Vorwort:
Ich bitte um tatkräftige Mithilfe diese FAQ auszubauen und zu verbessern. Wer weitere Abschnitte beisteuern, bestehende Abschnitte verbessern oder anderweitig einen Beitrag leisten kann und möchte, der soll das bitte tun. Auch Verbesserungsvorschläge zur Rechtschreibung, Grammatik, Formulierung oder zu inhaltlichen Fehlern sind ausdrücklich erwünscht.
Bei Festplatten mit mehr als 2 TiB bzw. 2,2 TB gibt es einiges zu beachten. So ist zum Beispiel ein häufig anzutreffendes Problem, dass größere Festplatten unter Windows mit einer wesentlich geringeren Kapazität erkannt werden und/oder plötzlich alle Daten verlieren und der Speicherplatz in der Datenträgerverwaltung als "Nicht zugeordnet" angezeigt wird. Unter anderem auf diese Problemfälle - in Verbindung mit 2 TiB+ Festplatten - wird in dieser FAQ eingegangen und es werden Ursachen sowie Lösungen dargestellt.
Selbst wer noch kein Problem mit seiner (z.B.) 3 TB Platte hat, sollte sich diese FAQ durchlesen, um nicht später eventuell doch noch in eine der zahlreichen Fallen zu tappen. Das Ergebnis ist meist totaler Datenverlust.
Um die Ursachen der Probleme verständlicher zu machen, muss ein wenig ausgeholt werden. Seit einiger Zeit kommt für die Ansteuerung der einzelnen Sektoren die sogenannte logische Blockadressierung (engl. Logical-Block-Addressing, kurz LBA) zum Einsatz. Dabei werden die Sektoren, beginnend mit 0, fortlaufend nummeriert. Jeder Sektor hat also eine eindeutige Adresse in Form einer Nummer. Der Platz für die Speicherung oder Übermittlung dieser Information ist an mehreren Stellen (teils unterschiedlich) begrenzt. In binärer Schreibweise (also mit einer Null oder Eins je Zeichen; 1 Zeichen = zwei mögliche Zustände = 1 Bit) ist dieser aktuell 32, 48 oder 64 Bit lang. Daher spricht man auch von einer 32-Bit-LBA, einer 48-Bit-LBA (auch BigLBA) oder einer 64-Bit-LBA (auch LongLBA).
Interessant für uns, ist momentan nur die Begrenzung, die mit der 32-Bit-LBA einhergeht. Denn die liegt genau bei 2 TiB (2³² = 4.294.967.296 darstellbare Adressen x 512 Bytes pro Sektor = 2.199.023.255.552 Bytes). Ist irgendeine an der Speicherplatzverwaltung oder Datenübertragung beteiligte Hardware- (z.B. Bridge-Chip) oder Softwarekomponenten (z.B. Treiber, MBR) auf eine 32-Bit-LBA beschränkt, gibt es Probleme in Verbindung mit der Nutzung von größeren Festplatten. Beispielsweise können nicht alle Sektoren einer 3 TB Festplatte mittels der 32-Bit-LBA angesprochen werden.
Nur, wenn man eine (interne) Festplatte mit mehr als 2 TiB als GPT-Datenträger einrichtet, kann man den Speicherplatz vollständig nutzen. Als MBR-Datenträger können maximal 2 TiB angesprochen werden. Das liegt daran, dass die Partitionstabelle des MBRs mit 32-Bit Sektoradressen arbeitet (bei GPT sind es 64-Bit).
Kommen allerdings größere Sektoren zum Einsatz verschiebt sich diese Grenze entsprechend nach oben. Manche Bridge-Chips von externen USB-Festplattengehäusen emulieren eine Sektorgröße von 4 KiB. Dadurch erhöht sich der verwaltbare Speicherplatz durch das MBR-Partitionsschema auf 16 TiB (was aber auch andere Nachteile hat). Momentan melden alle internen oder per eSATA angeschlossenen SATA-Festplatten dem System eine Sektorgröße von 512 Bytes, auch wenn sie (bei Advanced-Format-Festplatten) tatsächlich 4096 Bytes beträgt.
