Hard Disk

Apa itu Harddisk???

Hardisk merupakan piranti penyimpanan sekunder dimana data disimpan sebagai magnetik pada piringan metal yang berputar yang terintegrasi. Atau dapat diartikan dengan cakram keras. Data disimpan dalam lingkaran konsentris yang disebut track. Tiap track dibagi dalam beberapa segment yang dikenal sebagai sector. Untuk melakukan operasi baca tulis data dari dan ke piringan, harddisk menggunakan head untuk melakukannya, yang berada disetiap piringan. Head inilah yang selanjut bergerak mencari sector-sector tertentu untuk dilakukan operasi terhadapnya. Waktu yang diperlukan untuk mencari sector disebut seek time. Setelah menemukan sector yang diinginkan, maka head akan berputar untuk mencari track. Waktu yang diperlukan untuk mencari track ini dinamakan latency. Harddisk merupakan media penyimpan yang didesain untuk dapat digunakan menyimpan data dalam kapasitas yang besar. Hal ini dilatar belakangi adanya program aplikasi yang tidak memungkinkan berada dalam 1 disket dan juga membutuhkan media penyimpan berkas yang besar misalnya database suatu instansi. Tidak hanya itu, Harddisk diharapkan juga diimbangi dari kecepatan aksesnya. Kecepatan harddisk bila dibandingkan dengan disket biasa, sangat jauh. Hal ini dikarenakan harddisk mempunyai mekanisme yang berbeda dan teknologi bahan yang tentu saja lebih baik dari pada disket biasa. Bila tanpa harddisk, dapat dibayangkan betapa banyak yang harus disediakan untuk menyimpan data kepegawaian suatu instansi atau menyimpanprogram aplikasi. Hal ini tentu saja tidak efisien. Ditambah lagi waktu pembacaannya yang sangat lambat bila menggunakan media penyimpanan disket konvensional tersebut. Jika dibuka, terlihat mata cakram keras pada ujung lengan bertuas yang menempel pada piringan yang dapat berputar Data yang disimpan dalam harddisk tidak akan hilang ketika tidak diberi tegangan listrik. Dalam sebuah harddisk, biasanya terdapat lebih dari satu piringan untuk memperbesar kapasitas data yang dapat ditampung.

Dalam perkembangannya kini harddisk secara fisik menjadi semakin tipis dan kecil namun memiliki daya tampung data yang sangat besar. haddiskkini juga tidak hanya dapat terpasang di dalam perangkat (internal) tetapi juga dapat dipasang di luar perangkat (eksternal) dengan menggunakan kabel USB ataupun FireWire

Sejarah Harddisk

Harddisk diciptakan pertama kali oleh insinyur IBM, Reynold Johnson di tahun 1956. Harddisk pertama tersebut terdiri dari 50 piringan berukuran 2 kaki (0,6 meter) dengan kecepatan rotasinya mencapai 1.200 rpm (rotation per minute) dengan kapasitas penyimpanan 4,4 MB. HDD berlabel RAMAC 305 ini mempunyai kapasitas 5 Mega Bits (MB) atau 5.000.000 bits. Artinya RAMAC 305 hanya bisa menyimpan 5 juta informasi. Pada tahun 2004, Toshiba company mengeluarkan hard disk drive berlabel HDD-0.85 inchi. Harddisk zaman sekarang sudah ada yang hanya selebar 0,6 cm dengan kapasitas 750 GB. HDD yang berukuran kurang dari 1 inchi ini mempunyai kapasitas 4 Giga Bits (GB) atau 4 milyar bits, dan menjadi HDD terkecil di dunia
Harddisk yang pada awal perkembangannya didominasi oleh perusahaan raksasa yang menjadi standard komputer yaitu IBM. Ditahun-tahun berikutnya muncul perusahaan-perusahaan lain antara lain Seagate, Quantum, Conner sampai dengan Hewlet Packard’s di tahun 1992. Pada awalnya teknologi yang digunakan untuk baca/tulis, antara head baca/tulisnya dan piringan metal penyimpannya saling menyentuh. Tetapi pada saat ini hal ini dihindari, dikarenakan kecepatan putar Harddisk saat ini yang tinggi, sentuhan pada piringan metal penyimpan justru akan merusak fisik dari piringan tersebut.

Komponen penyusun Harddisk
Secara umum, komponen-komponen pokok yang menyusun sebuah hard disk terdiri dari:

1. Platter: Piringan, biasanya dibuat dari alumunium yang dilapisi dengan bahan magenetik. Pada permukaan platter inilah data pada hard disk disimpan. Sebuah had disk bisa memiliki beberapa buah platter yang bekerja simultan.

