwierigen Bedingungen und mit hohem Kostenaufwand möglich ist.

Trends im Bereich der optischen Speichermedien sind auf dem Vormarsch. Die Blu-ray Technologie hat sich bereits auf dem Konsumermarkt gegen die HD-DVD durchgesetzt. Die Speicherkapazität von 50 Gigabyte (Dual Layer) und eine geschätzte Lebensdauer von bis zu 50 Jahren^[2] spricht für eine hohe Zukunftssicherheit. Es bleibt abzuwarten, ob die Blu-ray Disk zukünftig auch die DVD ersetzen wird.

Die Speicherlandschaft in Unternehmen wandelt sich zunehmend. Festplattenbasierte Lösungen ersetzen hier die etablierte Langzeitarchivierung mit Bandmedien. Begünstigt durch fallende Preise sieht man hier massive Einsparungspotentiale. Inwiefern solche Entscheidungen auch im Bezug auf die Energiekosten der Unternehmen positive Effekte haben, ist fragwürdig.

Aber auch im privaten Bereich bleibt die Verwaltung großer Datenmengen eine komplexe Aufgabe. Im digitalen Zeitalter sind schnelle DSL-Internetverbindungen und mobile Kommunikationstechnologien weit verbreitet. Betrug die Kapazität einer Festplatte vor 10 Jahren kaum mehr als 10 Gigabyte^[3] so sind heute bereits Exemplare mit zwei Terabyte erhältlich. Der Einkaufspreis einer Spindel mit 100 DVD-Rohlingen liegt bei ca. 20 Euro^[4] und USB-Sticks mit vier Gigabyte Kapazität sind unter 10 Euro zu haben.

Um die bestmögliche Speicherlösung zu finden, ist es notwendig, sich über Potentiale und Grenzen neuer Medien zu informieren. Eine Kombination aus etablierten und neuen Speicherlösungen kann hier zweckmäßig erscheinen, um sowohl für gegenwärtige Aufgaben als auch für zukünftige Erfordernisse vorbereitet zu sein.

2 Ziel der Arbeit

Das Ziel der Arbeit ist es eine Übersicht über die aktuellen Speichertechnologien zu geben und den Leser in das Thema der mobilen Speichermedien einzuführen. Es werden Funktionsweise und Einsatzgebiete vorgestellt, sowie Aussagen über Haltbarkeit und zukünftige Entwicklungen getroffen. Trends werden unter mobilitäts- und sicherheitsrelevanten Aspekten vorgestellt.

3 Grundlagen

3.1 Historischer Überblick

Die technologische Entwicklung des Speichers hat in den letzten Jahrzehnten einen beeindruckenden Fortschritt gezeigt^[5]. Manche erinnern sich noch an die Zeiten, als Disketten auf dem Schulhof getauscht wurden. Heute arbeiten wir mit USB-Sticks die eine tausendfache Kapazität bieten.

In den Anfängen der Computergeschichte war Speicher noch teuer und bot nur wenige Byte Speicherkapazität für Daten und Informationen. Ende des Neunzehnten Jahrhunderts wurden erstmals Lochkarten als Massenspeicher eingesetzt^[6]. Bei Volkszählungen griff man zur Datenerfassung auf Lochkarten zurück^[7]. Binärdaten wurden durch entsprechende Aussparungen auf dem Medium repräsentiert. Jahre später wurden kodierte Lochkarten verwendet, um Daten in einen Computer einzugeben. Der Einsatz von Lochstreifen stellte in dieser Hinsicht bereits den ersten Fortschritt dar. Es konnten nun wesentlich mehr Daten in einem kontinuierlichen Vorgang gelesen werden. Lochkarten waren bis in die späten 70er Jahre im Einsatz.

In den 50er Jahren veränderte das Magnetband den Speichermarkt erheblich. Ein Plastikband wurde mit einer magnetisierbaren Oberfläche beschichtet und durch Magnetsierung von Ferritstreifen konnten dem Medium Informationen aufgeprägt werden. Ein einer separaten Spur konnten ebenfalls Paritätsbits abgelegt werden, um Datenverlust vorzubeugen. Eine Rolle Magnetband konnte die Daten von mehr als 10.000 Lochkarten aufnehmen und bot einen hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit. Der Nachteil einer sequentiellen Informationsaufzeichnung und Verarbeitung war weiterhin gegeben. Magnetbänder sind bis zum heutigen Tag als Bandkassetten im Einsatz. Magnetbandsysteme^[8] mit der Bezeichnung LTO (Linear Tape Open) oder AIT (Advanced Intelligent Tape) sind gängige Lösungen für die Archivierung im Unternehmensbereich.

1956 wurde die erste Festplatte von IBM vorgestellt. Die Magnetplatte RAMAC 350 (Random Access Method of Accounting and Control)^[9] hatte eine Speicherkapazität von fünf Megabyte. Die Magnetplatte bestand aus 50 beschichteten Aluminiumscheiben mit je 60cm Durchmesser und wog eine Tonne.

Während der 80er Jahre entwickelte sich die Festplatte zum festen Bestandteil des PC und ist heute neben der DVD ein beliebter Massenspeicher. Hitachi lieferte 1982 die erste Festplatte mit ein Gigabyte Speicherkapazität aus. Mit Einführung der RAID Technologie Anfang der 90er war die Festplatte als schneller und zuverlässiger Datenspeicher etabliert. Die kleinsten Festplatten besitzen heute einen Formfaktor von 1,8 Zoll, bieten Kapazitäten bis zu 240 Gigabyte^[10] und wiegen zwischen 50 und 75g.

Auf Basis der ersten 8-Zoll Disketten^[11] entstand in den 70ern die 5,25-Zoll Floppy Disk mit einer Kapazität von 1,2 Megabyte. Auf einer Diskette werden Daten auf einer magnetisierten Kunststofffolie gespeichert. Im Gegensatz zur Festplatte berührt der Schreib-/Lesekopf während des Schreib-/Lesevorgangs die Oberfläche des Mediums. Nicht nur die dünne und flexible Ummantelung des Mediums sondern auch die Ausmaße stellten gravierende Nachteile dar. Beschädigungen der Oberfläche führten leicht zum Datenverlust. Mit der 3,5-Zoll Diskette trat Sony diesen Nachteilen entgegen. Die robustere Hartplastikhülle des Mediums konnte äußeren Einwirkungen besser standhalten und verlängerte die Lebenszeit des Mediums Diskette um weitere 30 Jahre. Obwohl die Miniaturisierung weitere Nachfolger in 2- und 3-Zoll Baugrößen begünstigte, konnte sich für diese Medien kein Standard etablieren.

Die CD (Compact Disk) revolutionierte in den 80ern nicht nur den Musikmarkt. Obwohl entsprechende Medien und Laufwerke zu dieser zeit noch unbezahlbar waren, bot die Technologie eine hohe Zukunftsfähigkeit und das Potential, die Diskette als alltagstaugliches Medium abzulösen. Daten werden von einem Laser auf einer spiralförmigen Spur in die Trägerschicht des Medium eingebrannt. Eine CD kann die Daten von 450 Disketten aufnehmen.

Es war nur eine Frage der Zeit, bis ein Nachfolger für die CD entwickelt wurde. Mitte der 90er Jahre wurde die DVD (Digital Versatile Disk) vorgestellt. Durch eine höhere Datendichte konnte die Kapazität des optischen Mediums um ein Vielfaches erhöht werden. Mit 4,7 Gigabyte Platz für Daten konnte Filmmaterial erstmals in hoher Qualität für den Massenmarkt angeboten werden, was die DVD zum beliebtesten Medium der Filmindustrie machte^[12]. Erste Brenner waren 1997 ab 10.000 DM erhältlich mit einer Brenngeschwindigkeit von bis zu zwei MB/s. Heutzutage sind auch zweischichtige, beidseitig beschreibbaren DVDs erhältlich, die die vierfache Kapazität von 17 Gigabyte bieten.

Gänzlich ohne mechanische Teile arbeitet Flashspeicher. Der erste Compact-Flashspeicher für Digitalkameras von SanDisk wurde 1994 als Innovation des Jahres gekürt^[13]. Im Gegensatz zum Arbeitsspeicher eines Computers speichern Flashmodule auch ohne konstante Versorgungsspannung Daten permanent auf dem Medium^[14]. Der große Vorteil ist, dass Flashspeicher gegen Erschütterungen unempfindlich ist. Flashspeicher wird heute primär als Speichermedium für Digitalkameras eingesetzt und findet alltäglichen Einsatz in Form von USB-Sticks. SSD-Festplatten (Solid State Disc) gewinnen zunehmend an Bedeutung^[15].

Blu-ray hat sich als optisches Speichermedium der nächsten Generation gegen seinen Hauptkonkurrenten, der HD-DVD durchgesetzt^[16]. Die HD-DVD wurde zwischen 2005 und 2008 als potentieller Nachfolger der DVD eingesetzt. Als sich die Filmstudios Time Warner und New Line Cinema hinsichtlich der Veröffentlichung eigener Filmtitel vom Medium abwandten wurde ein Formatkrieg entfacht. Nachdem weitere Anbieter folgten, sah sich Toshiba, ein Mitglied der HD-DVD Promotion Group gezwungen, die Herstellung und Vermarktung der HD-DVD Technologie einzustellen. Dadurch ging die Blu-ray Disc als Sieger des Formatkrieges hervor. Mit einer Kapazität von 25 Gigabyte pro Datenschicht revolutioniert Blu-ray die Unterhaltungselektronik und übertrifft als Träger von hochauflösendem Filmmaterial die DVD bei weitem. Zukünftige Varianten sollten auf sechs Datenschichten bis zu 200 Gigabyte bieten. Moderne Blu-ray Laufwerke besitzen eine Datenübertragungsrate zwischen 4,5 und 9 MB/s.

Obwohl die Entwicklung der Blu-ray noch lange nicht beendet ist, wird bereits an zukünftigen Formaten gearbeitet^[17]. Die HVD (Holographic Versatile Disk) arbeitet mit zwei überlagerten Lasern, die auf den beiden versetzten Basis- und Reflexionsschichten des Mediums reflektiert werden und so ein Interferenzfeld (Hologramm) bilden. Innerhalb des Interferenzfeldes befinden sich kodierte Informationen, die physisch in der Polymerschicht des Mediums abgelegt sind. Die Ausrichtung der lichtempfindlichen Polymere oder Kettenmoleküle lässt sich unbegrenzt vom Laser modifizieren, was die ideale Voraussetzung für eine dauerhafte Aufzeichnung ist. Die Datenübertragungsrate wird mit 125MB/s im Vergleich zur Blu-ray mehr als verzehnfacht. Hersteller gehen von einer Haltbarkeit von bis zu 50 Jahren aus.