Wer eine 3 TB Festplatte intern oder per eSATA vollständig nutzen möchte, muss also auf den MBR-Nachfolger GUID-Partition-Table setzen und die Festplatte als GPT-Datenträger einrichten.
Windows XP unterstützt GPT nicht und ist somit faktisch auf 2 TiB als maximale Festplattengröße beschränkt. Es gibt allerdings einen kommerziellen Treiber von Paragon, der die GPT-Unterstützung in Windows XP nachrüstet. Auch bieten manche Mainboard-Hersteller (z.B. Asus, AsRock und Gigabyte) für bestimmte Modelle eine sogenannte 3TB+-Unlock-Software an (diese Lösungen sind mit Vorsicht zu genießen). Zudem ermöglicht die bereits erwähnte 4-KiB-Sektoremulation mancher USB-Festplattengehäuse die Nutzung so großer Festplatte unter Windows XP mittels dem MBR-Partitionsschema als externes Laufwerk. Zu Beachten ist hierbei, sollte der Bridge-Chip des externen Festplattengehäuses mal den Löffel abgeben, ist der Zugriff auf die Daten schwierig. Auch kann man die Festplatte zwecks Datenrettung (z.B.) nicht mal einfach so intern anschließen.
Unter Windows Vista (und neuer) sind solche Spielereien nicht notwendig und auch nicht empfehlenswert. Diese Windows Versionen unterstützen von Haus aus GPT und haben keine Probleme große Festplatten als reines Datenlaufwerk vollständig zu nutzen.
Möchte man von einem als GPT-Datenträger eingerichteten Laufwerk booten, ist weiteres zu beachten. Folgende Voraussetzungen müssen dafür erfüllt sein:
Um ein 64-Bit Windows im UEFI-Modus zu installieren, muss die Installations-DVD im UEFI-Modus gestartet werden. Das macht man, indem man das Bootmenü seines Mainboards aufruft und statt der Bezeichnung des Optischen Laufwerks den Punkt "UEFI: 'Bezeichnung des optischen Laufwerks'" wählt.
Ursache:
Die Festplatte wurde als MBR-Datenträger initialisiert. Das MBR-Partitionierungsschema unterstützt (bei 512-Byte-Sektoren) maximal 2 TiB pro Laufwerk.
Lösung:
Die Festplatte muss als GPT-Datenträger initialisiert werden. In der Datenträgerverwaltung von Windows kann man einen MBR-Datenträger zu einen GPT-Datenträger konvertieren. Dazu müssen vorher alle Partitionen auf der Platte gelöscht werden. Mit den Bordmitteln von Windows ist das also nicht ohne Datenverlust möglich.
Eine Anleitung dazu ist hier zu finden.
Die falsch erkannte Kapazität beträgt bei Festplatten mit:
2,5 TB -> 301 GB (280 GiB)
3,0 TB -> 801 GB (746 GiB)
4,0 TB -> 1802 GB (1678 GiB)
5,0 TB -> 602 GB (561 GiB) - vermutlich
6,0 TB -> 1603 GB (1493 GiB) - vermutlich
Ursache:
Der Treiber zur Ansteuerung der Festplatte unterstützt nur eine 32-Bit-LBA (meist ein veralteter proprietärer AHCI-Treiber des SATA-Controllerherstellers).
Die Gesamtzahl der LBAs ist als ein 48-Bit-Wert im Laufwerk gespeichert (die SATA-Schnittstelle nutzt aktuell eine 48-Bit-LBA). Bei der Einrichtung einer noch unformatierten Festplatte wird diese Information abgerufen. Durch die 32-Bit-LBA-Begrenzung des Treibers können die vorderen 16 Bit nicht verarbeitet werden und kommen nie beim Programm an. Die Folge ist die Erkennung einer viel geringeren Kapazität, als die Festplatte haben sollte.