2. Lengan pembaca: Komponen ini menyangga head yang berfungsi untuk membaca/menulis pada permukaan platter. Lengan ini dikontrol melalui sebuah mekanisme yang digerakkan oleh sebuah motor-linear. Mekanisme ini bergerak dengan kecepatan dan presisi yang sangat tinggi. Lengan pembaca pada kebanyakan hard disk saat ini mampu bergerak dari pusat hingga pinggir platter, dan kemudian kembali ke pusat sebanyak 50 kali sedetik.

3. Head baca/tulis merupakan perantara antara media fisik dengan data elektronik. Lewat head ini data ditulis ke medium fisik atau dibaca dari medium fisik. Head akan mengubah data bit menjadi pulsa magnetik dan menuliskannya ke medium fisik. Pada proses pembacaan data prosesnya merupakan kebalikannya.

Proses baca Harddisk

Saat sebuah sistem operasi mengirimkan data kepada hard drive untuk direkam, drive tersebut memproses data tersebut menggunakan sebuah formula matematikal yang kompleks yang menambahkan sebuah bit ekstra pada data tersebut.Bit tersebut tidak memakan tempat: Di kemudian hari, saat data diambil, bit ekstra tersebut memungkinkan drive untuk mendeteksi dan mengkoreksi kesalahan acak yang disebabkan oleh variasi dari medan magnet di dalam drive tersebut. Kemudian, drive tersebut menggerakkan head melalui track yang sesuai dari platter tersebut. Waktu untuk menggerakkan head tersebut dinamakan “seek time”. Saat berada di atas track yang benar, drive menunggu sampai platter berputar hingga sector yang diinginkan berada di bawah head. Jumlah waktu tersebut dinamakan “drive latency”. Semakin pendek waktu `seek` dan `latency`, semakin cepat drive tersebut menyelesaikan pekerjaannya. Saat komponen elektronik drive menentukan bahwa sebuah head berada di atas sector yang tepat untuk menulis data, drive mengirimkan pulsa elektrik pada head tersebut. Pulsa tersebut menghasilkan sebuah medan magnetik yang mengubah permukaan magnetik pada platter. Variasi yang terekam tersebut sekarang mewakili sebuah data. Membaca data memerlukan beberapa proses perekaman. Drive memposisikan bagian pembaca dari head di atas track yang sesuai, dan kemudian menunggu sector yang tepat untuk berputar di atasnya. Saat spektrum magnetik tertentu yang mewakili data Anda pada sector dan track yang tepat berada tepat di atas head pembaca, komponen elektronik drive mendeteksi perubahan kecil pada medan magnetik dan mengubahnya menjadi bit. Saat drive tersebut selesai mengecek error pada bit dan membetulkannya jika perlu, ia kemudian mengirimkan data tersebut pada sistem operasi.

Sector & Tracks

Tracks adalah bagian dari sepanjanjang keliling lingkaran dari luar sampai ke dalam.Sedangkan sector adalah bagian dari tracks.Sectors memiliki jumlah bytes yang sudah diatur. Ada ribuan sector dalam HD.

Mekanisme Kerja Harddisk

Proses baca tulis dilakukan oleh lengan harddisk dengan media Fisik magnetik. Head hardisk melakukan konversi bits ke pulse magnetik dan menyimpannya ke dalam platters, dan mengembalikan data jika proses pembacaan dilakukan Hard disk memiliki “Hard platter” yang berfungsi untuk menyimpan medan magnet.Pada dasarnya cara kerja hard disk adalah dengan menggunakan teknik perekaman medan magnet. Cara kerja teknik magnet tersebut memanfaatkan Iron oxide (FeO) atau karat dari besi, Ferric oxide (Fe2O3) atau oxida lain dari besi. 2 oxida tersebut adalah zat yang bersifat ferromagnetic , yaitu jika didekatkan ke medan magnet maka akan ditarik secara permanen oleh zat tersebut.

