Begini Cara Kerja Hard Disk Drive (HDD) Pada Perangkat Komputer – Sering kita mendengar kata Hard Disk, yang sebenarnya merupakan kata dari Hard Disk Drive (HDD) atau juga dikenal Hard Drive (HD). Yaitu sebuah alat elektronika yang dapat menyimpan data secara permanen sekaligus memberikan informasi data yang disimpannya.
Hampir setiap komputer desktop dan server yang digunakan saat ini mengandung satu atau lebih hard-disk drive. Setiap mainframe dan superkomputer biasanya terhubung ke ratusan dari hard drive tersebut. Bahkan kita dapat menemukan perangkat jenis VCR dan camcorder yang menggunakan hard disk bukan rekaman.
Miliaran hard disk melakukan satu hal dengan baik yakni menyimpan dan mengubah informasi digital dalam bentuk yang relatif permanen. Mereka memberikan komputer kemampuan untuk mengingat hal-hal bahkan ketika listrik padam.
Ada banyak variasi hard drive, tetapi ukuran umumnya berkisar 3,5 inch dan 2,5 inch untuk komputer bentuk desktop dan laptop. Hard drive modern adalah objek yang mungkin dapat menyimpan informasi lebih dari apa yang ada di perpustakaan.
Tapi bagaimana cara kerja hard drive menyimpan begitu banyak informasi dalam ruang yang kecil?
Sejarah Hard Drive
Hard drive adalah perangkat penyimpanan data dengan sejarah panjang, dimulai dengan IBM RAMAC pada tahun 1956. Tidak seperti perangkat elektronik lainnya hari ini, hard drive adalah perangkat mekanis pada era server modern dan komputer pribadi. Lebih dari 200 perusahaan telah menghasilkan unit HDD, meskipun sebagian besar unit saat ini diproduksi oleh Seagate, Toshiba dan Western Digital.
Pendapatan disk storage di seluruh dunia adalah 32 miliar dollar AS pada 2013, turun 3% dari tahun 2012. Penurunan pendapatan itu terutama disebabkan oleh bencana banjir besar di Thailand 2011 lalu, yang merusak pabrik dan berdampak pada produksi hard disk drive untuk pasar global, menciptakan kekurangan pasokan dalam jumlah besar dan kenaikan simultan permintaan antara 2011 dan 2013.
Karakteristik utama dari HDD adalah kapasitas dan kinerja. Kapasitas ditentukan dalam awalan satuan sesuai dengan kekuatan 1000: 1-terabyte (TB) drive memiliki kapasitas 1.000 gigabyte (GB; di mana 1 gigabyte = 1 milyar byte).
Biasanya, beberapa kapasitas HDD yang tidak tersedia untuk pengguna karena digunakan oleh sistem file dan sistem operasi komputer, dan kemungkitan inbuilt redundansi untuk koreksi kesalahan dan pemulihan. Kinerja ditentukan oleh waktu yang dibutuhkan untuk menggerakkan head ke track atau silinder (rata waktu akses)terakhir kecepatan di mana data ditransmisikan (data rate).
Dua faktor bentuk yang paling umum untuk HDD modern 3,5 inci, untuk komputer desktop, dan 2,5 inci terutama untuk laptop. HDD terhubung ke sistem dengan kabel antarmuka standar seperti PATA (Paralel ATA), SATA (Serial ATA), USB atau SAS (Serial terpasang SCSI) kabel.
Pada tahun 2015, teknologi bersaing terutama untuk penyimpanan sekunder seperti memori flash dalam bentuk solid-state drive (SSD), yang memiliki kecepatan transfer data lebih tinggi, keandalan yang lebih baik, dan secara signifikan lebih rendah latensi dan waktu akses, tapi HDD tetap media yang dominan untuk penyimpanan sekunder karena keuntungan dalam harga per bit dan per-perangkat kapasitas perekaman data.