3.2 Aktuelle Lage

3.2.1 Informationsflut

Die Informationsflut in unserem digitalen Universum nimmt rapide zu. Laut einer IDC-Studie^[18] im Auftrag der EMC Corporation^[19], einem amerikanischen Hard- und Softwarehersteller beläuft sich die im Umlauf befindliche Datenmenge im Jahr 2007 auf 281 Exabyte und man geht davon aus, dass bis 2011 eine Verzehnfachung der 2006 festgestellten Datenmenge stattfindet. Bereits 2007 war der vorhandene Speicherplatz unseres Universums nicht mehr ausreichend, um alle Daten aufzunehmen. Mit 1,8 Zettabyte (entspricht 1,8 Milliarden Terrabyte) werden zukünftig knapp die Hälfte aller digitalen Daten keinen dauerhaften Speicherplatz finden.

Nutzer erzeugen neben den bewussten Aktivitäten des Alltags auch so genannte digitale Schatten, die das Datenwachstum passiv weiter vorantreiben. Ob Kreditkartendaten, Websuche oder Aufnahmen von Überwachungskameras, alles fließt in einem gewaltigen digitalen Datenstrom zusammen.

In unserer digitalen Welt herrschen die Bilder. Im Bereich der Kameras, Handykameras, Camcorder und dem Fernsehen werden immer höhere Auflösungen eingesetzt. Analoge Technologien werden durch die Digitalisierung abgelöst und endgültig ersetzt. Analog zum Anstieg digitaler Informationen entwickeln sich auch die Speichertechnologien. Der Preisverfall von Speichermedien führt einerseits dazu, dass Informationen mit steigender Qualität gesichert werden können, was andererseits die Nachfrage nach Speicher immer höherer Kapazität begünstigt. Dadurch werden auch die Möglichkeiten zur Vervielfältigung digitaler Daten vorangetrieben, was sich wiederum auf die Informationsqualität auswirkt. Es entsteht ein Regelkreis.

Seit 2007 ist eine zunehmende Abweichung zwischen vorhandenem Speicherplatz und der Datenmenge digitaler Informationen feststellbar. Dies ist primär auf neue Technologien wie z.B. der Internettelefonie oder aber auch auf den digitalen Rundfunk zurückzuführen. Daten werden kontinuierlich erzeugt, jedoch nicht dauerhaft gespeichert.

Die Informationsüberflutung stellt ein ernsthaftes Problem unseres Alltags dar.

3.2.2 Speicherlösungen

Diesem Trend müssen Unternehmen mit einer angemessenen Speicherstrategie begegnen. Da angesichts der Finanzkrise auch die Budgets eingeschränkt zur Verfügung stehen, setzen Unternehmen auf neue Techniken zur Speicheroptimierung^[20].

Deduplizierung wird eine mögliche Lösung gehandelt. Bei der Deduplizierung werden Redundanzen im Datenbestand eines Unternehmens beseitigt. Das Gesamtvolumen des Bestandes wird minimal gehalten. Entsprechende Funktionen stellen sicher, dass Daten innerhalb der gesamten Speicherlandschaft nicht mehrfach abgelegt sind. Dazu werden Techniken eingesetzt, die Daten segmentieren und anhand ihres Inhalts analysieren. Die Analyse geschieht auf Byte-Ebene und es werden nur die geänderten Segmente abgespeichert. Die Deduplizierung lässt sich während des Backupvorgangs oder in einem separaten Schritt nach der Sicherung durchführen. Welche Methode für das Unternehmen vorteilhafter ist, hängt vom Zeitfenster, das für das Backup zur Verfügung steht und der Gesamtkapazität der Speicherlandschaft zusammen. Kritiker bemängeln an der Deduplizierung die hohen Performancekosten. In dieser Hinsicht sei die Leistung noch bei weitem nicht den gehobenen Ansprüchen gewachsen.

Thin-Provisioning schlägt bei der Speicheroptimierung einen anderen Weg ein. Anders als bei der festen Ressourcenzuteilung des Fat-Provisioning, werden die Ressourcen den Anwendern und Anwendungen je nach Anforderung dynamisch zugewiesen. Die Auslastung der Gesamtkapazität wird maximiert. Freie Ressourcen werden nicht mehr verschwendet oder blockiert. Da nur noch die Gesamtkapazität verwaltet wird und nicht mehr einzeln für jeden Anwender zugeteilt werden muss, entlastet Thin-Provisioning die Arbeit der verantwortlichen Administratoren. Daraus leiten Experten auch Kostenvorteile ab, die sich aus der optimalen Ausnutzung der Speicherlandschaft ergeben. Energiekosten könne eingespart werden, da die Stellfläche der Server optimal ausgenutzt ist. Neue Hardware wird nur eingekauft, wenn diese tatsächlich benötigt wird. Thin-Provisioning lohne sich primär für Unternehmen mit vielen angeschlossenen Systemen. Vorteile kämen jedoch auch kleinen Unternehmen zugute.

Eine dritte technische Lösung wird als Virtualisierung bezeichnet. Darunter wird die effiziente Auslastung der Speicherressourcen durch flexible Zuweisung von virtuellen Kapazitäten verstanden. In Kombination mit der Tiered-Storage-Architektur wird die Speicherlandschaft optimal ausgenutzt. Daten werden in Hierarchien eingeteilt. Kriterien wie Zugriffshäufigkeit oder Bereitstellungszeit entschieden darüber, welcher Speichertyp eingesetzt wird. So lassen sich neben neuen SSD-Festplatten auch etablierten Bandlaufwerke oder sogar optische Medien in einer gemeinsamen Infrastruktur nutzen. Eine Virtualisierung ist auch bei vorhandenen Bandarchiven vorstellbar. Während des Backupvorgangs werden die Daten zunächst auf Festplatten gesichert, bevor in einem zweiten Schritt die endgültige Sicherung auf Bandmedien durchgeführt wird. Diese Methode eignet sich besonders bei kleinen Zeitfenstern für das Backup. Experten sehen in der Virtualisierung ein hohes Zukunftspotential, welches erst durch die Etablierung von entsprechenden Standards realisiert werden kann.

3.2.3 Mobilität

Um sich auf einem globalen, hochkomplexen Markt durchsetzen und mit wechselnden Anforderungen mithalten zu können, setzen Unternehmen auf Informations- und Kommunikationstechnologien. Mobilität und Flexibilität verhelfen dem Unternehmen zu höherer Produktivität, schnellerem Wachstum und Erfolg^[21].

Durch Investitionen in die Ausweitung der mobilen Technologien im Unternehmen werden Entscheidungsprozesse beschleunigt. Experten sprechen hier von einer „Mobilitätsstrategie“, die im Unternehmen implementiert wird. Im Mittelpunkt der Strategie steht die Frage nach der Vision und den Erwartungen an mobile Lösungen. Es geht um die Einschätzung des Mehrwerts, der durch den unternehmensweiten Einsatz dieser Technologien erzielt wird. Mobilität ist an viele weitere Aspekte geknüpft, die berücksichtigt werden müssen.

Kommunikation, Verwaltung, Wartung und Sicherheit werden als Kernelemente hervorgehoben. Als Ausdruck der Interaktivität und Dynamik ist Kommunikation auch in Zukunft ein treibender Faktor. Das Umfeld in dem mobile Technologien verwaltet und weiterentwickelt werden, muss kontinuierlich kontrolliert und angepasst werden, um aktuellen Standards zu entsprechen. Nur so kann den Vorgaben für Produktivität und Sicherheit entsprochen werden. Mobilität ist mittlerweile fest in den Unternehmensalltag integriert. Neue Technologien und Trends erschweren dabei die Aufgabe die Mobilitätsstrategie gezielt mit der Organisationsstruktur zu verbinden.

Die Mobilität in der Geschäftswelt wird als wichtiger Produktionsfaktor betrachtet, der Effizienz, Zusammenarbeit und Zufriedenheit im Unternehmen fördert^[22]. Mobile Technologien sind jedoch auch Gefahren ausgesetzt. Nur durch geeignete Sicherheitsrichtlinien können Schäden vermieden und Potentiale ausgenutzt werden. Laptops und Notebooks sind in vielen Unternehmen zum Alltag geworden. Man geht davor aus, dass dieser Trend noch zunehmen wird^[23].

Es gibt zahlreiche Motive, die sich hinter dem Mobilitätsgedanken verbergen^[24]. Ein hohes Maß an Erreichbarkeit mit flexibler Entscheidungsmöglichkeit, unabhängig von Zeit und Ort, ist ein hoher Attraktivitätsfaktor. Arbeit kann auch im familiären Umfeld von zuhause aus erledigt werden.

Kontrolle und Wartung mobiler Geräte werden als potentielle Kostentreiber genannt. Verwaltungs- und Sicherheitsbedenken können als hervorstechende Argumente gegen den Einsatz mobiler Technologien betrachtet werden. Unternehmen müssen sich um eine effiziente Infrastruktur kümmern und Sicherheitsrichtlinien durchsetzen. Drohende Gefahren wie z.B. Verlust geschäftsrelevanter Firmendaten oder Diebstahl stellen ein hohes Risiko dar. Unternehmen tragen die Verantwortung für die Implementierung geeigneter Kontrollmaßnahmen. Der Einsatz mobile Technologien im Geschäftsalltag setzt ein hohes Verantwortungsbewusstsein bei den Anwendern voraus. Das Unternehmen setzt ein maßgebliches Vertrauen in den ordnungsgemäßen Umgang. Das Risiko Daten auch Unbefugten zugänglich zu machen, steigt mit jedem mobilen Gerät.

3.2.4 Sicherheitsaspekte

Die Kapazität mobiler Datenspeicher hat in den letzten Jahren neue Maßstäbe gesetzt. Unsere vernetzte digitale Welt bringt immer kleinere, mobilere und Datenträger und Medien hervor. Der zunehmende Fortschritt führt jedoch auch zu Gefahren für die Unternehmensinfrastruktur^[25]. Diebstähle von geschäftsrelevanten Informationen führen zu hohen finanziellen Schäden. Es stellt sich die Frage, inwiefern bisherige Sicherheitskonzepte die Entwicklung von neuen Speichertrends berücksichtigen und das Unternehme auch gegen neue Risiken schützen können.

Mobile Datenspeicher erfreuen sich steigender Beliebtheit. Der technologische Fortschritt führt zu exponentiellem Wachstum bei der Speicherkapazität und den Übertragungsraten. Datenspeicher werden immer kompakter, der Preisverfall nimmt stetig zu, sodass eine Kapazitätseinheit je nach Medium nur wenige Cents kostet. Die Standardisierung von Schnittstellen erlaubt eine einfache Handhabung mit den neuen Medien auf den unterschiedlichsten Systemen.

Unternehmen müssen bei der Wahl einer geeigneten Sicherheitslösung Kompromisse eingehen. Mobilität und Flexibilität einerseits und Sicherheit andererseits lassen sich nicht immer vereinbaren. Wird ein hohes Maß an Mobilität erwartet, so müssen Abstriche bei dem Sicherheitsniveau hingenommen werden.

Die neue Generation mobiler Speicher erreicht mittlerweile Kapazitäten, die noch vor einem Jahr nur bei internen Massenspeichern möglich war. Der technische Fortschritt hat auf Basis der Flashtechnologie neue Lösungen hervorgebracht, die der Konkurrenz im Bereich Mobilität, Größe, Kapazität und Preis kaum einen Spielraum erlaubt.