Lösung:
Es muss auf den Standard-(AHCI-)Treiber von Windows gewechselt oder der proprietäre (AHCI-)Treiber aktualisiert werden.
Hinweis: Die Treiber, die die Mainboard- oder PC-Hersteller auf ihren Webseiten zum Download anbieten, sind in der Regel veraltet. Es ist daher meist besser sich die Treiber direkt von der Webseite des jeweiligen Chip-Herstellers zu besorgen, im speziellen gilt das für den Treiber des SATA-Controllers (sofern man nicht den Standard-Treiber von Windows verwenden möchte).
Für ältere Intel Chipsätze bzw. darauf basierende Mainboards wird oft nur der Intel-Matrix-Storage-Manager-Treiber (kurz IMSM) zum Download angeboten, der nie die Unterstützung für 2 TiB+ Festplatten erhalten hat. Abgelöst wurde der IMSM-Treiber durch den Rapid-Storage-Technologie-Treiber (kurz IRST), der auch mit älteren Intel Chipsätzen funktioniert. Der IRST-Treiber unterstützt im AHCI-Modus 2 TiB+ Festplatten ab der Version 10.1.0.1008. Im RAID-Modus hat Intel die Unterstützung erst ab der Version 10.5 oder 10.6 hinzugefügt, wobei bei einem RAID-Verbund von 2 TiB+ Festplatten auch die Version des RAID-Option-ROMs wichtig ist.
Man darf den Matrix-Storage-Manager-Treiber also nie in Verbindung mit so großen Festplatten verwenden!
Danke an:
MountWalker
Changelog:
15.02.14 (v1)
Inhaltsverzeichnis mit Sprungmarken ausgestattet
27.09.13 (v1)
Kleinere Textänderungen, CkBpS Batch Skript im Anhang hinzugefügt
26.09.13 (v1)
Beispiel in Abschnitt 5 überarbeitet
25.09.13 (v2)
Text von MountWalker in Abschnitt 3 eingefügt.
25.09.13 (v1)
Release
Ich bitte um tatkräftige Mithilfe diese FAQ auszubauen und zu verbessern. Wer weitere Abschnitte beisteuern, bestehende Abschnitte verbessern oder anderweitig einen Beitrag leisten kann und möchte, der soll das bitte tun. Auch Verbesserungsvorschläge zur Rechtschreibung, Grammatik, Formulierung oder zu inhaltlichen Fehlern sind ausdrücklich erwünscht.
Inhaltsverzeichnis:
- Einleitung
- Eine kurze Erläuterung zur logischen Blockadressierung (bitte lesen)
- MBR- oder GPT-Datenträger
- Es lassen sich nur 2 TiB partitionieren, Rest kann nicht zugeordnet werden
- Eine 2,5 TB+ Festplatte wird mit einer wesentlich geringeren Kapazität erkannt
1. Einleitung:
Bei Festplatten mit mehr als 2 TiB bzw. 2,2 TB gibt es einiges zu beachten. So ist zum Beispiel ein häufig anzutreffendes Problem, dass größere Festplatten unter Windows mit einer wesentlich geringeren Kapazität erkannt werden und/oder plötzlich alle Daten verlieren und der Speicherplatz in der Datenträgerverwaltung als "Nicht zugeordnet" angezeigt wird. Unter anderem auf diese Problemfälle - in Verbindung mit 2 TiB+ Festplatten - wird in dieser FAQ eingegangen und es werden Ursachen sowie Lösungen dargestellt.
Selbst wer noch kein Problem mit seiner (z.B.) 3 TB Platte hat, sollte sich diese FAQ durchlesen, um nicht später eventuell doch noch in eine der zahlreichen Fallen zu tappen. Das Ergebnis ist meist totaler Datenverlust.
