Lifestyle

#erstmalverstehen: FAT32, exFAT & NTFS - Welches Dateisystem passt?



Zugeordnete Tags #erstmalverstehen | Festplatte | USB-Stick

Bei einer neuen microSD-Karte, einem Stick oder eben der Formatierung einer Festplatte ergibt sich die Frage nach dem Dateisystem. Unter Windows besteht die Wahl üblicherweise zwischen FAT32, NTFS und exFAT.

Was genau sich dahinter verbirgt, welche Vor- und Nachteile zu beachten sind und wofür überhaupt ein solches Dateisystem benötigt wird, erfährst du im folgenden Text.

Dateisysteme können je nach Hardware ganz unterschiedlich zum Einsatz kommen. Interne Festplatten müssen mit der zum Betriebssystem passenden Formatierung versehen sein. Externe Speicher sollten dagegen möglichst überall ausgelesen werden können.
Dateisysteme können je nach Hardware ganz unterschiedlich zum Einsatz kommen. Interne Festplatten müssen mit der zum Betriebssystem passenden Formatierung versehen sein. Externe Speicher sollten dagegen möglichst überall ausgelesen werden können.

Das Dateisystem - die Landkarte deiner Daten

Eine Festplatte und jedes andere Speichermedium setzen sich zusammen aus Blöcken und Segmenten. Damit eine Datei sich darauf mit Namen, Größe, Datum usw. finden und nutzen lässt, bedarf es eines Ordnungssystems. Genau hier kommt FAT, was für file allocation table oder Dateizuordnungstabelle steht, ins Spiel. In ihr werden der dir bekannte Dateinamen und die Blöcke beziehungsweise Cluster, in denen die Informationen aus der Datei geschrieben stehen, zusammengeführt.

Zu der Zeit, als der Computer seinen Weg in Büros und Arbeitszimmer fand, entwickelte Microsoft 1977 ein System, um Dateien über einen einfachen Namen auffindbar zu machen. Wie komplex dies aufgebaut sein muss, illustriert folgendes Beispiel: Eine Datei wird gelöscht, kann also wieder überschrieben werden. Eine größere Datei kann nicht auf die gleiche Stelle geschrieben werden, weil davor und dahinter bereits Platz belegt ist.

Statt diesen kostbaren Speicherplatz nun leer zu lassen, wird die Datei schlichtweg zerlegt, auf unterschiedliche Blöcke verteilt und diese Information in der Dateizuordnungstabelle aufbewahrt. So bleibt für dich eine Datei weiterhin mit ihrem Namen an einem Ort im Explorer sichtbar. Für das Betriebssystem hingegen sind es verschiedene Teile, die an der sichtbaren Oberfläche einfach als Ganzes angezeigt werden. Und so entsteht auch Fragmentierung.

Die Datenträgerverwaltung in Windows zeigt an, welches Dateisystem wo verwendet wird. Außerdem kann damit Partitionen angelegt, geändert oder gelöscht werden.
Die Datenträgerverwaltung in Windows zeigt an, welches Dateisystem wo verwendet wird. Außerdem kann damit Partitionen angelegt, geändert oder gelöscht werden.

FAT32 - einfach & weit verbreitet

Seit 1996 wird FAT32 unter Windows, damals die Version 95b, unterstützt. Wie der Name schon andeutet, nutzt es 32 bit lange Adressen. 4 bit davon sind allerdings schon reserviert, weshalb noch 2 hoch 28 oder etwa 270 Millionen Adressierungen für Dateien bleiben.

Die Erweiterung zum Vorgänger FAT16 war nötig geworden, da bis dahin nur Speicherplatz in der Größe von 4 Gigabyte verwaltet werden konnte. Auf so viel Speicher fände heutzutage nicht einmal mehr Android ohne weitere Programme oder Extras Platz. Zum damaligen Zeitpunkt waren gerade Festplatten auf dem Markt, die diese Grenze erreichten oder schon überschritten.

FAT32 dagegen kann 16 Terabyte organisieren. Die Auswahl an Festplatten dieser Größe ist auch aktuell noch übersichtlich. Dieses im Grunde steinalte System kann also noch immer Speicher in alltagstauglicher Größe verwalten und bietet zudem genügend Kapazität für die nötige Anzahl an Dateien. Aus diesem Grund wird es von nahezu jedem System, jedem Smartphone, Computer und Notebook unabhängig vom Betriebssystem unterstützt.