In vielen Geräten unseres Alltags lassen sich integrierte Speicher finden. Handys, Digitalkameras oder Musikplayer besitzen Speicherkapazitäten von mehreren Gigabyte. Der Einsatz dieser Geräte macht auch vor dem Arbeitsplatz keinen Halt. Das dabei auch gravierende Sicherheitsrisiken für die Integrität der Unternehmensdaten aufkommen, ist die Schattenseite der technologischen Trends.

Sicherheitsexperten warnen vor zunehmendem Datenklau, der durch die kompakte Bauart der mobilen Speicher begünstigt wird^[26]. Mitarbeiter, die das in sie gesetzte Vertrauen missbrauchen, benötigen keine nennenswerten technischen Vorkenntnisse mehr, um gravierende Schäden anzurichten. Die Standardisierung der Schnittstellen ermöglicht einfachen und schnellen Zugriff auf das Unternehmensnetzwerk. Aber auch unbeabsichtigte Schäden durch den Einsatz infizierter Datenträger sind in diesem Rahmen vorstellbar.

Der Verlust geschäftsrelevanter Daten und Informationen führt zu Nachteilen bei der Wettbewerbsfähigkeit. Gelangt ein Konkurrent in den Besitz dieser Daten drohen ernsthafte wirtschaftliche Risiken. Während finanzielle Schäden unter Umständen noch ausgeglichen werden können, so sind Imageschäden und damit der Verlust des Kundenvertrauens in der Regel irreparabel.

Malware (Viren, Würmer, Trojaner) und andere schadhafte Programme betreffen Mobilgeräte und Speichermedien gleichermaßen. Es tauchen neue Gefahren auf, die Privatsphäre und persönliche Informationen bedrohen^[27]. Angriffe werden längst nicht mehr von neugierigen Computerbenutzern ausgeführt. Der Trend geht hin zur organisierten Kriminalität. Finanziell motivierte Täter greifen auf hochentwickelte Systeme zurück, um ihre Angriffe langfristig zu planen und gezielt auszuführen.

Auch für die Hersteller von Mobilgeräten ist dieser Trend besorgniserregend. Einerseits bemüht man sich, dem Benutzer viele Freiheiten und Flexibilität zu ermöglichen, sowie eine hohe Anpassungsfähigkeit der Endgeräte anzubieten. Andererseits rufen gerade Fremdanwendungen und Software bei Bezug aus zweifelhaften Quellen Sicherheitsbedenken hervor. Die Auswirkungen auf das Gerät und die darauf gespeicherten Informationen sind nicht voraussagbar.

Im Bezug auf das Mobile-Banking, stellt der digitale Zahlungsverkehr ein lohnenswertes Ziel für Angreifer dar. Während Sicherheitslösungen für PCs bereits ausgereift sind, mangelt es für mobile Endgeräte an geeigneten Anwendungen und Funktionen. Hersteller sehen sich in der Pflicht entsprechende Maßnahmen in Form von Sicherheitstechnologien in ihre Geräte zu integrieren, um den Anwendern einen Großteil der Verantwortung abzunehmen. Verschlüsselungsverfahren, Zertifikate und MAC (mandatory access control) werden als erste erfolgreiche Schritte gehandelt. Nur mit weiteren ergänzenden Maßnahmen, wie z.B. „dynamic content control“ und einer hohen Anwendersensibilität lassen sich aufkommende Bedrohungen auch nachhaltig erfolgreich bekämpfen.

4 Ist-Stand und Grenzen aktueller Systeme

4.1 Mobile Geräte

Smartphones und Netbooks erfreuen sich eines regen Interesses^[28]. Hersteller von Hardware- und Softwarelösungen sehen in diesem Bereich erhebliche Wachstumspotentiale. Angetrieben von Schlagworten wie "Web 2.0" bieten aktuelle Modelle einfache Funktionen, um auf soziale Netzwerke oder Blogs zuzugreifen. Auch im Unternehmensumfeld lassen sich entsprechende Modelle effizient einsetzen. Die Tastatur ist mittlerweile einem Touchscreen gewichen und Bildschirme bieten Auflösungen, die davor nur aus dem Umfeld der stationären Heimcomputer bekannt waren.

4.1.1 portable Computer

Mobile Minicomputer haben sich in den letzten Jahren zum Trend entwickelt^[29]. So genannte Netbooks zeigen eine zunehmende Nachfrage. Obwohl sie im Vergleich zu Notebooks einen eingeschränkten Funktionsumfang bieten und die Rechenleistung nicht an die Performance von Laptops heranreicht, lässt sich bei den Verkaufszahlen keine Abnahme feststellen^[30].

Asus hat vor ca. einem Jahr mit dem Eee-PC das erste Netbook vorgestellt^[31]. Das Gerät bot zum damaligen Zeitpunkt ein Display mit 7-Zoll Diagonale, eine SSD-Festplatte mit vier Gigabyte Speicher und zwei Stunden Akkulaufzeit. Der Eee-PC wog ca. 920g und war ab 300,- Euro erhältlich. Mittlerweile sind auch Netbooks mit 12-Zoll Display und 20 Gigabyte Festplatte erhältlich. Optische Laufwerke sind bis heute nicht verbaut, lassen sich jedoch extern am USB-Anschluss nutzen.

Der Formfaktor und die Alltagstauglichkeit der Netbooks kann als Hauptargument für die Beliebtheit genannt werden. Werden primär Tätigkeiten wie Textverarbeitung oder Internetnutzung durchgeführt, sind Netbooks bestens geeignet. Ist man jedoch auf Rechenleistung und aufwendige Programme angewiesen, kommt man an einem Notebook nicht vorbei.

4.1.2 iPhone

Apple stellte das iPhone Anfang des Jahres 2007 auf der Pressekonferenz "Macworld" vor^[32]. Ende 2007 war das Gerät auch in Deutschland erhältlich. Das neue Smartphone sollte den Mobilfunkmarkt revolutionieren. Absicht war es ein Mobiltelefon, einen iPod und einen Internetkommunikator in einem Gerät zu vereinen. Das iPhone bietet eine Benutzeroberfläche, die als Multi-Touch-Display bezeichnet wird^[33], mit einer Diagonalen von 3,5-Zoll, sowie einer Auflösung von 480 x 320 Pixeln. Durch Berührung der Oberfläche lassen sich die Funktionen des Gerätes steuern. Durch Fingerbewegung lassen sich Verzeichnisse durchsuchen, Musiktitel ansteuern oder Videos abspielen. Auf der die Benutzeroberfläche lässt sich ebenfalls eine QWERTY Software-Tastatur nutzen. Auf dem iPhone kommt ein Betriebssystem auf Basis von Mac OS-X zum Einsatz mit einem Safaribrowser für den Internetnutzung. Integriert ist ein Quad-Band GSM-Telefon, sowie WLAN und Bluetooth. Zum Zeitpunkt der Einführung waren Geräte mit 4 Gigabyte und 8 Gigabyte Speicher erhältlich.

Apple gab im dritten Quartal 2007 Absatzzahlen bekannt und nannte ca. 1,4 Millionen Geräte seit Verkaufsstart Ende Juni 2007^[34]. Laut Angaben von T-Mobile wurden in den ersten 3 Monaten nach der Einführung in Deutschland ca. 70.000 Geräte verkauft^[35].

Mit der Veröffentlichung eines SDKs (software development kit) und dem Update auf die Softwareversion 2.0 wurde das iPhone offiziell zur offenen Plattform. Apple ermöglichte es damit native Anwendungen auch von Drittherstellern zu nutzen. Die Applikationen werden über den Apple-Store vertrieben und sollen Anwendern eine breite Palette an neuen Programmen für ihr Endgerät bieten^[36]. Entwickler haben mit dem SDK auf den gesamten Funktionsumfang des iPhones Zugriff. Auf dem Mac können Applikationen vor dem Einsatz auf dem Gerät innerhalb einer Simulationsumgebung getestet werden.

Im Sommer 2008 wurde mit dem iPhone 3G die zweite Generation veröffentlicht^[37] . Apple integrierte in dem Nachfolgermodell einen UMTS-Chip und damit auch eine Unterstützung für das breitbandigen HSDPA-Übertragungsverfahren, das theoretisch bis zu 14,4 MBit/s unterstützt^[38]. Praktisch werden Datenraten momentan von 1,4 Mbit/s erzielt. Mit GPS wird ab Version 3G auch das satellitengestützte Positionssystem genutzt. In naheliegender Zukunft planen Hersteller von Navigationssoftware entsprechende Anwendungen für das iPhone.

Geschäftsanwender sollen durch neue Funktionen wie z.B. die Unterstützung von Exchange-Servern angesprochen werden. Hier sieht man das Potential, dass Firmen in das iPhone als Geschäftshandy investieren.

Auch im Bereich der Unterhaltungssoftware bieten sich viele Möglichkeiten^[39]. Zahlreiche Videospiele sind bereits erhältlich. Spielesoftwarefirmen beginnen damit ihre Produkte auf die neue mobile Spielekonsole anzupassen. Inwiefern sich das iPhone gegen die Konkurrenten Sony mit der Playstation Portable und Nintendo mit dem DS etablieren kann, bleibt abzuwarten.

Die neueste Generation ist für Mitte Juni 2009 geplant^[40]. Das iPhone 3GS soll gegenüber seinen Vorgängern einen deutlichen Leistungsvorsprung zeigen. Anwendungen sollen sich doppelt so schnell starten lassen. Die Entwickler spendieren dem neuem Modell nun auch eine 3-Megapixel Kamera, Videos können mit 30 Bildern pro Sekunde aufgezeichnet und mithilfe einer Bearbeitungssoftware geschnitten werden. Im Bezug auf die Akkulaufzeit soll die Kapazität für 9 Stunden Surfen und 30 Stunden Musikbetrieb ausreichen. Kombiniert mit der Version 3.0 des iPhone Betriebssystems, das ebenfalls im Juni erscheint, soll das iPhone 3GS einen deutlichen Mehrwert aufweisen.

4.2 Externe Speichermedien

Externe Speichermedien werden nicht direkt über die CPU, sondern über einen getrennten Bus angesprochen^[41]. Sie bieten die Möglichkeit, große Datenbestände zu speichern und auch Multitasking zu vereinfachen. Es werden magnetische Speichergeräte in Form von Festplatten sowie optische Speichergeräte, wie z.B. CD-ROMs, DVDs oder BlueRay verwendet. Weitere externe Speichermedien, wie z.B. elektronische Speichermedien werden ebenfalls in den folgenden Kapiteln näher beschrieben.

4.2.1 Optische Speichermedien

4.2.1.1 CD

Die CD (Compact Disc) bezeichnet ein optisches Speichermedium für digitale Daten. Sie wurde damals von den führenden Elektronikkonzerne, Sony und Philips, entwickelt^[42]. Die Firmen Sony und Philips beschlossen ihre Zusammenarbeit, um zu vermeiden, dass unterschiedliche, untereinander rivalisierende Standards entwickelt werden.

