Seagate SkyHawk mit 10 TB im Test

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seagate st10000vx0004 teaserSeagate bietet in seinem aktuellem "Guardian"-Produktportfolio neben "IronWolf" für NAS-Systeme und "BarraCuda" für Desktopanwender noch eine dritte Kategorie von Festplatten. Die unter dem Label "SkyHawk" laufenden Modelle sind spezialisiert auf den Einsatz in Surveillance-Systemen, also dem Speichern von Video-Streams in einem Überwachungssystem. Als Ergänzung zu unserem Blick auf die 10-TB-Modelle der IronWolf- und BarraCuda-Serie haben wir nun auch einen Blick auf die Seagate SkyHawk 10TB geworfen.

Seagate hatte vor gut einem Jahr zusammen mit der Vorstellung der 10-TB-Modelle den gesamten "Markenauftritt" seiner Consumer-Festplatten umgestellt. Unter dem Label "Guardian" sind nun vier nach Anwendungsfällen getrennte Produktfamilien untergebracht, wobei sich diese teilweise noch in zwei Untergruppen aufsplitten. Die SkyHawk decken die Anforderungen von Surveillance-Systemen ab. Für den Einsatz in Desktop-Modellen als Einzellaufwerke sind die traditionsreichen BarraCuda und BarraCuda Pro gedacht. Den NAS-Bereich decken die IronWolf-Modelle ab, die für den Einsatz in NAS-Speichersystemen mit bis zu 8 bzw. 16 Laufwerken (Pro-Version) ausgelegt sind. Neben diesen klassischen Festplattenserien hat Seagate mit den FireCuda noch Hybrid-Laufwerke (SSHD) im Portfolio, bei denen ein kleinerer SSD-Teil die Performance des Gesamtlaufwerkes pushen soll.

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Wir hatten Anfang des Jahres bereits einen ausführlichen Test der IronWolf 10 TB und Barracuda Pro Pro 10 TB vorgenommen. Bei den 10-TB-Modellen hat Seagate erstmals im Consumerbereich eine Helium-Füllung eingesetzt, um höhere Datendichten zu erreichen. Ähnliches hat WD mit dem Know-How seines Konzernbereiches HGST bereits bei seinen 8-TB-Modellen eingeführt. Die Technik einer Helium-Füllung scheint mittlerweile bei hochkapazitiven Festplatten zum Standard zu werden, weil sie hilft, die Speicherkapazität durch die Unterbringung von einer höheren Anzahl von Plattern zu steigern. Helium mit nur einem Siebtel der Dichte von Luft hat im Inneren dafür wesentliche Vorteile. Aufgrund der geringeren Dichte ist die Wechselwirkung zwischen den rotierenden Plattern und dem Füllgas geringer, sprich die Platter werden weniger durch das Füllgas gebremst, was die Leistungsaufnahme des Spindelmotors reduziert.

Weiterhin reduzieren sich die Kräfte, welche auf Platter und Aktoren wirken, d.h. die Platter können dünner ausgeführt und näher beieinander positioniert werden. So schafft es Seagate wie HGST/WD auch insgesamt sieben Platter im 3,5-Zoll-Laufwerksformat unterzubringen, mit knapp 1,4 TB pro Platte bei den 10-TB-Modellen von Seagate. Wobei anzumerken ist, dass das zur Verfügung stehende Volumen eines 3,5-Zoll-Laufwerks auch maximal ausgenutzt wird, was wiederum dazu führt, dass einige der üblichen Gewindelöcher zur Befestigung nicht mehr untergebracht werden konnten oder an anderer Position zu finden sind.

Mittlerweile hat Seagate bereits 12-TB-Versionen seiner Serien in den Handel gebracht, bei der die Anzahl der Platter sogar auf acht Stück gesteigert werden konnte. Ein Test der IronWolf Pro 12 TB ist bereits in Arbeit.