Der große Nachteil ist die Begrenzung der Dateigröße. Eine einzelne Datei kann lediglich 4 Gigabyte groß sein. Dieser Wert wird beispielsweise von unkomprimierten Videos problemlos überschritten. Aber auch die Cluster, in die FAT32 eine Festplatte zerlegt, um die Dateien darauf zu schreiben, werden bei großem Speicher sehr groß. Das bedeutet keine grundlegende Einschränkung, jedoch eine vermeidbare Platzverschwendung.

exFAT - der Standard für Sticks & Karten

Eine große Speicherkarte in Digitalkamera oder Smartphone benötigt wegen der Beschränkungen von FAT32 ein anderes Dateisystem. Mit exFAT („ex“ für extended, also erweitert) werden im Grunde alle Schwächen ausgeräumt. Mit einer empfohlenen maximalen Dateigröße von 512 Terabyte, was auch der empfohlenen Partitionsgröße entspricht, dürfte auf längere Sicht kein Videofilm zu groß sein.

Spätestens seit August 2019 kann exFAT tatsächlich ungeschränkt für alle Speicherkarten empfohlen werden. Während das Dateisystem nach der Einführung um seine Akzeptanz kämpfen musste, wird es seit 2010 von macOS und eben seit 2019 auch komplett von Linux unterstützt. So kannst du die entsprechend formatierten Karten, Sticks und externen Festplatten universell nutzen.

NTFS - viele Funktionen & zwingend bei Windows

Bei deiner Windows-Installation existiert die Frage nach dem Dateisystem nicht. Windows verwendet und verlangt NTFS. Das steht für New Technology File System und setzt tatsächlich auf ein ganz neues Prinzip der Dateienverwaltung. Einschränkungen sind angesichts theoretischer Festplattengrößen von 16 Millionen Terabyte, Dateigrößen von 256 Terabyte und etwa 4 Milliarden erlaubten Datei kaum zu finden.

Die Vorzüge gegenüber FAT32 und exFAT dagegen sind mindestens enorm. Verantwortlich hierfür ist der Master File Table (MFT). In diesem werden alle Informationen zu den Dateien gespeichert. Winzige Dateien werden sogar komplett darin untergebracht, was die Zugriffszeit deutlich minimiert. Außerdem sind nicht nur der Ort und Name vermerkt, sondern praktische Auskünfte wie Freigaben für bestimmte Benutzer, das letzte Änderungsdatum  oder eine Vorschau auf den Dateiinhalt.

Zudem können Dateien sofort komprimiert werden, um Speicherplatz freizumachen. Die Verschlüsselung, die in Windows 10 standardmäßig angeboten wird, ist ebenfalls nur bei NTFS möglich.

APFS - Apples eigenes Dateisystem

Analog zu NTFS bei Microsoft nutzen Computer von Apple APFS, was nicht anderes als Apple File System bedeutet. Das erst 2016 eingeführte System unterstützt ebenfalls nahezu unbegrenzt großen Speicher und eine theoretische Dateienanzahl, die sich mit 2 hoch 63 nicht mehr wirklich in Dezimalzahlen ausdrücken lässt.

Auch APFS ist Pflicht für das Betriebssystem. Es unterstützt eine Komprimierung, erlaubt die unkomplizierte Verschlüsselung und speichert ebenfalls eine Vielzahl zusätzlicher Dateiinformationen.

Die Festplatte mit dem Betriebssystem nutzt dessen vorgeschriebenes Dateisystem. Sollte die Formatierung nicht bereits korrekt sein, übernimmt die Software dies bei der Installation.
Die Festplatte mit dem Betriebssystem nutzt dessen vorgeschriebenes Dateisystem. Sollte die Formatierung nicht bereits korrekt sein, übernimmt die Software dies bei der Installation.

Das passende Dateisystem für dein Notebook

Das richtige Dateisystem für dein Notebook kannst du nicht selbst heraussuchen. Bei Windows muss NTFS verwendet werden. Bei macOS fällt die Wahl auf APFS beziehungsweise bei älteren Geräten mitunter noch auf HFS+. Anders wären die schnellen Reaktionszeiten und die gewohnten Dateivorschauen oder die ganz normale Nutzerverwaltung gar nicht möglich.

Verwendest du mehrere Betriebssysteme auf einem Computer, wird die Sache nicht wirklich komplizierter. Jedes System richtet sich auf der ihm zugeteilten Partition sein eigenes Dateisystem ein. Linux nutzt übrigens ext, das mit einer Baumstruktur arbeitet und sich damit deutlich von den anderen unterscheidet.

Alle diese Dateiverwaltungen können jedoch problemlos nebeneinander auf einer Festplatte in eigenen Partitionen existieren. Zudem können Sie sogar gegenseitig ausgelesen werden. Für einen möglichst simplen Datenaustausch empfiehlt sich bei einem solchen Aufbau, der ohnehin nur erfahrenen PC-Nutzer vorbehalten bleiben wird, eine zusätzliche Partition mit FAT32 oder exFAT.

Die Formatierung von Sticks & Festplatten für iPhone & Android-Smartphone

Mit einem passenden Adapter lassen sich an den verschiedenen Smartphones USB-Sticks und externe Festplatten anschließen. Damit ein Austausch auch zwischen Apple und Android funktioniert, dürfte exFAT am besten geeignet sein. Zumindest macOS unterstützt dies problemlos.