Die physikalischen Eigenschaften der CD wurden von diesen beiden Konzernen 1980 im Red-Book Standard festgelegt. Dieser Standard fungiert auch als Grundlage für alle nachfolgende CD-Formate^[43]. Entsprechend diesem Standard besitzt eine CD einen genormten Durchmesser von 120 mm, eine Dicke von 1,2 mm und ein Gewicht von ca. 20 g^[44]. Man unterscheidet folgende drei Bereiche bei einer CD: 1) Lead-in-Bereich: beinhaltet das Inhaltsverzeichnis, in dem der Beginn der Titel registriert ist. 2) Programmbereich: hier sind die eigentlichen Daten gespeichert. 3) Lead-out-Bereich: ist das Ende einer CD, beinhaltet keine Daten und dient als Hilfe für den CD-Player, falls über den Programmbereich heraus gelesen wird ^[45].

Die physikalische Struktur einer CD hat eine regelmäßige Folge von Vertiefungen und Erhöhungen, den sogenannten Pits und Lands. Die Pits haben eine Länge von ca. 2 µm, eine Breite von ca. 0,5 µm und eine Tiefe von ca. 0,11 µm. Die Daten werden in Form einer durchgehenden Spirale von innen nach außen aufgebracht. Die CD besteht größtenteils aus dem Kunststoff Polykarbonat, der günstig herstellbar ist. In dieses Grundsubstrat werden auf einer Seite die binären Daten eingebrannt, so dass sich Erhöhungen und Vertiefungen ergeben. Darauf wird eine dünne lichtreflektierende Aluminiumschicht aufgebracht. Darauf aufbauend wird die Oberfläche mit einer Lackschicht versiegelt, um vor Umwelteinflüssen zu schützen. Im Folgenden werden die Nachfolgeformate, basierend auf die Technologie der CD, erläutert.

4.2.1.1.1 CD-ROM

CD-ROM´s (Compact Disc Read Only Memory) sind die mit Abstand am weitesten verbreitete optische Speichermedien. Die CD-ROM gibt es seit 1982 und wurde 1984 von Sony und Philips in der Öffentlichkeit vorgestellt^[46]. Die CD-ROM hat eine Speicherkapazität von 650-900 MB. Sie kann nur gelesen werden und nicht beschrieben. Durch die Ergänzung des Yellow-Book Standards wurden der CD-ROM Audiospuren hinzugefügt. Dadurch kann eine CD-ROM Daten- und Audiospuren beinhalten^[47]. Der Yellow-Book Standard legt zwei Arten von Datenspuren fest: CD-ROM-Modus 1 und 2. Modus 1 ist für Computerdaten und Modus 2 für komprimierte Video-, Audio- und Bilddaten beabsichtigt. Für die gleichseitige Wiedergabe von Video-, Audio- und Computerdaten wurde der Yellow-Book Standard durch Disc Read only Memory Extended Architecture Standard erweitert. Dadurch werden CD-ROM´s insbesondere für multimediale Anwendungen verwendet.

4.2.1.1.2 CD-R

CD-R´s (Compact Disc Recordable) wird vom Anwender im Gegensatz zu CD-ROM´s einmal beschrieben. Danach kann der Inhalt nicht mehr gelöscht und verändert werden. Diese Art von Speichermedium nennt man auch WORM-Medium (Write Once Read Many^[48]. Die technischen Spezifikationen des CD-R´s werden in dem Orange-Book Standard definiert.

Eine CD-R besteht ebenfalls aus Polycarbonat, auf der auch eine Spiralspur eingraviert wird. Diese Spur wird vom Lesegerät als eine Reihe von Lands herausgelesen. Auf der Trägerschicht ist eine Farbschicht aus fotosensitiven Material. Oberhalb dieser Schicht befindet sich eine Reflexionsschicht, die dann mit einer Schutzschicht bedeckt ist. Beim Beschreiben der CD-R wird die Farbschicht an bestimmten Stellen durch Bearbeitung eines Lasers auf ca. 250 Grad Celsius erhitzt und somit verändert. Diese Stellen werden nach diesem Vorgang als Pits betrachtet^[49].

Nach der Erweiterung des Orange-Book Standards beträgt die Speicherkapazität einer CD-R wie bei der CD-ROM zwischen 650 MB bis 900 MB. Die drei Bereiche von der CD (Lead-in, Programm- und Lead-out Bereich) wurden bei der CD-R nicht übernommen, weil das Inhaltsverzeichnis im Lead-in Bereich nach dem Beschreiben aller Informationen hinzugefügt wird. Die CD-R kann ohne Inhaltsverzeichnis nicht gelesen werden. Aus diesem Grund wurde das Prinzip der Sessions eingeführt^[50].

4.2.1.1.3 CD-MO

Die CD-MO (Compact Disc Magneto Optical) kann im Vergleich zur CD-R mehrfach beschrieben werden. Im Gegensatz zur CD-R unterscheidet sie sich in Optik, Aufzeichnungs- und Leseverfahren. In einer Cartridge, sogenannte Schutzhülle, ist die CD-MO sehr robust und ist dadurch vor Kontakt und Verunreinigung geschützt^[51]. Die Speicherkapazitäten bei CD-MO betragen zwischen 2,3 GB und 20 GB. Das Beschreiben der CD-MO ist eine Verbindung zwischen der magnetischen und der optischen Speichertechnologie. Da die Verfahrensweisen der CD-MO zu herkömmlichen CD-Technologien nicht gleich sind, werden sie von normalen Laufwerken nicht anerkannt.

4.2.1.1.4 CD-RW

Die CD-RW (Compact Disc Rewriteable) ist eine Weiterentwicklung der CD-R. Laut Produzenten können CD-RW´s bis zu 1000 mal beschrieben werden. Die Speicherkapazität beträgt zwischen 650 MB und 700 MB. Auf einer CD-RW kann man wie bei einer Festplatte Daten hinzufügen oder löschen. Die physikalische Struktur ist fast identisch aufgebaut wie beim CD-R, wobei die reflektierende Schicht eine polykristalline Struktur besitzt. Beim Schreibvorgang wird diese Schicht auf ca. 650 Grad Celsius erhitzt. Dieser Vorgang basiert auf die Phasenwechseltechnik. Dabei verflüssigt sich das Material und die polykristallinen Struktur wechselt in einen armophen Zustand. Dadurch verliert das Material seine Reflektionseigenschaft^[52].

4.2.1.2 DVD

Die nächste Generation optischer Speichermedien ist die DVD (Digital Versatile Disc). Eine Gruppe von Herstellern hat im Jahre 1996 eine globale einheitliche Norm für das Format festgelegt^[53]. Das Ziel war ein Format mit höherer Speicherkapazität zu entwickeln, um neben Daten und Ton auch Videos auf die Scheibe zu schreiben.

Eine DVD sieht mit einem Durchmesser von 120 mm und einer Höhe von 1,2 mm genau so aus wie eine CD-ROM. Das hat den wichtigen Vorteil der Aufwärtskompatibilität. Die DVD-Player können dadurch auch CD´s lesen. Genauso wie die CD wird auch die DVD spiralförmig von innen nach außen beschrieben. Die Daten sind auch bei der DVD als Pits und Lands auf einer Reflektionsschicht geschrieben. Bei der Speicherung von höheren Kapazitäten ist der Track-Abstand und die Breite der geschriebenen Pits kleiner als bei der CD. Dadurch werden bei der DVD mehr Daten gespeichert^[54].

Während die Hersteller der DVD sich für das DVD-ROM Format zu einen gemeinsamen Standard einigten, herrschte hinsichtlich auf ein- und mehrfach beschreibbare DVD´s Unstimmigkeiten. Diese Unstimmigkeiten wurden zwischen von zwei Unternehmensgruppen geführt. Auf der einen Seite das DVD-Forum, welches für die DVD- Technologie zuständig ist, sowie auf der anderen Seite die DVD+RW Alliance, welche die Formate DVD+ produzierte. Diese Formate differenzieren sich nur wenig voneinander. Die Speicherkapazitäten bei beiden Formaten sind ebenfalls identisch, auch das Aufzeichnungsverfahren ist gleich. Abweichungen sind nur in der Struktur des Spurrandes vorhanden. Dadurch sollen die Sektoren beim Brennen genauer adressiert werden^[55]. Die Kompatibilität von DVD- und DVD+ ist leider nicht gegeben. Deshalb kann ein DVD+ Laufwerk keine DVD-R oder –RW schreiben. Aber mittlerweile sind auf dem Markt nur multinormfähige Brenner erhältlich, die auch beide Formate unterstützen. Von der ECMA (European association for standardizing and communication systems) wurden unterschiedliche Varianten für die DVD definiert^[56]:

4.2.1.2.1 DVD+-R

Die DVD+-R (Recordable) verwendet eine beschreibbare Datenschicht, die bis zu 4,7 GB speichern kann. Das Aufzeichnungsverfahren kommt einer CD-R sehr nahe. Hier werden ebenfalls die Daten mit einem Laserstrahl gebrannt. Um Kopien von urheberrechtliche geschützten DVD´s zu verhindern, ist auf einer DVD-R ein Kopierschutzring eingebrannt^[57].

4.2.1.2.2 DVD+-RW

Ein weiteres DVD Format ist die mehrfach wiederbeschreibbare DVD+-RW (Rewriteable). Genauso wie die DVD+-R hat auch die DVD+-RW eine Speicherkapazität von 4,7 GB und kann laut Hersteller bis zu 1000 Schreib-Lösch-Zyklen durchführen^[58]. Zum Schreiben der DVD wird auch wie bei der CD-RW die Phase-Change-Technologie^[59] angewendet.

4.2.1.2.3 DVD-RAM

Die DVD-RAM (Read zählt zu den ersten auf dem Markt erhältliche wiederbeschreibbare DVD-Formaten. Sie hat bei einseitig beschreibbaren DVD-RAM eine Speicherkapazität von 4,7 GB. Bei der zweiseitigen beschreibbaren Variante beträgt die Kapazität 9,7 GB. Ursprünglich war der Datenträger, wie die CD-MO, fest in einer Cartridge. Später kamen Varianten auf dem Markt, wo man die Cartridge entnommen konnte oder wurde ohne Cartridge verkauft. Auch hier wird die Phase-Change-Technologie beim Aufzeichnungsverfahren eingesetzt. Im Gegensatz zu DVD-RW kann die DVD-RAM bis zu 100000 fach wiederbeschrieben werden^[60].

4.2.1.3 BlueRay

Die Blue-Ray Disc (BD) wurde 2002 von der BDA (Blue-Ray Disc Association)^[61]zur Speicherung von hochauflösenden Videodaten entwickelt. Der Name BD wurde von der Farbe des Lasers abgeleitet.