Technische Daten
Hersteller Seagate

Serie

SkyHawk
Modellnummer ST10000VX0004
Homepage www.seagate.com
Preis ca. 310 Euro
Formfaktor 3,5 Zoll
Kapazität 10 TB (7 Platter)
Speicherverfahren PMR
Schnittstelle SATA 6 Gb/s
Sektorgröße 512e
Umdrehungsgeschwindigkeit 7.200 U/min
Cache-Größe 256 MB
Leistungsaufnahme (Idle/Aktiv) 4,4 W / 6,8 W
Bitfehlerrate (UBER) 1 per 10^15
Workload (pro Jahr) / 24x7-Freigabe 180 TB, ja
Einsatzgebiet Video-Überwachung (bis 8 HDDs)
Herstellergarantie 3 Jahre
Besonderheiten

Helium-Füllung
RV-Sensoren
ATA-Streaming-Support

Kommen wir auf der nächsten Seite zur Seagate SkyHawk 10TB.


Die SkyHawk 10TB arbeitet wie die BarraCuda Pro 10 TB als auch die IronWolf 10TB mit einer Drehzahl von 7.200 U/min. Überhaupt sind sich in den wesentlichen Eigenschaften die unter verschiedenen Namen erhältlichen 10-TB-Modelle sehr ähnlich. So können alle auf einen 256 MB großen DRAM-Cache zurückgreifen und verwenden die übliche SATA-6GB/s-Schnittstelle. Als Aufzeichnungsverfahren kommt PMR (Perpendicular Magnetic Recording) zum Einsatz, d.h. es gibt keine Einschränkungen bei der Schreibleistung wie beim SMR-Verfahren. Aufgrund der erwähnten Vorteile der Helium-Füllung verbrauchen die 10-TB-Modelle im Vergleich zu Vorgängergenerationen deutlich weniger Strom. Die Leistungsaufnahme liegt laut Hersteller bei ca. 4,5 Watt im Idle und knapp unter 7 Watt bei Zugriffen, womit sie im Rückblick auf unseren Test der 8-TB-Modelle auf einem zur WD Red 8 TB vergleichbaren Niveau liegt, dabei aber aufgrund der 7.200 U/min eine etwas höhere Performance aufweisen sollte. Die 8 TB große Version von Seagates NAS-HDD mit Luftfüllung hatte mit 7,2 bzw. 9,0 Watt eine deutlich höhere Leistungsaufnahme als jetzt die heliumgefüllten 10-TB-Modelle.

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Von der Hardware her sind sich die SkyHawk 10 TB, BarraCuda Pro 10 TB und IronWolf (Pro) 10 TB mit ihrem 7-Platter-Design, der Helium-Füllung und dem doppelt - an Topcover und Bodenplatte - fixierten Motor sehr ähnlich. Auch die Pro-Modelle der BarraCuda 10 TB und IronWolf 10 TB unterscheiden sich von den Non-Pro-Modellen in erster Linie nur durch engere Vorgaben bei der Qualitätskontrolle, was dann u.a. in erhöhten Workload-Freigaben resultiert, welche bei den Pro bei 300 TB/Jahr im Vergleich zu 180 TB/Jahr bei den normalen Modellen liegen. Dieses Workload-Rating ist eine Angabe zur "Nutzungsintensität", bis zu der eine Nutzung laut Hersteller keinen Einfluss auf die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer der Festplatte haben sollte. Seagate gibt der SkyHawk eine dreijährige Herstellergarantie mit, die MTBF beträgt 1 Mio. Stunden.

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Die SkyHawk 10 TB ist allerdings nur als normale Version erhältlich, was analog zur IronWolf 10 TB eine jährliche Arbeitslast von 180 TB bedeutet. Für eine einzelne Festplatte entspräche das einer Datenmenge von acht parallelen Videostreams mit durchschnittlichen 5-6 MBit/s Bandbreite (z.B. 1080p, h264), welche über das Jahr kontinuierlich gespeichert und zu einem geringen Teil nur wieder abgerufen würde.

Die SkyHawk-Modelle verfügen über sogenannte Rotational Vibration (RV) Sensoren, welche von außen auf die Festplatte einwirkende Vibrationen messen können. Solche Vibrationen sind in Systemen, wo mehrere Festplatten auf engem Raum verbaut sind, immer vorhanden und können die Arbeit des Schreib-Lese-Kopfes beinträchtigen. Bei der SkyHawk - wie auch bei anderen Seagate-Festplatten mit RV-Sensoren - nutzt die Firmware die Informationen der Sensoren, um die beiden Aktuatoren, welche den Schreib-Lese-Kopf an die gewünschte Positionen bringen, entsprechend "korrigiert" anzusteuern. Neben dem primären Aktuator, welcher die Positionierung des gesamten Arms übernimmt, ist noch ein Mikro-Aktuator an der Spitze des Arms verbaut, welcher eine Feinpositionierung des Schreib-Lese-Kopfes übernimmt.