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2. Eine kurze Erläuterung zur logischen Blockadressierung (bitte lesen)
Um die Ursachen der Probleme verständlicher zu machen, muss ein wenig ausgeholt werden. Seit einiger Zeit kommt für die Ansteuerung der einzelnen Sektoren die sogenannte logische Blockadressierung (engl. Logical-Block-Addressing, kurz LBA) zum Einsatz. Dabei werden die Sektoren, beginnend mit 0, fortlaufend nummeriert. Jeder Sektor hat also eine eindeutige Adresse in Form einer Nummer. Der Platz für die Speicherung oder Übermittlung dieser Information ist an mehreren Stellen (teils unterschiedlich) begrenzt. In binärer Schreibweise (also mit einer Null oder Eins je Zeichen; 1 Zeichen = zwei mögliche Zustände = 1 Bit) ist dieser aktuell 32, 48 oder 64 Bit lang. Daher spricht man auch von einer 32-Bit-LBA, einer 48-Bit-LBA (auch BigLBA) oder einer 64-Bit-LBA (auch LongLBA).
Interessant für uns, ist momentan nur die Begrenzung, die mit der 32-Bit-LBA einhergeht. Denn die liegt genau bei 2 TiB (2³² = 4.294.967.296 darstellbare Adressen x 512 Bytes pro Sektor = 2.199.023.255.552 Bytes). Ist irgendeine an der Speicherplatzverwaltung oder Datenübertragung beteiligte Hardware- (z.B. Bridge-Chip) oder Softwarekomponenten (z.B. Treiber, MBR) auf eine 32-Bit-LBA beschränkt, gibt es Probleme in Verbindung mit der Nutzung von größeren Festplatten. Beispielsweise können nicht alle Sektoren einer 3 TB Festplatte mittels der 32-Bit-LBA angesprochen werden.
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3. MBR- oder GPT-Datenträger
Nur, wenn man eine (interne) Festplatte mit mehr als 2 TiB als GPT-Datenträger einrichtet, kann man den Speicherplatz vollständig nutzen. Als MBR-Datenträger können maximal 2 TiB angesprochen werden. Das liegt daran, dass die Partitionstabelle des MBRs mit 32-Bit Sektoradressen arbeitet (bei GPT sind es 64-Bit).
Kommen allerdings größere Sektoren zum Einsatz verschiebt sich diese Grenze entsprechend nach oben. Manche Bridge-Chips von externen USB-Festplattengehäusen emulieren eine Sektorgröße von 4 KiB. Dadurch erhöht sich der verwaltbare Speicherplatz durch das MBR-Partitionsschema auf 16 TiB (was aber auch andere Nachteile hat). Momentan melden alle internen oder per eSATA angeschlossenen SATA-Festplatten dem System eine Sektorgröße von 512 Bytes, auch wenn sie (bei Advanced-Format-Festplatten) tatsächlich 4096 Bytes beträgt.
Wer eine 3 TB Festplatte intern oder per eSATA vollständig nutzen möchte, muss also auf den MBR-Nachfolger GUID-Partition-Table setzen und die Festplatte als GPT-Datenträger einrichten.
Windows XP unterstützt GPT nicht und ist somit faktisch auf 2 TiB als maximale Festplattengröße beschränkt. Es gibt allerdings einen kommerziellen Treiber von Paragon, der die GPT-Unterstützung in Windows XP nachrüstet. Auch bieten manche Mainboard-Hersteller (z.B. Asus, AsRock und Gigabyte) für bestimmte Modelle eine sogenannte 3TB+-Unlock-Software an (diese Lösungen sind mit Vorsicht zu genießen). Zudem ermöglicht die bereits erwähnte 4-KiB-Sektoremulation mancher USB-Festplattengehäuse die Nutzung so großer Festplatte unter Windows XP mittels dem MBR-Partitionsschema als externes Laufwerk. Zu Beachten ist hierbei, sollte der Bridge-Chip des externen Festplattengehäuses mal den Löffel abgeben, ist der Zugriff auf die Daten schwierig. Auch kann man die Festplatte zwecks Datenrettung (z.B.) nicht mal einfach so intern anschließen.