Die BD wird von einem blau-violetten Laser ausgelesen. Das blaue-violette Licht lässt sich feiner fokussieren und erlaubt so eine größere Datendichte auf der Scheibe. Die Aufnahmeschicht befindet sich direkt an der Oberfläche des Mediums und ist nur von einer 0,1 mm dicken Schutzschicht umhüllt. Dadurch wird der Laserstrahl gebündelt und auf diese Weise wird eine höhere Speicherkapazität erzielt. Dementsprechend wird auf einer Datenschicht bis zu 25 GB gespeichert und bei einer zweischichtigen BD ca. 50 GB^[62]. Wie bei der CD und DVD sind auch hier neben ROM-Formate auch einfach und mehrfach beschreibbare Typen vorhanden. Zudem ist die BD wegen mehrerer Speicherschichten sehr ausbaufähig. Es befindet sich bereits ein BD mit 16 Schichten in der Entwicklung, die 400 GB aufnehmen soll^[63].

4.2.2 Magnetische Speichermedien

Bei magnetischen Speichermedien wird eine magnetisierbare Ebene als Datenspeicher benutzt. Das Bitmuster wird durch magnetische Abschnitte mit gegensätzlicher Polarität abgebildet. Beispiele wären die Festplatte, das Diskettenlaufwerk, ZIP-Laufwerke oder Bandlaufwerke^[64]. Im Folgenden wird auf die Festplatte bzw. externe Festplatte näher eingegangen.

4.2.2.1 Externe Festplatte

Die externe Festplatte verkörpert den wichtigsten mobilen Massenspeicher auf praktisch allen Computersystemen. Sie ist als flexibles Speichermedium sehr beliebt. Sie arbeiten nach dem magnetischen Aufzeichnungsverfahren und können beliebig beschrieben und gelesen werden. Externe Festplatten haben eine große Speicherkapazität mit einer niedrigen Zugriffszeit und einer hohen Datenübertragungsrate.

Die Funktionsweise ist im Prinzip ähnlich wie eine normale festeingebaute Festplatte in Arbeitsplatzrechnern oder Desktop-PC´s. Der Vorteil gegenüber einer festeingebauten Festplatte ist, dass man ohne einen Neustart des Rechners die externe Festplatte während des Betriebes anschließen und wieder abziehen kann. Sie werden oft als Backup-Systeme, Datenarchive oder als Wechseldatenträger für den schnellen Datenaustausch zwischen Rechnern benutzt^[65]. Dabei wird die externe Festplatte auch in der Größe, Speicherkapazität und Schnittstelle unterschieden. Sie wird generell in 2,5-Zoll und 3,5-Zoll angeboten. Im Grunde kann man alle gängigen Festplatten in 2,5-Zoll und 3,5-Zoll in das dazugehörige externe Gehäuse einbauen und per S-ATA, Firewire oder USB Schnittstelle mit dem Rechner verbinden^[66]. Die 3,5-Zoll externe Festplatte wird über ein gesonderten Netzteil mit Strom versorgt. Dagegen erhält die 2,5-Zoll Festplatte den Strom über die USB-Schnittstelle und benötigt somit kein zusätzliches Netzteil.

Wie oben schon erwähnt ist die Funktionsweise und Aufbau zwischen einer externen und der festeingebauten Festplatte identisch.

Die Festplatte besteht aus mehreren konzentrisch, übereinander auf eine gemeinsame Achse montierten Aluminiumscheiben. Sie ist in ein luftdichtes Gehäuse eingebaut, um sie vor Berührung, Staub, Schmutz und Feuchtigkeit zu schützen^[67]. Die Aluminiumscheiben werden mit einem Elektromotor zum drehen gebracht. Dadurch erzielt die Festplatte, je nach Modell, eine Rotationsgeschwindigkeit von 5400 bis 15000 Umdrehungen pro Minute^[68]. An jeder Aluminiumscheibe befindet sich ein Schreib- und Lesekopf. Durch die Drehung schweben sie ohne die Scheiben zu berühren in einem Abstand von 10 bis 20 Nanometern über der Oberfläche. Die Scheiben sind mit einem magnetisierbaren Material beschichtet. Beim Speichern von Dateien wird eine Spule des Schreib-Lesekopfes von Strom durchflossen. Dadurch entsteht ein je nach Stromrichtung orientiertes Magnetfeld, welches die Scheibenoberfläche magnetisiert.

Die Lebensdauer einer Festplatte lässt sich schwer voraussagen. Daher müssen bestimmte Faktoren, wie z.B. das Handling, die Lagerung sowie die Häufigkeit der Zugriffe berücksichtigt werden. Laut Angaben von Herstellern verringert sich die Nutzungsdauer einer Festplatte bei einer Steigerung der Umgebungstemperatur von 20 auf 40 Grad Celsius um den Faktor 2. Bei Temperaturen von mehr als 60 Grad verringert sich die Lebensdauer sogar um den Faktor 4^[69].

4.2.3 Elektronische Speichermedien

Bei elektronischen Speichermedien erfolgt das Aufzeichnungsverfahren über Halbleiterbauelementen^[70]. Sie haben Merkmale, wie geringes Gewicht, extrem schneller Zugriff und eine geringe Speicherkapazität.

4.2.3.1 Solid State Disc

Im Unterschied zu einer Festplatte besitzen SSD´s keine beweglichen mechanischen Komponenten, wie zum Beispiel Aluminiumscheiben. Das Aufzeichnungsverfahren erfolgt über dynamische Flash-Speicherchips^[71]. Bei dieser Methode werden die Daten in Form von elektrischen Ladungszuständen der Transistoren gespeichert. Das Aufzeichnungsverfahren erfolgt nicht flüchtig. Aus diesem Grund werden die Daten bei einem Stromausfall erhalten^[72]. SSD´s haben zwei Nachteile gegenüber Festplatten. Sie haben eine geringe Speicherkapazität und sind in der Anschaffung ziemlich teuer. Dagegen sind SSD´s geräuschlos, haben eine hohe Leistung, die je nach Anwendung für hohe Transferraten und kurze Zugriffszeiten sorgt. Weitere Vorteile wären unteranderem die Wärmeentwicklung und der geringe Stromverbrauch^[73]. Speziell bei mobilen Endgeräten profitiert man von einer geringen Akku Belastung.

4.2.3.2 Hybrid Festplatte

Hybrid-Festplatten unterscheiden sich gegenüber normalen Festplatten nur in einer Hinsicht. Sie besitzen zusätzlich ein Flash-Speicherchip. Weil Festplatten im Bootvorgang einige Sekunden beanspruchen, beim Hochlaufen des elektrischen Motors für die Aluminiumscheiben eine Menge Strom erfordern und dadurch nicht sofort betriebsbereit sind, haben Hybrid-Festplatten die Aufgabe diese Nachteile auszugleichen. Somit verhindert der integrierte Flash-Speicherchip, bei mehrfach verwendeten Dateien, die ständigen Zugriffe auf die drehenden Aluminiumscheiben^[74]. Deshalb fungiert der Flash-Speicher als Datenpuffer für Schreib-Lese-Zugriffe. Infolgedessen erzielt eine Hybrid-Festplatte eine wesentlich höhere Geschwindigkeit und einen reduzierten Stromverbrauch, da die Aluminiumscheiben und Schreib-Leseköpfe weniger beansprucht werden. Boot-Vorgänge und das Starten von Software laufen schneller ab. Die Boot-Zeit soll sich laut Samsung um bis zu 30% verringern und der Antriebsmotor wird 46% weniger beansprucht^[75]. Um eine Hybrid-Festplatte zu nutzen ist mindestens das Betriebssystem Windows Vista erforderlich. Die Unterstützung von Hybrid-Festplatten ist mit dem Funktion "Ready Drive" gekennzeichnet^[76].

4.2.3.3 Smartcards, Flashspeicherkarten und USB-Sticks

Smartcards besitzen einen integrierten, veränderbaren Flashspeicher, Mikroprozessor und haben überwiegend die Form einer Kreditkarte. Man unterscheidet sie nach: -Memory Cards, die nur für die Speicherung von Sach- und Personenbezogenen Daten vorgesehen ist. (Bespiel: Krankenversicherungskarte) -Processor Cards, besitzen einen eigenen Prozessor und eigenes Betriebssystem. Die Daten können gespeichert und verarbeitet werden. -Encryption Cards mit Co-Prozessor, der für die Verschlüsselung von Daten zuständig. (Beispiel: SIM-Karten)

Flash-Speicherkarten sind kleine externe Speichermedien. Je nach Einsatz gibt es sie in verschiedenen Bautypen. Sie sind unhörbar, als austauschbare Speicher portabel und äußerst unempfindlich. Sie werden häufig in mobilen Endgeräten wie PDA´s, digitalen Kameras, Mobiltelefone und MP3 Player eingesetzt und haben meistens die Größe einer Briefmarke und können bis zu einem Gramm wiegen. Mit entsprechenden Kartenlesegeräten können die Flashkarten auch über den PC lesend und schreibend zugegriffen werden. Flash-Speicherkarten besitzen nichtflüchtige statische Speicherchips. Ihr Inhalt bleibt auch ohne Stromzufuhr erhalten^[77]. Die Lebensdauer von Flashspeichern ist bis zu 100.000 Schreib- und Löschperioden limitiert. Ein erhebliches Problem bei diesen Karten ist, dass kein Standard-Norm festgelegt wurde. Es herrschen unterschiedliche Flashkarten auf dem Markt, die in verschiedenen Dimensionen mit abweichenden Schnittstellen und die nicht passend und wechselbar sind.

Der Markt für USB-Sticks hat sich in den letzten Jahren enorm entwickelt. Als äußerst handliches Speichermedium für ein schnelles Back-Up wichtiger Daten oder zum Transport von Daten haben sie schon längst die Diskette abgelöst. Durch die stabile Bauweise gehören USB-Sticks zu den resistentesten Flash-Speicher^[78]. USB-Sticks haben gegenüber Flashkarten den Vorteil, dass sie eine festgelegte genormte USB-Schnittstelle besitzen. Anstatt eines Lesegerätes wie für Flashspeicherkarten, sind USB-Sticks auf keine zusätzliche Hardware angewiesen. Zum Auslesen und Beschreiben werden sie einfach auf eine USB-Schnittstelle angeschlossen und sind schnell startbereit. Die Speicherkapazitäten betragen aktuell zwischen 32 MB und 64 GB.

4.3 Schnittstellen

4.3.1 IrDA(Infrarot)

Als Ersatz für kabelgebundene Verbindungen konzipiert hat diese Schnittstelle in der Praxis bislang wenig Relevanz. Es handelt sich um eine Halbduplex-Schnittstelle, eine Sichtverbindung zwischen den Komponenten für die Punkt-zu-Punkt-Übertragung ist erforderlich, da die Übertragung mittels infrarotem Licht erfolgt. Die Distanz zwischen Sender und Empfänger kann 2 m nicht überschreiten. In Notebooks wird in der Regel IrDA 1.1 eingesetzt, dass eine maximale Datenrate von 4MBit/s erreichen kann^[79]. Im Entwicklungsstadium befindet sich Giga-IR mit dann 125 MByte/s Übertragungsleistung^[80].