Schwieriger wird die Angelegenheit unter dem Eindruck der vielen verschiedenen Android-Systeme. Sogar die Frage, ob sich ein Stick direkt an das Smartphone anstecken lässt oder nur mit Adapter, muss für jedes Modell einzeln beantwortet werden.

Aber zumindest ein Stick mit FAT32, unabhängig von der Verwendung eines Adapters oder nicht, sollte von jedem System erkannt werden. Hier bleibt jedoch die Beschränkung auf eine Dateigröße unter vier Gigabyte. Für den Austausch von Bildern oder Musik ist diese Grenze zum Glück komplett irrelevant.

Die Formatierung unter Windows erlaubt die Auswahl des passenden Dateisystems. USB-Sticks und SD-Karten mit mehr als 4 Gigabyte werden am besten in exFAT formatiert.
Die Formatierung unter Windows erlaubt die Auswahl des passenden Dateisystems. USB-Sticks und SD-Karten mit mehr als 4 Gigabyte werden am besten in exFAT formatiert.

Festplatten partitionieren - sinnvolle Kombination von Dateisystemen

Wie bereits weiter oben kurz erwähnt, besteht die einzige Möglichkeit, mehrere Dateisysteme zu nutzen, in der Partitionierung deiner Festplatte. Die meisten NotebookFestplatten sind von Haus aus unterteilt. Ein Bereich wird für das Betriebssystem verwendet. Auf einem weiteren ist Platz für persönlichen Daten, Bilder, Filme und anderes. Eine dritte Partition enthält die Informationen, um die Wiederherstellung des Systems zu gewährleisten.

Möchtest du mehrere Betriebssysteme nutzen, verlangen dies in der Regel ganz automatisch nach einem eigenen Festplattenbereich, der anschließen mit dem passenden Dateisystem formatiert wird.

Ein anderer Vorzug einer partitionierten Festplatte steckt in der strikten Trennung von Informationen. Liegt in einem Bereich das System und wird dieses beschädigt, kannst du die andere Partition mit persönlichen Daten unbehelligt lassen, während der defekte Teil neu formatiert und zurückgesetzt wird. Im Grunde lässt sich auf diese Weise das Vorhandensein mehrerer separater Festplatten simulieren. Auch das Risiko eines Datenverlustes, abgesehen von kompletten Versagen der Hardware, lässt sich so gut minimieren. Ganz besonders die Beschädigung der Dateizuordnungstabelle wird bei mehreren getrennten Versionen für verschiedene Festplattenabschnitte im gleichen Atemzug verringert.

Schlussstrich: Was ist wirklich wichtig?

Das Dateisystem organisiert und verwaltet deine gesamten Daten. Es verwandelt eine Reihe von Clusternummern in einen Dateinamen, mit dem du am Ende arbeitest. Für dein Betriebssystem auf dem Notebook musst du keine Entscheidung für oder gegen FAT, NTFS oder APFS treffen. Das übernimmt die Software selbst.

Nur bei Speicherkarte sollte mittlerweile exFAT der Standard sein. In seltenen Fällen dagegen kann ein Rückgriff auf FAT32 notwendig werden.

Das gilt in besonderem Maße für all die kleinen und großen Geräte, die ebenfalls Sticks oder Festplatten erkennen können. Einen Smart-TV mit Aufnahmefunktion oder ein kleines Radio, das auch MP3s abspielt, sollten am besten stets mit FAT32 konfrontiert werden. So gehst du sicher, dass dein Speicherstick problemlos gelesen werden kann, da diese smarten Geräte nicht selten sehr eingeschränkte Software nutzen. Mit FAT32 kommen aber alle klar.

RSS-Feed

Werde Autor!

Dieser Beitrag wurde von veröffentlicht.
hat bereits 14 Artikel geschrieben.
Sei auch dabei: Werde jetzt Autor und teile dein Wissen!

Kommentieren

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

*

*

Ähnliche Beiträge

#erstmalverstehen: Wie funktionieren Fitness-tracker?

Lifestyle

15.07.2020

 | Jenny Gringel

Smarte Gadgets wie Fitness-Tracker, -Armbänder und Smartwatches helfen Sportbegeisterten das tägliche Training und den Fortschritt im Auge zu behalten und können Sportmuffel zu mehr Bewegung anspornen. Aber woher weiß das Wearable eigentlich,... mehr +

#erstmalverstehen: Welche Grafikkarte passt zu mir?

Lifestyle

25.02.2020

 | Jenny Gringel

 | 2

Grafikkarten – nicht nur für Gamer sind sie essenziell. Wenn dein Display einmal gestockt hat und Grafikarbeiten zu einer nervigen Tortur werden, dann kannst du dir ziemlich sicher sein, dass die Grafikkarte schuld ist. Auch, wenn sich... mehr +