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Dank dieser Technik lassen sich von den SkyHawk 10 TB bis zu acht Stück in einem NVR (Network Video Recorder) betreiben, was entsprechend auch die Kapazität steigert. Dennoch gehören bei Seagate die SkyHawk zu den Festplatten für eher weniger anspruchsvolle Anwendungen, d.h. neben dem jährlichen Workload-Rating sind auch die Vorgaben für Arbeitszyklus (Dauerlast) und Einsatztemperaturen enger gefasst als bei Laufwerken der Enterprise-Kategorie, was aber für den Einsatz von Privatan1wendern, SOHOs und KMUs kein Thema sein sollte.


Bei Surveillance-Laufwerken wird davon ausgegangen, dass Schreibvorgänge die dominierende Belastung darstellen, weshalb die Firmware der SkyHawk entsprechend auf diese Anwendung abgestimmt ist. Eine wichtige Anforderung an ein Laufwerk in einem Videoüberwachungssystem ist die Fähigkeit, die Videostreams auch wirklich ohne größere Unterbrechung speichern zu können, auch wenn dabei evtl. einzelne Daten verloren gehen. Kommt die Festplatte also in einer Situation mit dem Wegspeichern des Videostreams nicht mehr hinterher, so ist es bei Überwachungsystemen gewollt, dass dann einzelne Datenblöcke verloren gehen können, aber der Videostream weiter (fast) durchgängig aufgezeichnet wird. Im Videostream hätte dann z.B. ein Einzelbild Bildfehler, was aber die Aussagekraft des Videos bzw. der aufgezeichneten Szene nicht maßgeblich beeinflusst. Eine normale Festplatte würde jeden einzelnen Datenblock speichern wollen und spätestens wenn die Caches voll sind, würde der gesamte Videostream im Nirvana landen.

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Für diese Fähigkeit beinhaltet die ATA-Spezifikation für entsprechende Hardware seit langem spezielle Streaming Kommandos, welche auch die SkyHawk-Modelle unterstützen. So kann darüber z.B. das Hostsystem vom Laufwerk diverse Statusdaten abfragen und damit einschätzen, in welcher Zeit welche Daten gelesen oder geschrieben werden können bzw. welche Zeit für eine Fehlerkorrektur eines Sektors zur Verfügung steht oder gewährt werden kann. Auch kann das Hostsystem der Festplatte Informationen über die demnächst zu speichernden Daten geben, was der Festplatte eine Abstimmung ihres Buffer-Managements darauf erlaubt. Weiterhin ermöglichen spezielle Lese- und Schreibkommandos den schnellen Transfer auch von fehlerhaften Daten. Registrierte Fehler werden dann mit vergleichsweise geringem Aufwand in speziellen Logs festgehalten. Im Fokus steht dabei immer, dass das Halten der Datentransferrate Priorität vor der Integrität einzelner Datenblöcke hat. Die Streaming-Unterstützung ist ein Teil der Firmware namens "ImagePerfect" der SkyHawk-Modelle.

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Diese Kommandos müssen entsprechend nicht nur von dem Laufwerk sondern auch vom Hostsystem genutzt werden. Nutzt das Hostsystem die ATA-Streaming-Kommandos nicht, verhält sich eine SkyHawk wie eine "normale" Festplatte, bei der beim Lesen und Schreiben die fehlerfreie Übertragung der Daten absolute Priorität hat. Eine Surveillance-Festplatte lässt sich somit im Prinzip auch in Desktop- oder NAS-Systemen einsetzen, d.h. auch wenn sie für derartige Anwendungen nicht optimiert ist, muss der User zumindest keinen Datenverlust aufgrund der Streaming-Optimierung fürchten. Positiv an der ST10000VX0004 ist auch die angegebene Fehlerrate für nicht wiederherstellbare Bits von maximal 1 pro 10^15 gelesenen Bits, womit sie gleichauf mit ihren 10-TB-"Schwestermodellen" und zumindest nominal um eine Größenordnung besser als andere Festplatten aus dem Consumer-Bereich liegt.