4.3.2 USB

USB (Universal Serial Bus) bezeichnet eine serielle Schnittstelle für Peripheriegeräte. An einem Bus können in einer logischen Sterntopologie (physisch: Baumtopologie) bis zu 127 Geräte angeschlossen werden. USB erlaubt automatische die automatische Erkennung von Geräten durch das Betriebssystem (plug-and-play) und den Wechsel von Geräten während des Betriebs. Die Stromversorgung der Peripherigeräte erfolgt über den Bus. Der aktuelle Standard ist USB 2.0 mit einer Datenrate von 480 Mbit/s. Zur Taktung wird eine 8-Bit/10-Bit-Kodierung verwendet, so dass als theoretisches Maximum der nutzbaren Datentransferrate 48 MByte/s zur Verfügung stehen. Durch einen Fehler im Mass Storage Device Protocol wird in der Praxis in der Regel allerdings nur eine Transferrate von ca. 35 MByte/s erreicht und gemessen^[81]. In Ergänzung zu dem derzeit eingesetzten kabelgebundenen USB wurde durch das USB IF (USB Implementators Forum, www.usb.org) eine drathlose Version spezifiziert. Die mit dem Certified Wireless USB erreichbare Datenrate soll bei 480 MBit/s bei einer Übertragungsdistanz von ca. 3 m liegen^[82].

4.3.3 eSATA

Serielles ATA ersetzt auch bei internen Komponenten das alte parallele ATA. Für den mobilen Gebrauch existiert externes serielles ATA (eSATA). Diese Schnittstelle ermöglicht eine sehr schnelle Datenübertragung an externe Geräte, wobei der Anschluss oder Austausch der Geräte im laufenden Betrieb möglich ist. Die Übertragungsrate beträgt 1500 Mbit/s^[83]. Ein Benchmarktest zum Vergleich des Datendurchsatzes von eSATA und USB 2.0 zeigt, das die eSATA-Schnittstelle ähnliche Geschwindkeiten unterstützt, wie die interne SATA-Schnittstelle^[84]. Nachteil war bislang die fehlende Stromversorgung für die externen Geräte via Schnittstelle. Aktuell bietet aber der Hersteller MSI bereits Mainboards und Notebooks mit Stromversorgung für die eSATA Schnittstelle an, ohne das der USB-Anschluss für die Stromversorgung des eSATA-Gerätes genutzt werden muss.^[85]. Wann die seit längerem geplante offizielle Spezifikation für pSATA(Power SATA) erfolgt bleibt derzeit offen.

4.3.4 IEEE 1394(FireWire)

"Firewire" ist ein Markenname der Firma Apple. In Form einer Sterntopologie ist der Anschluss von Peripheriegeräten möglich, bei der an den Ästen Ketten von weiteren Geräten (daisy chains) angeschlossen werden können. Bei 16-Bit-Adressen sind bis zu 63 Äste mit je 1023 Knoten adressierbar. Standardisiert sind Datenübertragungsraten von 200 MBit/s, 400 MBit/s (IEEE 1394a) und 800 MBit/s (IEEE 1394b) und 3,2 GBit/s (IEEE-2008). Die Übertragungsdistanz kann bis zu 100 m betragen. Eine Spezifikation für Wireless Firewire existiert^[86].

4.3.5 Bluetooth

Bei Bluetooth handelt es sich um ein kabelloses Piconetz mit einem Masterknoten, bis zu 7 aktiven und 255 Slaveknoten in Ruhezustand innerhalb eines Umkreises von 10 Metern. Die Verwaltung der Übertragungserlaubnis erfolgt durch den Masterknoten, wobei eine Kommunikation immer nur von Master zu Slave möglich ist, niemals von Slaves untereinander. Mehrere Bluetooth-Netze können miteinander verbunden werden (Scatternet). Die Funkübertragung erfolgt im ISM-Band mit 2,4 GHz. ^[87]. Die verfügbare Bandbreite beträgt rund 2,1 Mbit/s, wobei bis zu 7 Geräte (bis zu 3 bei Sprachübertragung) sich das Medium im Zeitmultiplexverfahren teilen. Mittlerweile nutzen sehr viele Geräte Bluetooth, neben der Koppelung von Mobiltelefonen an LANs oder Notebooks, der Verbindung von Notebooks und Headsets, PDAs an Notebooks usw. wird es auch zur Anbindung von Controllern an Spielkonsolen und ähnliches genutzt. Mit der im April 2009 verabschiedeten Bluetooth Version 3.0 sind Datenraten von bis zu 24 Mbit/s möglich^[88]Die weitere Entwicklung soll neben verlustleistungsärmeren Verbindungen vor allem höhere Datenraten (theoretisch bis zu 480 Mbit/s) ermöglichen.^[89]

5 Zukunftsaussichten

5.1 Technologien

5.1.1 Nano-Technologie

Von besonderer Relevanz für mobilen Speicher ist möglicherweise die Millipede-Nanospeicher-Technologie. Diese Technologie funktioniert ähnlich dem von Lochkarten bekannten System, allerdings wird hier mit extremer Miniaturisierung im Nano-Bereich gearbeitet. Ein Bit wird durch eine Vertiefung respräsentiert, die durch eine von vielen Spitzen, deren Größe sich im Bereich von millionstel Millimeter bewegt, in einen Kunststoff geprägt. Im Gegensatz zur Lochkarten-Technik sind diese Vertiefungen aber lösch- und wiederbeschreibbar. Die Speicherdichte beläuft sich auf 1 Terabit pro Quadratzoll, so daß eine große Datenmenge auf einer sehr kleinen Fläche gespeichert werden kann. Denkbare Anwendungsfelder sind Kleingeräte, wie PDAs, Handys, Armbanduhren die auf diese Weise deutlich über den heutigen Möglichkeiten liegende Speicherkapazitäten aufweisen würden^[90]. Auch dieses Projekt befindet sich derzeit nicht in der Nähe der Marktreife. Ein weiteres Forschungsprojekt der IBM ist das sogenannte "racetrack-memory". Dieser Speicher soll ähnlich leistungsfähig werden wie Flash-Speicher, dabei aber die niedrigen Kosten und hohen Kapazitäten von Festplatten, bei extrem langer Lebensdauer durch das Fehlen von beweglichen Teilen, aufweisen^[91]. Bei diesem Projekt soll Speicher entwickelt werden, bei dem in einem Nanodraht Informationen in gegensätzlich magnetisierten Domänen gespeichert werden. Diese werden dann zu den auf dem Nanodraht vorhandenen Lese- und Schreibregionen verschoben. Die sehr hohe Geschwindigkeit mit der diese Verschiebung geschieht, hat dem gesamten Konzept den Namen gegeben: Racetrack = Rennstrecke^[92]. Ein weiterer Vorteil dieser neuen Speichertechnologie soll der im Vergleich zu aktuellen Technologien geringere Strombedarf sein.

5.1.2 Weiterentwicklung aktueller Systeme

Bei mobilen Geräten wird eine weitere Steigerung der Bedeutung erwartet, wobei der Trend zu zunehmender Integration von Funktionen in einem Gerät geht. Das Handy wird als universelles Werkzeug zur Organisation alltäglicher Aufgaben gesehen, dabei aber alle möglichen Unterhaltungsfunktionen bieten (MP3-Player, Kamera, TV, Beamer^[93] usw.)^[94]

Ein aktuell in Entwicklung befindliches Verfahren zur Datenspeicherung auf Festplatten ist HAMR (Heat Assisted Magnetic Recording)^[95]. Bei diesem Verfahren wird der zu beschreibende Bereich mittels eines Lasers vorab erhitzt, um das benötigte Magnetfeld möglichst klein zu halten.^[96] Durch Anwendung dieser Technologie werden in näherer Zukunft Speicherkapazitäten von 37,5 TB erwartet.^[97]

Die begrenzte Speicherdichte auf Disks soll durch das Aufbringen von Nanopartikeln auf die Oberfläche exponentiell erweitert werden können. ^[98]Diese Entwicklung befindet sich noch im Forschungstadium, eine Marktreife soll aber schon in 5-10 Jahren gegeben sein.^[99]

Im Bereich der Speicherkarten wurde von der SD Association der neue Standard SDXC angekündigt, die einen Speicherplatz zwischen 64 GByte und 2 TByte erreichen sollen, bei deutlich erhöhtem Datendurchsatz. Sony plant für den Memory Stick PRO ebenfalls eine Erweiterung mit bis zu 2 TByte möglicher Speicherkapazität ("Memory Stick Format for Extended High Capacity")^[100].

5.1.3 Holographischer Speicher

Als Nachfolgetechonologie zu DVD und BlueRay-Disc wird derzeit die HVD (Holographic Versatile Disc) gesehen^[101]. Angegeben wird eine mögliche Kapazität bis zu 3,9 Terabyte sowie eine Transferrate von bis zu 1 Gbit/s^[102]. Durch die Reflektion zweier überlagernder Laser mit unterschiedlicher Wellenlänge auf zwei unterschiedliche Lagen der Platte wird ein Interferenzfeld, ein sogenanntes Hologramm, erzeugt^[103].Basismaterial der HVD sind Polymere, also Kunststoffe. Die hohen Übertragungsraten ergeben sich aus der Tatsache, dass nicht einzelne Bits, sondern ganze Bitmuster gespeiechert werden und so je Lese- bzw. Schreibvorgang ein Vielfaches an Daten übertragen werden kann. Durch die Tatsache, dass die Speicherung nicht nur an der Oberfläche, sondern innerhalb der gesamten Tiefe des Mediums erfolgt.^[104]. Prototypen von HVD's mit bis zu 500 GB Speicherkapazität wurden beispielsweise durch den Hersteller General Electric bereits vorgestellt^[105]. Die für den Consumer-Markt noch zu entwickelnden Schreib-/Lesegeräte sollen lt. General Electric abwärtskompatibel zu aktueller CD-/DVD-/BlueRay-Technologie sein. Der Anbieter InPhase bietet holographische Medien mit 300 GB Speicherkapazität (entsprechend z. b. ca. 64 DVDs) für den professionellen Archivierungseinsatz, also für stationären Betrieb, bereits an^[106]. Markreife Holographische Produkte für den mobilen Einsatz lassen sich aktuell noch nicht ermitteln.

5.1.4 Biologischer Speicher

Die theoretische Möglichkeit zur Speicherung von Informationen unter Nutzung biologischer Bestandteile, wie z. B. Proteine oder Bakterien wurde bereits nachgewiesen^[107]. Auch hier soll die weitere Forschung schnellere Speicherlösungen mit höherer Kapazität ermöglichen.