Komponen Hard Disk Drive
Perhatikan gambar berikut ini:
Sebuah hard drive memiliki beberapa bagian dasar. Ada satu atau lebih piringan mengkilap perak dimana informasi disimpan secara magnetis, ada arm mechanism yang menggerakan magnet kecil yang disebut read-write head dibagian atas piring-piring untuk merekam atau menyimpan informasi, dan ada sebuah sirkuit elektronik untuk mengontrol segala sesuatu dan bertindak sebagai penghubung antara hard drive dan seluruh bagian komputer.
- Aktuator yang menggerakan read-write arm. Dalam hard drive yang lebih tua, aktuator merupakan stepper motors. Dalam kebanyakan hard drive modern, kumparan suara digunakan sebagai gantinya. Seperti namanya, ini adalah elektromagnet sederhana, bekerja seperti kumparan bergerak yang membuat suara di pengeras suara. Mereka memposisikan read-write arm (lengan baca-tulis) lebih cepat, tepat, dan andal dari motor stepper dan kurang peka terhadap masalah seperti variasi suhu.
- Read-write arm mengayun read-write head back dan piringan magnetik.
- Spindle pusat memungkinkan piring berputar dengan kecepatan tinggi.
- Piringan magnetik merupakan pusat informasi dalam bentuk biner.
- Plug koneksi menghubungkan hard drive untuk papan sirkuit di komputer.
- Read-write head adalah magnet kecil di ujung Read-write arm.
- Papan sirkuit di bawah mengontrol aliran data dari dan ke piring.
- Konektor fleksibel membawa data dari papan sirkuit ke read-write head
Piring-piring adalah bagian yang paling penting dari hard drive. Seperti namanya, hard disk terbuat dari bahan keras seperti kaca atau aluminium, yang dilapisi dengan lapisan tipis dari logam yang dilengkapi magnet atau mengalami magnetik coating. Sebuah hard drive kecil biasanya hanya memiliki satu piring, tetapi masing-masing sisi memiliki lapisan magnetik.
Drive yang lebih besar memiliki serangkaian piring ditumpuk pada spindle pusat, dengan celah kecil di antara mereka. Piring-piring berputar sampai dengan 10.000 putaran per menit (rpm) sehingga read-write head dapat mengakses setiap bagian dari mereka. Baca artikel ini untuk mengetahui selengkapnya bagian-bagian dari Hard Disk Drive.
Hal yang paling penting tentang memori bukanlah mampu menyimpan informasi tetapi mampu menemukan data dikemudian waktu. Data disimpan dalam pola sangat tertib pada setiap piring. Bit data disusun dalam konsentris, jalur melingkar yang disebut track.
Setiap track yang dipecah menjadi area yang lebih kecil disebut sektor. Bagian dari hard drive menyimpan peta sektor yang telah digunakan dan hal lainnya yang masih belum digunakan (pada Windows, peta ini disebut Tabel Alokasi File atau FAT).
Ketika komputer ingin menyimpan informasi baru, dibutuhkan melihat peta untuk menemukan beberapa sektor yang belum digunakan. Kemudian memerintahkan read-write head bergerak melintasi piring persis di lokasi yang tepat dan menyimpan data di sana. Untuk membaca informasi tersebut, proses yang sama berjalan secara terbalik.
Mayoritas media perekaman saat ini adalah campuran berbahan Cobalt. Pada skala makro, film magnetik pada disk dijelaskan oleh prinsip loop histeresis, yang menggambarkan dua karakteristik. Pertama adalah remanence magnetisasi, yang memberitahu kita seberapa baik bit tinggal di media disk setelah ditulis, dan berapa banyak sinyal dihasilkan untuk sensor pembaca dalam merekam data. Kedua adalah koersivitas, merupakan medan magnet yang diperlukan dari penulis untuk menghapus data yang ditulis sebelumnya dan biasanya terkait dengan stabilitas data terhadap demagnetisasi.