Leistungsmessung

Um die Performance der Festplatten zu bestimmen, haben wir diese an unser Testsystem angeschlossen und die Benchmarks CrystalDiskMark und HD Tune Pro ausgeführt. Im Testsystem kam ein Intel Core i7-6700K auf einem Asus Z170-Deluxe zum Einsatz.

Seagate SkyHawk 10TB - ST10000VX0004

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Im CrystalDiskMark erreicht die ST10000VX0004 mit knapp 240 MB/s im sequentiellen Schreiben und Lesen vergleichsweise hohe Spitzenwerte. Auch mit knapp unter 3 MB/s im Test mit 4 kB großen Datenblöcken (4K) und 32 parallelen Zugriffen erreicht die ST10000VX0004 einen für konventionelle Festplatten hohen Wert. Einzig bei einzelnen 4-kB-Zugriffen fällt die Performance beim Lesen ab, bleibt beim Schreiben aber hoch.

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Mit HD Tune Pro lässt sich gut die Performance über die gesamte Festplatte visualisieren, denn bei Festplatten ist die erreichbare Transfergeschwindigkeit von der Position der gespeicherten Daten auf den Magnetplatten abhängig, d.h. die höchste Geschwindigkeit ist üblicherweise auf den äußeren Spuren der Platter zu erreichen. Wobei man sich heutzutage diesem Zusammenhang zwischen "vermeintlicher Position" und Geschwindigkeit nicht mehr immer sicher sein kann, da bei modernen HDDs in der Praxis auch das Cachemanagement und schnelle Zwischenspeicherbereiche (Media Cache) Einfluss haben kann.

Bei der ST10000VX0004 liegt diese laut HD Tune Pro wie schon bei CrystalDiskMark bei knapp 245 MB/s. Im Innenbereich, also dem obersten Teil ihres Fassungsvermögens, ist sie dann auf knapp 110 MB/s abgefallen.

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Beim Schreiben sieht die Situation annähernd identisch aus: Im Außenbereich werden knapp 240 MB/s erreicht, welche zum Innenbereich hin auf 100 MB/s abfallen.

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Als weiteren Benchmark haben wir ATTO Disk Benchmark verwendet, welcher die Datenübertragungsraten in Abhängigkeit von der Blockgröße der Daten ermittelt. Mit den Standardeinstellungen (Queue Depth 4) erreicht die ST10000VX0004 ab einer Blockgröße von 8 kB ihre maximale Datenübertragungsrate von knapp 250 MB/s beim Lesen und 245 MB/s beim Schreiben.

Im Vergleich zu den IronWolf 10TB und BarraCuda Pro 10TB liegt die SkyHawk 10TB laut den Messwerten zwar um einige wenige Prozentpunkte zurück, aber die Unterschiede sind nur gering.


Leistungsaufnahme

Gerade bei Storage-Systemen mit mehreren Festplatten, welche auch 24/7 durchlaufen sollen, ist die Leistungsaufnahme der Festplatten ein nicht zu vernachlässigender Punkt, welcher sich direkt auf die Betriebskosten auswirkt. Die Hersteller geben zwar in den Datenblättern Werte zur Leistungsaufnahme im Idle und unter Last an, aber das Ermitteln von eigenen Messwerten kann nie schaden. Wir haben auf eine Selbstbaulösung zurückgegriffen und ein SATA-Stromkabel modifiziert. Mit in der 5V- und 12V-Zuleitung eingeschliffenen Shunts und speziellen Stromrichtungsverstärker-ICs haben wir die Stromwerte in Spannungssignale umgewandelt, welche wir mit einem digitalen Speicheroszilloskop aufgenommen haben. Die einfachere Variante mit zwei eingeschleiften Multimetern bringt in manchen Betriebsbereichen durchaus brauchbare Ergebnisse, aber mit ca. zehntausend Messwerten über den Zeitraum von einer Sekunde und anschließender Mittelwertbildung sollten wir mit unserer Lösung auf Basis eines Oszilloskops die zeitweise sehr stark schwankende Strom- und somit auch Leistungsaufnahme besser beurteilen können.