Unter Windows Vista (und neuer) sind solche Spielereien nicht notwendig und auch nicht empfehlenswert. Diese Windows Versionen unterstützen von Haus aus GPT und haben keine Probleme große Festplatten als reines Datenlaufwerk vollständig zu nutzen.
Möchte man von einem als GPT-Datenträger eingerichteten Laufwerk booten, ist weiteres zu beachten. Folgende Voraussetzungen müssen dafür erfüllt sein:
- Das Mainboard muss eine UEFI-Firmware besitzen, das klassische BIOS ist dazu nicht in der Lage
- Nur die 64-Bit Versionen von Windows können von einem GPT-Datenträger booten
- Windows muss im UEFI-Modus installiert werden
Um ein 64-Bit Windows im UEFI-Modus zu installieren, muss die Installations-DVD im UEFI-Modus gestartet werden. Das macht man, indem man das Bootmenü seines Mainboards aufruft und statt der Bezeichnung des Optischen Laufwerks den Punkt "UEFI: 'Bezeichnung des optischen Laufwerks'" wählt.
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4. Es lassen sich nur 2 TiB partitionieren, Rest kann nicht zugeordnet werden
Ursache:
Die Festplatte wurde als MBR-Datenträger initialisiert. Das MBR-Partitionierungsschema unterstützt (bei 512-Byte-Sektoren) maximal 2 TiB pro Laufwerk.
Lösung:
Die Festplatte muss als GPT-Datenträger initialisiert werden. In der Datenträgerverwaltung von Windows kann man einen MBR-Datenträger zu einen GPT-Datenträger konvertieren. Dazu müssen vorher alle Partitionen auf der Platte gelöscht werden. Mit den Bordmitteln von Windows ist das also nicht ohne Datenverlust möglich.
Eine Anleitung dazu ist hier zu finden.
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5. Eine 2,5 TB+ Festplatte wird mit einer wesentlich geringeren Kapazität erkannt
Die falsch erkannte Kapazität beträgt bei Festplatten mit:
2,5 TB -> 301 GB (280 GiB)
3,0 TB -> 801 GB (746 GiB)
4,0 TB -> 1802 GB (1678 GiB)
5,0 TB -> 602 GB (561 GiB) - vermutlich
6,0 TB -> 1603 GB (1493 GiB) - vermutlich
Ursache:
Der Treiber zur Ansteuerung der Festplatte unterstützt nur eine 32-Bit-LBA (meist ein veralteter proprietärer AHCI-Treiber des SATA-Controllerherstellers).
Die Gesamtzahl der LBAs ist als ein 48-Bit-Wert im Laufwerk gespeichert (die SATA-Schnittstelle nutzt aktuell eine 48-Bit-LBA). Bei der Einrichtung einer noch unformatierten Festplatte wird diese Information abgerufen. Durch die 32-Bit-LBA-Begrenzung des Treibers können die vorderen 16 Bit nicht verarbeitet werden und kommen nie beim Programm an. Die Folge ist die Erkennung einer viel geringeren Kapazität, als die Festplatte haben sollte.
Die 3 TB Festplatte der Deskstar 7K4000 Serie von Hitachi (Modellbezeichnung: HDS724030ALE640) hat insgesamt 5.860.533.168 Sektoren (LBAs). Die Sektorgröße beträgt 512 Bytes (AF512e; physisch 4 KiB, nach außen hin 512 Bytes emuliert).