5.1.5 Atomarer Speicher

Im Bereich der Speicherung mit höchster Dichte werden aktuell Forschungen zur Speicherung von Informationen in Eisenatomen innerhalb eines metallorganischen Netzes durchgeführt. Während aktuelle Festplatten etwa 60 Gigabit pro Quadratzentimeter speichern, werden von dieser Speichertechnologie Speicherdichten in etwa 700-facher Menge erwartet. Die Speicherung der Daten soll über die Beeinflussung der Magnetisierungsrichtung der Eisenatome erreicht werden, die durch ein einzelnes Sauerstoffmolekül beeinflusst wird. Das gezielte Setzen dieses Moleküls ist bislang noch nicht möglich und es gibt noch zu lösende thermische Probleme. Eine Marktreife kann in diesem frühen Forschungsstadium noch nicht abgesehen werden^[108] obwohl Entwicklungen im Bereich der Rasterkraftelektronenmikroskopie möglicherweise zur Lösung der noch bestehenden Problematik der zielgerichteten Molekülbeeinflussung beitragen können^[109]

5.1.6 Schnittstellen

Die bislang geplanten, beziehungsweise im Standardisierungsverfahren befindlichen Weiterentwicklungen der derzeitig genutzen Schnittstellen-Technologien wurden bereits im Kapitel 4 behandelt. Inwieweit in der Zukunft die Diversifikation von Schnittstellentechnologien erhalten bleiben wird, bleibt abzuwarten, sicher ist, dass eine Weiterentwicklung der Übertragungsraten der Schnittstellen passend zu den höheren Übertragunsraten der zukünftigen Speichertechnologien notwendig ist.

5.2 Einsatzfelder

Die Trends bei mobilen Speicherlösungen sind klar: Miniaturisierung, höhere Übertragungsraten, Mehrdimensionalität der Medien, geringer Energieverbrauch, Datenpersistenz, Geräteintegration. Die möglichen Einsatzfelder ergeben sich aus den Trends.

5.2.1 Miniaturisierung und Mehrdimensionalität der Medien

Je kleiner ein Datenspeicher ist, desto flexibler lässt er sich einsetzen. In der Gesundheitssparte lässt sich für die nicht allzu ferne Zukunft vorstellen, dass Patienten im Besitz einer Chipkarte sind, die neben der gesamten Krankengeschichte und Medikation, auch alle durch bildgebende Verfahren erstellte Aufnahmen beinhaltet und zwar in höchster Auflösung und bester Qualität. Ein kleines Gerät, vielleicht in Form einer Armbanduhr, mag in der Lage sein, alle über den Tag ermittelten Daten zu Körperfunktionen (Blutdruck, Blutzuckerspiegel usw.) zu erfassen und bei Abweichungen automatisiert Regulationsmechanismen (Medikation, Arztbesuch usw.) zu veranlassen. Die zu erwartende Datenmenge zu speichern und verarbeiten, ist für die zukünftig zu erwartenden Speicherkapazitäten kein Problem mehr.

Studenten werden die Möglichkeit haben, ihre elektronischen Bücher ständig zur Verfügung zu haben. Diese portable Bibliothek kann dann ohne Probleme mehrere tausend Bücher umfassen, die Übersetzung von fremdsprachigen Werken erfolgt dabei in Echtzeit.

Die mit Sensornetzwerken ausgestatteten Haushalte sammeln laufend Daten über die Umweltgegebenheiten, wie Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit usw. und tragen als Reaktion auf die Auswertung der gesammelten Daten zu einem optimalen Raumklima bei effizienter Energieausnutzung bei. Ein Steuergerät zur Speicherung und Auswertung all dieser Daten wird in Zukunft nur wenige Zentimeter messen.

5.2.2 höhere Übertragungsraten

Videofilme in HD-Qualität im Biergarten? In Zukunft durch neue Übertragungsverfahren kein Problem mehr. Auch im Freizeitbereich wird es eine größere Unabhängigkeit von stationären Internetanschlüssen geben.

5.2.3 geringer Energieverbrauch

Da eine Weitere deutliche Steigerung der Kosten für Energie zu erwarten ist und durch die Notwendigkeit zur Verringerung des CO2-Ausstoßes, wird eine hohe Energieeffizienz wichtig. Da im mobilen Bereich besonders eine lange Laufzeit von portablen Energiequellen wichtig ist, wird eine möglichst geringe Leistungsaufnahme der Speichergeräte- bzw. medien immer wichtiger. Netbooks, die tagelang in Betrieb bleiben können ohne dass die Energiequelle aufgefrischt werden muss, werden z. B. durch den Einsatz von Racetrack-Memory gegenüber dem Einsatz von herkömmlichen Festplatten wahrscheinlicher.

5.2.4 Datenpersistenz

Die heute eingesetzten Medien zur mobilen Datenspeicherung haben alle eine begrenzte Lebensdauer. Möglicherweise wird eine Langzeitarchivierung von Daten in der Zukunft durch sich laufend reproduzierende Bakterien sichergestellt. Eine quasi unendliche Möglichkeit, einmal gespeicherte Daten vorzuhalten^[110].

5.2.5 Geräteintegration

Derzeit kann man zwei gegenläufige Trends beobachten. Einerseits werden immer mehr Funktionen, die vorher in unterschiedlichen Geräten realisiert wurden (PDA, Handy, Kamera, Radio usw.) in einem Gerät zusammengefasst, so kann beispielsweise das kürzlich vorgestellte Apple iPhone 3GS durch die Nutzung der Software TomTom auch als Navigationsgerät eingesetzt werden. Andererseits haben aber besonders einfach gehaltene Geräte mit beschränktem Einsatzgebiet (siehe Netbooks oder eBook-Reader) einen großen Markterfolg. Vermutlich wird sich diese Entwicklung noch einige Zeit fortsetzen. Es wird einerseits hoch integrierte Geräte geben, mit vielen Funktionen und andererseits hochspezialisierte Geräte für besondere Anwendungsbereiche. Mölicherweise steht aber auch am Ende der Entwicklung eine Art "Black-Box-System" das alle Funktionen und relevanten Daten beinhaltet und das durch unterschiedlichste Interface-Lösungen, wie z. B. ein Display, dass sich beim Einsatz als Netbook wie ein Electronic Ink Display verhält und für Zwecke der Navigation eine holographische 3-D Darstellung in maximaler Farbtiefe erzeugt.

5.3 Trends

5.3.1 E-Book-Reader

Ob sie zukünftig das gute alte Buch ersetzen können, bleibt abzuwarten. Sicher ist, das eBook-Reader bald mit Macht in den Markt drängen werden. Zur Buchmesse im September 2009 wird auch ein eBook-Reader eines deutschen Start-ups vorgestellt werden. Dieser eBook-Reader von txtr soll mittels eines UMTS-Moduls direkten Zugriff auf ca. 200.000 kommerzielle Dokumente bieten^[111]. Bereits in Deutschland erhältlich ist unter anderem ein eBook-Reader von Sony. Dieser erfordert allerdings mangels Mobilfunk-Verbindung einen PC mit Internetanbindung um eBooks auf den Reader zu laden. Dieser eBook-Reader verfügt über eine Speicherkapazität von 200 MB, diese kann durch Speicherkarten auf bis zu 32 GB erweitert werden (SDHC). Die Kapazität des internen Speichers (200MB) entspricht in etwa 100 Büchern^[112]: eine sehr plastische Verdeutlichung der Platzersparnis. Flächendeckend eingesetzt werden sollen eBook-Reader beispielsweise in Kalifornien, um dort Schulbücher zu ersetzen. Erhofft wird neben einer deutlichen Einsparung eine bessere Möglichkeit, die Lehrtexte immer auf dem neuesten Stand zu halten. Arnold Schwarzenegger, der Gouverneur von Kalifornien, sagt dazu: "Today, our kids get their information from the internet, downloaded onto their iPods, and in Twitter feeds to their cell phones,"^[113]

5.3.2 Sicherheit bei externen Geräten

Jedes portable Medium bedeutet ein Sicherheitsrisiko durch die latent vorhandene Möglichkeit des Verlustes durch Diebstahl oder einfaches Verlieren. Die Hersteller von externen Medien haben diese Bedrohung erkannt und reagieren mit Lösungen, die durch unterschiedliche Mechanismen zumindest den unbefugten Zugang zu Daten auf externen Medien verhindern sollen. Der Hersteller LG beispielsweise hat in neuen externen Super Multi DVD-Brennern LG GP08LU10 und LG GP08NU10 mit dem innovativen SecurDisc-Konzept die Sicherheit und Zuverlässigkeit von gebrannten DVD- und CD-Medien erhöht. Durch digitale Verschlüsselung und ein persönliches Passwort kann der Eigentümer den Zugriff von Unbefugten auf seine Daten verhindern^[114]. Auch für externe Festplatten existieren unterschiedliche Sicherheislösungen zum Schutz der Daten, allerdings mit unterschiedlicher Qualität. Während externe Festplatten auf dem Markt angeboten werden, deren Daten nur mit einem relativ leicht zu überwindendem XOR-Verfahren verschlüsselt sind^[115], gibt es auch Beispiele von Lösungen mit AES-Verschlüsselung und separat via Ziffernblock einzugebender PIN^[116].

5.3.3 Flexibilität und unbegrenzte Mobilität

Zur Cebit 2009 wurde eine flexible und platzsparende Lösung für den Zugang zu notwendigen Programmen bzw. Daten vorgestellt. Der als "Büro in der Hosentasche"^[117] beworbene USB-Stick mit, durch einen eingebauten Mikroprozessor, eigner Intelligenz enthält alle notwendigen Programme und Daten, bzw. dient als eine Art Thin Client zur Verbindung mit einem Unternehmensnetz. Durch verschiedene Sicherheitsfeatures (PIN Eingabe, Virtualisierung) soll diese Lösung eine sichere Verwendung auch unter Nutzung von Computern in unsicherer Umgebung (Internetcafes o. ä.) ermöglichen. Unsichere Umgebungen anderer Art sollen mit besonders robust ausgestatteten Notebooks erobert werden können. Diese Notebooks zeichnen sich durch besonders widerstandsfähige Gehäuse, Vorrichtungen um das sensible Innenleben vor Erschütterungen zu schützen (z. B. Schaumstoffummantelung der Festplatte) sowie Schutz vor Spritzwasser aus. Diese Notebooks sind also durchaus für den Einsatz im Freien geeignet^[118].

6 Fazit

Es gibt eine große Anzahl von vielversprechenden Forschungsansätzen im Bereich der Speichertechnologien für den mobilen Einsatz. Die gegenwärtige Entwicklung im Bereich des Online-Speichers kann den zukünftigen Bedarf für mobile Speicherlösungen jedoch stark beeinflussen. Durch den Gebrauch von mobilen Speicherlösungen besteht aktuell unter anderem die Problematik, dass viele Daten zum Teil in mehrfachen Kopien an unterschiedlichen Stellen aufbewahrt werden, die regelmäßig miteinander abgeglichen werden müssen. Möglicherweise wird in der Zukunft der Trend eher zu einer zentralen Datenhaltung in der "Cloud" gehen, wobei mobile Geräte dann nur über einen ganz geringen eigenen Datenbestand verfügen und alle relevanten Daten über eine permanente Datenverbindung aus dem Online-Speicher abgerufen werden und auch direkt dort gespeichert werden. Diese Lösung setzt preiswerte, hochverfügbare und hochperformante Datenverbindungen voraus. Ansatzweise werden solche Lösungen auch bereits realisiert. Der Dienst "MobileMe" des Herstellers Apple bietet erste Dienste in dieser Richtung^[119]. Weitere Vorteile dieser Lösung wären die erhöhte Sicherheit gegen Datenverlust durch Diebstahl oder Verlieren des Mediums sowie die einfachere Sicherung der Datenbestände. Potentiell besteht also auch die Möglichkeit, dass mobile Speicher in der Zukunft überhaupt keine Rolle mehr spielen und auch die vielversprechendsten Forschungvorhaben daher nicht zur Marktreife gebracht werden. Die wirklich bahnbrechenden Neuentwicklungen wie Racetrack-Memory, Milipede oder biologische Speicherverfahren scheinen ohnehin zur Marktreife noch einen mittel- bis langfristigen Forschungs- und Entwicklungsaufwand nötig zu machen. Die aktuelle Wirtschaftskrise wird durch die wegen sinkender Umsätze und steigender Staatsverschuldung mit einiger Wahrscheinlichkeit zu erwartenden Kürzungen in den Etats von Forschung- und Entwicklung zu einer weiteren Verschiebung der Realisierung dieser Technologien führen. Man kann also durchaus von einem Zeithorizont von mindestens 5 - 10 Jahren ausgehen, bis erste Umsetzungen dieser interessanten Forschungsvorhaben in die Nähe der Marktreife kommen.