Stromverbrauch

Leistungsaufnahme idle

Watt
Weniger ist besser

Im Idle kann auch die SkyHawk 10TB mit der Modellnummer ST10000VX0004 mit einer erfreulich niedrigen Leistungsaufnahme im Bereich von 5,4 Watt punkten, womit sie nur um 0,2 Watt über der ST10000DM0004 (BarraCuda Pro 10TB) und somit gleichauf mit der WD Red 8 TB liegt. Die luftgefühlten Vergleichsmodelle von Seagate und Toshiba liegen hier deutlich höher. Nicht zu vergessen ist, dass der höhere Energieverbrauch nicht nur die Stromkosten erhöht, sondern auch die Abwärme steigert.

Stromverbrauch

Leistungsaufnahme Schreiben

Watt
Weniger ist besser

Bei Schreibzugriffen liegt die ST10000VX0004 mit 7,3 Watt gleichauf mit der ST10000VN004 (IronWolf 10 TB) auf einem angenehmen Niveau, allerdings dann knapp über dem einer WD Red mit 8 TB. Seagate gibt zwar für die Leistungaufnahme bei "Aktivität" 6,8 Watt an, aber diese Angabe wird wohl ein Mittelwert aus verschiedenen Szenarien sein. Wir haben uns immer die Bereiche mit der größten Last angeschaut, d.h. die Abweichung von der Herstellerangabe ist nachvollziehbar.

Stromverbrauch

Leistungsaufnahme zufälliges Lesen

Watt
Weniger ist besser

Bei Random-Read-Zugriffen bleibt das Bild ungefähr gleich. Die SkyHawk 10 TB arbeitet mit durchschnittlich 6,4 Watt recht energieeffizient, vergleichbar mit der IronWolf mit 6,1 Watt und der BarraCuda Pro mit 6,3 Watt.

Stromverbrauch

Leistungsaufnahme sequentielles Lesen

Watt
Weniger ist besser

Beim sequentiellen Lesen verbrauchen die Laufwerke wieder etwas mehr Strom als beim zufälligen Lesen, aber das Gesamtbild bleibt gleich. Die SkyHawk 10TB vermag mit 7,2 Watt hier sogar den Verbrauch der beiden Schwestermodelle knapp zu unterbieten.

Stromverbrauch

max. Leistungsaufnahme

Watt
Weniger ist besser

Recht interessant ist die maximale Leistungsaufnahme der Laufwerke, welche kurzzeitig beim Hochfahren der Festplatte entsteht. Dieser Wert ist wirklich ein Spitzenwert, der nur für wenige Sekundenbruchteile anliegt, aber er zeigt, dass ein paralleler Start eines Festplatten-Arrays durchaus auch ein kritisches Thema für die Stromversorgung des Systems werden kann. Auch hier liegt die SkyHawk 10TB mit einem Wert von 18,4 Watt auf dem Niveau von BarraCuda Pro und IronWolf.

Als Fazit zur Leistungsaufnahme bleibt zu sagen, dass sich die SkyHawk 10 TB erwartungsgemäß ebenso gut wie die bereits getesteten 10TB-Modelle der IronWolf- und Barracuda-Pro-Serie schlägt, was aufgrund des gleichen grundsätzlichen Designs nicht verwunderlich ist.

Bzgl. der Lautstärke können wir nur eine qualitative Einschätzung geben, da in der Praxis die Lautstärke einer Festplatte im Wesentlichen von ihrem Einbau abhängt. Für sich kann eine frei liegende Festplatte sehr leise sein, aber nach Einbau z.B. in ein NAS kann die Sache ganz anders aussehen, weil sich je nach Konstruktion Vibrationen auf das Gehäuse des NAS übertragen und die Geräuschentwicklung verstärken. Von der Lautstärke her bewegt sich die SkyHawk 10 TB auf dem gleichen Level wie schon die IronWolf 10 TB und BarraCuda Pro 10 TB. Im Vergleich zu Seagates Vorgängergenerationen sind die 10-TB-Modelle leiser, sowohl im Lauf- als auch Zugriffsgeräusch. Leider haben wir keinen Vergleich mit WDs neuen 10-TB-Modellen, aber verglichen mit den WD Red 8 TB agieren die Seagates auf ähnlich niedrigem Niveau. Wie gesagt: Die tatsächliche Lautstärke im heimischen Einsatz hängt maßgeblich von den Einbaubedingungen ab.