Fungsi Harddisk

 

• Harddisk merupakan ruang simpan utama dalam sebuah computer. Di situlah seluruh sistem operasi dan mekanisme kerja kantor dijalankan, setiap data dan informasi disimpan.
• Dalam sebongkah harddisk, terdapat berbagai macam ruangruang kecil (direktori, folder, subdirektori, subfolder), yang masing-masing dikelompokkan berdasarkan fungsi dan kegunaannya. Di situlah data-data diletakkan.
• Ruang kecil dalam harddisk bekerja dalam logika saling tergantung (interdependent). Data/informasi dalam satu ruang kadangkala diperlukan untuk menggerakkan data/ informasi yang berada di ruang lain. Ada ruang di mana data di dalamnya tidak boleh diutak-atik atau dipindahkan ke tempat lain, ada ruang di mana kita bisa membuang dan menaruh data secara bergantian sesuai kebutuhan.
• Harddisk terdiri atas beberapa komponen penting. Komponen utamanya adalah pelat (platter) yang berfungsi sebagai penyimpan data. Pelat ini adalah suatu cakram padat yang berbentuk bulat datar, kedua sisi permukaannya dilapisi dengan material khusus sehingga memiliki pola-pola magnetis. Pelat ini ditempatkan dalam suatu poros yang disebut spindle.

Prinsip Kerja Harddisk

• Spindle memiliki sebuah penggerak yang disebut spindle motor, yang berfungsi untuk memutar pelat harddisk dalam kecepatan tinggi. Perputaran ini diukur dalam satuan rotation per minute (RPM). Makin cepat putaran tiap menitnya, makin bagus kualitas harddisk tersebut. Ukuran yang lazim kita dengar adalah 5400, 7200, atau 10.000RPM.
• Sebuah peranti baca-tulis elektromagnetik yang disebut dengan heads ditempatkan pada kedua permukaan pelat. Heads berukuran kecil ini ditempatkan pada sebuah slider, sehingga heads bisa membaca data/informasi yang tersimpan pada pelat dan merekam informasi ke dalam pelat tersebut.
• Slider ini dihubungkan dengan sebuah lengan yang disebut actuator arms. Actuator arms ini sendiri dipasang mati pada poros actuator, di mana seluruh mekanisme gerakan dari actuator ini dikendalikan oleh sebuah papan pengendali (logic board) yang mengomunikasikan setiap pertukaran informasi dengan komponen komputer yang lainnya. Antara actuator dengan karena keduanya dihubungkan dengan sebuah kabel pita tipis. Kabel inilah yang menjadi jalan instruksi dari dan ke dalam pelat harddisk.
• Jumlah pelat masing-masing harddisk berbeda-beda, tergantung dari ukuran/daya tampung masing-masing pelat dan ukuran harddisk secara keseluruhan.
• Sebuah pelat harddisk pada umumnya memiliki daya tampung antara 10 atau 20gigabyte (GB). Sebuah harddisk yang berkapasitas total 40GB berarti memiliki 2 pelat, sedangkan bila berukuran 30GB, ia memiliki dua buah pelat berukuran 10 dan 20GB atau tiga buah pelat berukuran 10GB. Masing-masing pelat harddisk mampu menangani/menampung puluhan juta bit data. Data-data ini dikelompokkan ke dalam kelompok-kelompok yang lebih besar, sehingga memungkinkan pengaksesan informasi yang lebih cepat dan mudah.
• Masing-masing pelat memiliki dua buah head, satu berada di atas permukaan pelat, satunya lagi ada di bawah head. Dari sini ketahuan bahwa harddisk yang memiliki tiga buah pelat misalnya (rata-rata sebuah harddisk memang terdiri atas tiga pelat) memiliki total enam permukaan dan enam head.
• Masing-masing pelat memiliki kemampuan merekam dan menyimpan informasi dalam suatu lingkaran konsentris yang disebut track (bayangkan track ini seperti lintasan dalam suatu arena perlombaan atletik).
• Masing-masing track terbagi lagi dalam bagian-bagian yang lebih kecil yang disebut sektor (sector). Nah, setiap sektor dalam tracktrack harddisk ini mampu menampung informasi sebesar 512 bytes.
• Sektor-sektor dalam sebuah harddisk ini tidak dikelompokkan secara mandiri tetapi dikelompokkan lagi dalam sebuah gugusan yang lebih besar yang disebut cluster. Apa fungsi peng-cluster-an ini? Tak lain adalah untuk membuat mekanisme penulisan dan penyimpanan data menjadi lebih sederhana, lebih efisien, tidak berisiko salah, dan dengan demikian memperpanjang umur harddisk.
• Sekarang kita ambil contoh ketika kita tengah menjalankan sebuah program spreadsheet pada komputer kita. Ketika kita memasukkan data ke dalam program spreadsheet, di sana terjadi ribuan atau bahkan jutaan pengaksesan disk secara individual. Dengan demikian, memasukkan data berukuran 20megabyte (MB) ke dalam sektor-sektor berukuran 512 byte jelas akan memakan waktu dan menjadi tidak efisien.
• Untuk mengefisienkan pekerjaan, inilah yang dilakukan berbagai komponen dalam PC secara bahu-membahu.