7 Fußnoten

1. ↑ Engelhardt, 2008, Seite 2ff
2. ↑ Bluray-Disc.de, Deutschlands Blu-ray Portal, FAQ, http://www.bluray-disc.de/faq/wie-lange-kann-die-blu-ray-disc-daten-speichern, abgerufen am 25.05.2009
3. ↑ Cnn.com, More big honkin' hard drives in 1999, http://www.cnn.com/TECH/computing/9901/21/honkin.idg/index.html, abgerufen am 25.05.2009
4. ↑ Nierle Media Group, http://www.nierle.de, abgerufen am 25.05.2009
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41. ↑ Alper,Grob,Weimann (2008), Seite 508
42. ↑ vgl. http://www.muenster.de/~asshoff/physik/cd/cdplayer.htm, abgerufen am 01.06.2009
43. ↑ vgl. http://www.tecchannel.de/storage/komponenten/401401/cd_rom_formate_im_ueberblick/index2.html, abgerufen am 28.05.2009
44. ↑ vgl. Hansen/Neumann (2005), Seite 146
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47. ↑ http://www.tecchannel.de/storage/komponenten/401401/cd_rom_formate_im_ueberblick/index3.html, abgerufen am 29.05.2009
48. ↑ Wegener (2003), Seite 111
49. ↑ Steinmetz (2000), Seite 219
50. ↑ Steinmetz (2000), Seite 220
51. ↑ Steinmetz (2000), Seite 222
52. ↑ Hansen/Neumann (2005), Seite 150
53. ↑ Steinmetz (2000), Seite 223
54. ↑ Steinmetz (2000), Seite 225
55. ↑ c´t 2002, Nr.25, S.112, g.himmelein:Plus oder Minus: Die Qual der Wahl eines beschreibbaren DVD-Formats
56. ↑ vgl.http://www.ecma-international.org/publications/standards/Stnindex.htm, abgerufen am 29.05.2009
57. ↑ vgl.http://www.tecchannel.de/storage/komponenten/401774/dvd_schreibformate_im_ueberblick/index12.html, abgerufen am 29.05.2009
58. ↑ vgl.http://www.tecchannel.de/storage/komponenten/401774/dvd_schreibformate_im_ueberblick/index7.html, abgerufen am 29.05.2009
59. ↑ vgl.http://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/1001101.htm, abgerufen am 30.05.2009
60. ↑ vgl. http://www.tecchannel.de/storage/komponenten/401774/dvd_schreibformate_im_ueberblick/index8.html, abgerufen am 30.05.2009
61. ↑ vgl. http://www.blu-raydisc.com/en/association/GeneralInfo.html, abgerufen am 02.06.2009
62. ↑ vgl. http://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/1204171.htm, abgerufen am 02.06.2009
63. ↑ vgl. http://www.computerwoche.de/knowledge_center/datacenter_server/1868179/
64. ↑ vgl. http://openbook.galileocomputing.de/it_handbuch/fachinformatiker_03_hardware_003.htm, abgerufen am 06.06.2009
65. ↑ vgl. http://www.tecchannel.de/storage/komponenten/451265/sicherheitsrisiko_externe_festplatten_usb_test_backup_datenverlust_crash/index23.html, abgerufen am 05.06.2009
66. ↑ vgl. http://www.chip.de/artikel/Festplatten-Grundlagen-4_12896377.html, abgerufen am 05.06.2009
67. ↑ vgl. http://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/0610291.htm, abgerufen am 06.06.2009
68. ↑ vgl. http://www.tecchannel.de/storage/komponenten/401602/grundlagen_festplattentechnik/index4.html, abgerufen am 06.06.2009
69. ↑ vgl. http://www.tecchannel.de/storage/komponenten/451265/sicherheitsrisiko_externe_festplatten_usb_test_backup_datenverlust_crash/index7.html, abgerufen am 06.06.2009
70. ↑ vgl. Hansen/Neuman (2005), Seite165
71. ↑ vgl. Precht, Meier, Tremel, S.116 f
72. ↑ vgl. http://www.tecchannel.de/storage/komponenten/1782759/ssd_test_solid_state_flash_disk/index2.html, abgerufen am 05.06.2009
73. ↑ vgl. http://www.tecchannel.de/storage/komponenten/1782759/ssd_test_solid_state_flash_disk/, abgerufen am 06.05.2009
74. ↑ vgl. http://www.tecchannel.de/storage/komponenten/486309/hybrid_festplatte_im_test_schneller_durch_flash/,abgerufen am 06.06.2009
75. ↑ http://www.tecchannel.de/storage/komponenten/486309/hybrid_festplatte_im_test_schneller_durch_flash/index2.html
76. ↑ vgl. http://www.tecchannel.de/storage/komponenten/486309/hybrid_festplatte_im_test_schneller_durch_flash/index3.html, abgerufen am 06.06.2009
77. ↑ vgl. Hansen/Neuman (2005), Seite 181
78. ↑ vgl. Hansen/Neuman (2005), S.184
79. ↑ vgl. Stein, 2008, Seite 246
80. ↑ vgl. http://irda.org/displaycommon.cfm?an=1&subarticlenbr=102, abgerufen 25.05.2009
81. ↑ vgl. CT, 2/2009
82. ↑ vgl. Stein, 2008, Seite 248
83. ↑ vgl. https://www.sata-io.org/technology/esata.asp, abgerufen am 07.06.2009
84. ↑ vgl. http://www.tecchannel.de/storage/komponenten/457179/test_esata_usb_festplatte_externe_performance_benchmarks_schnittstelle/index5.html
85. ↑ http://www.msi.com/index.php?func=newsdesc&news_no=782, abgerufen 07.06.2009
86. ↑ vgl. Stein, 2008, Seite 248
87. ↑ Tanenbaum, 2003, Seite 345ff.
88. ↑ vgl. http://www.tecchannel.de/pc_mobile/news/2018399/bluetooth_30_verabschiedet, abgerufen am 07.06.2009
89. ↑ vgl. http://www.tecchannel.de/netzwerk/wlan/401459/bluetooth_grundlagen_herkunft_und_funktionsweise/index2.html, abgerufen am 07.06.2009
90. ↑ IBM, 2008, Seite 145
91. ↑ vgl. IBM, 2008, Seite 149 ff.
92. ↑ vgl. IBM, 2008, Seite 149
93. ↑ http://www.computerwoche.de/nachrichtenarchiv/1851864/, abgerufen am 17.05.2009
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100. ↑ vgl. CT, 03/2009, Seite 34
101. ↑ IBM, 2008, Seite 144
102. ↑ IBM, 2008, Seite 144
103. ↑ IBM, 2008, Seite 144
104. ↑ IBM, 2008, Seite 145
105. ↑ http://www.genewscenter.com/Content/Detail.asp?ReleaseID=6676&NewsAreaID=2
106. ↑ http://www.inphase-technologies.com/downloads/pdf/products/2007TapestryProductBrochure.pdf
107. ↑ vgl. http://www.sciencedaily.com/releases/2008/02/080211093841.htm, abgerufen 21.05.2009
108. ↑ http://www.pro-physik.de/Phy/leadArticle.do?laid=11607, abgerufen am 12.05.2009
109. ↑ CT, 6/2009, Seite 62
110. ↑ vgl. http://www.welt.de/wissenschaft/article879602/Bakterien_speichern_Dateien_ueber_Millionen_Jahre.html
111. ↑ vgl. http://www.heise.de/mobil/txtr-Reader-kommt-zur-Frankfurter-Buchmesse--/newsticker/meldung/140207, abgerufen am 10.06.2009
112. ↑ vgl. CT, 8/2009, Seite 94 ff.
113. ↑ vgl. http://news.sky.com/skynews/Home/World-News/Arnold-Schwarzenegger-To-Terminate-School-Textbooks-In-California-And-Save-At-Least-350m/Article/200906215299322?f=rss, abgerufen am 10.06.2009
114. ↑ vgl. http://www.innovations-report.de/html/berichte/cebit_2009/datensicherheit_immer_ueberall_128565.html, abgerufen am 11.06.2009
115. ↑ CT, 1/2009, Seite 46
116. ↑ CT, 8/2009, Seite 59
117. ↑ vgl. T-Systems, 2009, Seite 2
118. ↑ vgl. http://www.toughbook.eu/DEU/notebook_cf-52.aspx
119. ↑ CT, 6/2009, Seite 41

8 Abkürzungsverzeichnis

Abkürzung	Bedeutung
CD	Compact Disc
CD-ROM	Compact Disc Read Only Memory
CD-R	Compact Disc Recordable
CD-MO	Compact Disc Magneto Optical
CD-RW	Compact Disc Rewriteable
DVD	Digital Versatile Disc
DVD+-R	Digital Versatile Disc Recordable
DVD+-RW	Digital Versatile Disc Rewriteable
DVD-RAM	Digital Versatile Disc Random Access Memory
BD	BlueRay
SSD	Solid State Disc
eSATA	external Serial Advanced Technology Attachment
ISM	Industrial, Scientific and Medical Band
LAN	Local Area Network
PDA	Personal Digital Assistant

9 Abbildungsverzeichnis

Abbildung	Quelle
Abb. 1	IBM, Storage Kompendium
Abb. 2	IBM, Storage Kompendium
Abb. 3	Apple, Homepage
Abb. 4	http://www.gymnasium-borghorst.de/physikwozu/cdplayer/phpdiecompactdisc.htm
Abb. 5	TecCHANNEL
Abb. 6	Steinmetz (2000)
Abb. 7	http://www.at-mix.de/mo_laufwerk.htm
Abb. 8	TecCHANNEL
Abb. 9	Ecma International Standards
Abb. 10	http://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/1204171.htm
Abb. 11	TecCHANNEL
Abb. 12	http://www.networkcomputing.de/western-digital-mobile-harddisk-fuer-mac-user
Abb. 13	http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Festplatte-HD-hard-disk.html
Abb. 14	Serial ATA International Organisation
Abb. 15	TecCHANNEL
Abb. 16	IBM, Storage Kompendium
Abb. 17	txtr
Abb. 18	Lenovo

10 Literatur und Quellenverzeichnis

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