Die SkyHawk 10 TB ist sicher die Modellvariante aus Seagates 10-TB-Festplattenportfolio, welche am wenigsten Aufmerksamkeit erregt. Mit der Spezialisierung auf den Einsatz in Surveillance-Systemen zur Videoüberwachung spricht sie nur ein vergleichsweise kleines Marktsegment an und steht somit aus Sicht üblicher User im Schatten der BarraCuda-Modelle für Desktop-Systeme und IronWolf-Festplatten für NAS-Systeme.

Von den technischen Daten, dem Erscheinungsbild und den Leistungsdaten entspricht die SkyHawk 10TB im Wesentlichen den anderen aktuellen 10-TB-Modellen von Seagate. Dank der Helium-Füllung konnte Seagate sieben Platter einbauen und eine vergleichsweise niedrige Leistungsaufnahme ist auch ein angenehmer Nebeneffekt der Verwendung von Helium als Füllgas. Die unter der Modellnummer ST10000VX0004 bei Seagate zu findende SkyHawk 10TB arbeitet mit 7.200 U/min, hat eine SATA-6GB/s-Schnittstelle und kann auf einen 256 MB großen DRAM-Cache zurückgreifen. Weiterhin ist sie mit RV-Sensoren ausgestattet und kann somit in Verbünden von bis zu acht Laufwerken verwendet werden. Weiterhin teilt sich die SkyHawk 10 TB mit der IronWolf 10 TB (non-Pro) die niedrige Rate von 1 pro 10^15 nicht korrigierbaren Bitfehlern und das Workload-Rating von 180 TB/Jahr.

Inwiefern bei einer SkyHawk 10 TB im Vergleich z.B. zu einer IronWolf 10 TB wirklich andere Komponenten verbaut werden, können wir nicht sagen. Der maßgebliche Unterschied zwischen beiden Modellen liegt in der verwendeten Firmware. Die Firmware "ImagePerfect" der SkyHawk 10 TB ist speziell auf die Anforderungen einer Videoüberwachung ausgerichtet. Die Steuerung der SkyHawk 10 TB unterstützt die Streaming-Befehle der ATA-Spezifikation und ist auf eine hohe Schreiblast ausgerichtet. Durch diese Befehle wird die Zusammenarbeit mit einem entsprechenden Host-System optimiert und für eine hohe Performance gesorgt. Auch kann mit diesen Befehlen sichergestellt werden, dass die Speicherung von Videostreams auch im Falle von Fehlern oder kurzzeitigen Lastspitzen aufrechterhalten wird. Die SkyHawk 10TB lässt sich sowohl in kleinen NVR-Systemen einsetzen, aber auch in größeren mit bis zu acht Laufwerken.

In Sachen Performance liegt die SkyHawk 10 TB einige wenige Prozentpunkte hinter beispielsweise einer IronWolf 10 TB, aber die Unterschiede sind marginal. Insgesamt ist die Performance mit bis zu 245 MB/s im Lesen und Schreiben sehr hoch. Und auch bei der Leistungsaufnahme kann die SkyHawk 10 TB im Vergleich zu luftgekühlten Vorgängerserien mit deutlich reduzierten Werten punkten. Im Vergleich zur IronWolf scheint sie tendenziell einige Zehntel Watt mehr zu verbrauchen, aber auch hier sind die Unterschiede minimal.

Als Fazit lässt sich sagen, dass die SkyHawk 10 TB im Test überzeugen konnte. Bei den Basics macht die SkyHawk eine ebenso gute Figur wie die IronWolf 10 TB. Überhaupt könnte man sagen, dass die SkyHawk 10 TB eine auf die Anwendung in Videoüberwachungssystemen spezialisierte Version der IronWolf 10 TB ist. Für übliche Privatanwender (ohne NVR-System) ist die SkyHawk sicher wenig interessant, zumal sie preislich auch auf dem gleichen Niveau wie eine IronWolf 10TB liegt.

Positive Aspekte der Seagate "SkyHawk" ST10000VX004:

Negative Aspekte der Seagate "SkyHawk" ST10000VX004:

 

Preise und Verfügbarkeit
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