Jenis Hardisk

   1. Hard Disk IDE

Biasanya, device-device seperti floppy drive, hard drive, dan CD-ROM drive dihubungkan ke komputer melalui  perangkat antarmuka Integrated Drive Electronics (IDE). IDE pada dasarnya bukanlah nama teknik untuk standar interface sebenarnya. Nama orginalnya, AT Attachment (ATA), yang berarti bahwa interface awalnya dikembangkan untuk komputer IBM AT. Hard disk IDE merupakan device penyimpanan data yang ditancapkan ke motherboard dengan interface.

 

   2. Hard Disk SATA

Serial Advanced Technology Attachment (SATA) adalah bus primer pada komputer yang didesain untuk mentransfer data antara motherboard dan media penyimpanan data, seperti hard disk dan optical drive di dalam komputer.

Keuntungan utama menggunakan hard disk SATA adalah transfer data yang lebih cepat, bisa memindahkan ataupun menambah device selama operasi (jika sistem operasinya support), kabel yang lebih tipis sehingga proses pendinginan udara dapat efisien, dan banyak keunggulan lainnya.

 

   3. Hard Disk SCSI

Small Computer System Interface (SCSI) adalah perangkat standar ANSI untuk menghubungkan device ke sistem komputer. Pada umumnya device SCSI adalah media-media penyimpanan data, seperti hard disk SCSI. Umumnya SCSI adalah teknologi paralel, tetapi banyak varian SCSI serial yang sudah beredar di pasaran, seperti Fire Ware dan Fibre Channel.

SCSI merupakan alternatif IDE (Integrated Drive Electronics) high-end. Satu buah kontroler IDE dapat mengontrol sebanyak delapan atau 16 drive. Sebagai tambahan, biasanya kabel SCSI lebih besar dan lebih panjang dari pada kabel IDE.

 

   4. Hard Disk SAS

Serial Attached SCSI (SAS) adalah teknologi transfer data yang di desain untuk memindahkan data dari dan ke media penyimpanan pada komputer seperti hard drive dan tape drive. SAS adalah serial protokol point to point yang menggantikan bus SCSI paralel yang muncul pertama kali pada pertengahan 1980-an di pusat data, dan menggunakan SCSI standar. Saat ini, SAS lebih rendah dibandingkan dengan implementasi SCSI paralel, tetapi di masa yang akan datang SAS akan digandakan hingga mencapai kecepatan 6 GB/s, sehingga memungkinkan banyak transfer data dengan kecepatan tinggi bila dibandingkan dengan yang sudah ada. Protokal SAS dikembangkan oleh komite teknik T10 International Committee For Information Technology Standards (INCITS) dan dipromosikan oleh SCSI Trade Association (SCSITA).

 

5. Hard Disk Back Planes

Backplane adalah papan sirkuit yang menghubungkan beberapa konektor secara paralel, sehingga masing-masing pin dalam tiap konektor itu dihubungkan ke pin yang sama pada konektor yang lain, dan menjadi bus. Sistem komputer yang menggunakan pendekatan seperti ini disebut dengan bus S-100 karena memiliki 100 pin. Pada sistem dengan kabel, kabel harus dibengkokan saat ingin menambah atau mengurangi kartu dalam sistem, dan pembengkokan ini dapat menyebabkan kerusakan mekanis. Namun, backplane tidak terpengaruh dengan hal lain, sehingga backplane memiliki lifetime yang lebih lama. Sebagai contoh, konektor DIN 41612 yang digunakan pada sistem VMEbus dapat bertahan selama 50 sampai 500 pemasangan dan pencabutan (atau disebut juga dengan maiting cycles), tergantung pada kualitasnya.

Backplane dapat digunakan tanpa menggunakan single board komputer untuk menyederhanakan penambahan daya pada kartu plug-in. Sebagai tambahan, banyak kabel ekspansi bus yang membuat bus komputer menjadi backplane eksternal, biasanya terletak pada enclosure, untuk membedakan slot-slot pada komputer itu. Perangkat kabel ini memiliki transmitter pada komputer, papan ekspansi pada backplane jarak jauh, dan kabel diantara keduanya. Kabel ekspansi bus tidak membutuhkan single board komputer pada bus untuk mengontrol kartu I/O yang disebabkan oleh ekspansi listrik.