5.860.533.168 LBAs
x 512 Bytes pro Sektor
= 3.000.592.982.016 Bytes Kapazität
/ 1000³ bzw. / 1024³
= 3.000 GB bzw. 2.794 GiB
In binärer Schreibweise sieht die im Laufwerk hinterlegte Gesamtzahl an LBAs folgendermaßen aus:
000000000000000101011101010100001010001110110000 (48 Bit)
Der Treiber kann von den 48 Stellen aber nur die hinteren 32 Stellen verarbeiten:
0000000000000001 (- 16-Bit) | 01011101010100001010001110110000 (32-Bit)
Umgerechnet sind das 1.565.565.872 LBAs, die als insgesamt vorhandene Sektoren ausgelesen werden.
1.565.565.872 LBAs
x 512 Bytes pro Sektor
= 801.569.726.464 Bytes adressierbarer Speicherplatz
/ 1000³ bzw. / 1024³
= 801 GB bzw. 746 GiB
Windows erkennt also nur einen Bruchteil der Kapazität, da die Information zur Gesamtgröße der Festplatte unvollständig übertragen wurde.
5.860.533.168 LBAs
x 512 Bytes pro Sektor
= 3.000.592.982.016 Bytes Kapazität
/ 1000³ bzw. / 1024³
= 3.000 GB bzw. 2.794 GiB
In binärer Schreibweise sieht die im Laufwerk hinterlegte Gesamtzahl an LBAs folgendermaßen aus:
000000000000000101011101010100001010001110110000 (48 Bit)
Der Treiber kann von den 48 Stellen aber nur die hinteren 32 Stellen verarbeiten:
Umgerechnet sind das 1.565.565.872 LBAs, die als insgesamt vorhandene Sektoren ausgelesen werden.
1.565.565.872 LBAs
x 512 Bytes pro Sektor
= 801.569.726.464 Bytes adressierbarer Speicherplatz
/ 1000³ bzw. / 1024³
= 801 GB bzw. 746 GiB
Windows erkennt also nur einen Bruchteil der Kapazität, da die Information zur Gesamtgröße der Festplatte unvollständig übertragen wurde.
Es muss auf den Standard-(AHCI-)Treiber von Windows gewechselt oder der proprietäre (AHCI-)Treiber aktualisiert werden.
Hinweis: Die Treiber, die die Mainboard- oder PC-Hersteller auf ihren Webseiten zum Download anbieten, sind in der Regel veraltet. Es ist daher meist besser sich die Treiber direkt von der Webseite des jeweiligen Chip-Herstellers zu besorgen, im speziellen gilt das für den Treiber des SATA-Controllers (sofern man nicht den Standard-Treiber von Windows verwenden möchte).
Für ältere Intel Chipsätze bzw. darauf basierende Mainboards wird oft nur der Intel-Matrix-Storage-Manager-Treiber (kurz IMSM) zum Download angeboten, der nie die Unterstützung für 2 TiB+ Festplatten erhalten hat. Abgelöst wurde der IMSM-Treiber durch den Rapid-Storage-Technologie-Treiber (kurz IRST), der auch mit älteren Intel Chipsätzen funktioniert. Der IRST-Treiber unterstützt im AHCI-Modus 2 TiB+ Festplatten ab der Version 10.1.0.1008. Im RAID-Modus hat Intel die Unterstützung erst ab der Version 10.5 oder 10.6 hinzugefügt, wobei bei einem RAID-Verbund von 2 TiB+ Festplatten auch die Version des RAID-Option-ROMs wichtig ist.
Man darf den Matrix-Storage-Manager-Treiber also nie in Verbindung mit so großen Festplatten verwenden!
[ Nach oben ]
Danke an:
MountWalker
Changelog:
15.02.14 (v1)
Inhaltsverzeichnis mit Sprungmarken ausgestattet
27.09.13 (v1)
Kleinere Textänderungen, CkBpS Batch Skript im Anhang hinzugefügt
26.09.13 (v1)
Beispiel in Abschnitt 5 überarbeitet
25.09.13 (v2)
Text von MountWalker in Abschnitt 3 eingefügt.
25.09.13 (v1)
Release
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