Ada dua read-write head untuk setiap piring, satu untuk membaca yang terletak di permukaan atas dan satu untuk membaca terletak dibagian bawah, sehingga jika hard drive yang memiliki lima piring-piring akan membutuhkan sepuluh read-write head.
Read-write head yang dipasang di lengan (read-write arm) dikendalikan secara elektrik yang bergerak dari pusat drive ke tepi luar dan kembali lagi. Untuk mengurangi keausan, mereka tidak benar-benar menyentuh piring, ada lapisan cairan atau udara antara kepala dan permukaan piringan.
Dengan begitu banyaknya informasi yang tersimpan dalam sejumlah kecil ruang, hard drive adalah bagian luar biasa dari sebuah rekayasa teknologi. Membawa manfaat besar (seperti mampu menyimpan 500 CD pada sebuah iPod) tapi masih terdapat kelemahan.
Salah satunya adalah bahwa hard drive bisa salah jika terkena kotoran atau debu di dalamnya. Sepotong kecil dari debu dapat membuat read-write head bergerak naik turun, menabrak piring dan merusak bahan magnetik nya.
Hal ini dikenal sebagai disk crash (atau keruskan disk) dan dapat menyebabkan hilangnya semua informasi pada hard drive, meskipun tidak selalu demikian. Sebuah disk crash biasanya terjadi kapan saja, tanpa peringatan apapun. Itulah mengapa kita harus selalu menyimpan salinan cadangan dari dokumen penting dan file, baik pada hard drive lain, pada compact disc (CD) atau DVD, atau pada flash memory stick atau USB serta Hosting File/Data online seperti Drive atau Drop Box.
Meskipun bersifat digital, operasi hard drive didasarkan pada sinyal analog. Kode error-correcting, bersama-sama dengan skema perekaman data lain dapat meningkatkan tingkat kesalahan bit, kurang dari satu dalam 1014 bit, yang hampir tidak terlalu mencolok oleh pengguna.
Secara tradisional, hard drive menggunakan kode Reed-Solomon untuk koreksi kesalahan, tetapi dalam beberapa tahun terakhir, kode Low-Density Parity Periksa (LDPC) telah menjadi standar dalam koreksi kesalahan hard drive.
Berapa lama data yang yang disimpan dalam hard drive bertahan? Jawaban singkatnya 10 tahun. Jawaban detailnya, akan membuat kita terkejut mengetahui bahwa bit perlahan membusuk pada disk, dan tanpa penyegaran atau re-write, data akhirnya akan hilang.
Hard drive modern menderita dengan apa yang disebut superparamagnetis, yang terjadi ketika butir magnetik pada disk lebih kecil dari diameter 10 nm. Akibatnya, industri hard drive menetapkan bahwa media harus dirancang dengan sifat magnetik yang dapat menahan pembusukan data untuk 10 tahun.
Heat Assisted Magnetic Recording (HAMR) adalah kandidat utama untuk mendorong batas lebih jauh dengan mengubah bahan disk dari campuran Cobalt ke koersivitas tinggi berupa campuran Besi-Platinum, sehingga lebih tahan terhadap kerusakan termal dengan ukuran butir lebih kecil.
Namun, kelemahannya campuran dengan memiliki koersivitas tinggi tidak lagi mampu menghasilkan medan magnet yang cukup kuat untuk menulis data. Hingga HAMR saat ini masih dalam tahap penelitian dalam menyelesaikan masalah ketidakmampuan menghasilkan medan magnet untuk menulis data. (Sumber: 4muda.com)
Info ruanglab lainnya:
- Western Digital Luncurkan HDD 22 TB, Apa saja Gunanya?
- Mengetahui RPM HDD dengan Cepat
- 9 Cara Mengatasi Hardisk Eksternal Tidak Terbaca di PC dan Laptop
- Begini Cara Defrag HDD di Windows 10 Agar Komputer Kamu Lebih Cepat
- Begini Cara Cek Kesehatan Hard Disk di Windows
- Jika Harddisk Rusak Apakah Data Hilang?
