Teknologi Disk

Pertemuan 4   Teknologi Disk

Pengertian Harddisk 

Hard Disk adalah suatu device atau komponen pada komputer yang berfungsi sebagai media penyimpanan data (storage) dan juga termasuk dalam salah satu memory eksternal dari sebuah komputer.

Harddisk merupakan piranti penyimpanan sekunder dimana data disimpan sebagai pulsa magnetik pada piringan metal yang berputar yang terintegrasi. 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 menyimpan program aplikasi. Hal ini tentu saja tidak efisien. Ditambah lagi waktu pembacaannya yang sangat lambat bila menggunakan media penyimpanan disket konvensional tersebut.

Sejarah Perkembangan Harddisk
Sejarah Perkembangan Harddisk - Harddisk 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.

Jenis-jenis Harddisk  

1. IDE

Jenis Hard Disk - IDE (Integrated Drive Electronics) merupakan standar interface antara bus data motherboardkomputer dengan disk storage. IDE interface di buat berdasarkan IBM PC Industry Standard Architecture (ISA) 16-bit bus. Interface dari IDE adalah interface untuk storage devices yang dapat teringrasi untuk disk atau CD-ROM drive. Walaupun IDE merupakan teknologi yang umum, kebanyakan orang menggunakan istilah IDE untuk merujuk pada spesifikasi ATA. Sedangkan AHCI (Advance Host Controller Interface) merupakan mekanisme hardware yang membolehkan software untuk berkomunikasi dengan SATA seperti host bus adapter yang didesain untuk hot-plugin dan native command queuing(NCQ) yang dapat menaikan kemampuan komputer/sistem/ harddisk terutama dalam lingkungan multi tasking dengan cara membolehkan drive untuk menjalankan perintah baca tulis yang dikirim secara acak dengan tujuan untuk optimalisasi perpindahan head pada proses pembacaan. AHCI telah di dukung oleh berbagai sistem operasi seperti Windows Vista dan Linux kernel 2.6.19.

2. ATA

Kebanyakan type drive yang digunakan oleh para pengguna komputer adalah tipe ATA (dikenal dengan IDE drive). Tipe ATA di buat berdasarkan standart tahun 1986 dengan menggunakan 16 bit paralel dan terus berkembang dengan penambahan kecepatan transfer dan ukuran sebuah disk. Standart terakhir adalah ATA-7 yang dikenalkan pertama kali pada tahun 2001 oleh komite T13(komite yang bertanggung jawab menentukan standart ATA). Tipe ATA-7 memiliki data transfer sebesar 133 MB/sec. kemudian selama tahun 2000 ditentukan standar untuk paralel ATA yang memiliki data rate sebesar 133 MB/sec, tapi paralel ATA terdapat banyak masalah hal singnal timin, EMI(electromognetic interference) dan intergitas data. Kemudian para industri berusaha menyelesaikan masalah yang di timbulkan oleh paralel ATA dan di buat standar baru yang di sebut Serial ATA (SATA)

ATA (Advanced Technology Attachment) menggunakan 16 bit paralel digunakan untuk mengontrol peralatan komputer, dan telah di pakai selama 18 tahun lebih sebagai standar. Perbedaan SATA dan ATA yang paling mudah adalah kabel data dan power yang berbeda.

Standar ATA, seperti 200GB Western Digital Model, mempunyai dua inch kabel ribbon dengan 40 pin koneksi data dan membutuhkan 5V untuk setiap pin dari 4 pin connection. Sedangkan SATA seperti 120 GB western Digital Model mempunyai lebar setengah inci, 7 connector data connection sehingga lebih tipis dan mudah untuk mengatur kebel datanya. Kabel data SATA mempunyai panjang maksimal 1 meter (39.37 inci) lebih panjang dari ATA yang hanya 18 inci.

3. SATA

Jenis Hard Disk - SATA dengan 15 pin kabel power dengan 250 mV, tampaknya memerlukan daya lebih banyak di bandingkan dengan 4 pin ATA, tapi dalam kenyataanya sama saja. Dan kemampuan SATA yang paling bagus adalah tercapainya maximum bandwith yang mungkin yaitu sebesar 150 MB/sec

Keuntungan lainya dari SATA adalah SATA di buat dengan kemampuan hot-swap sehinga dapat mematikan dan menyalakan tanpa melakukan shut down pada sistem komputer.

Sedangkan dalam harga, drive SATA lebih mahal sedikit di bandingkan drive ATA , kesimpulanya SATA lebih memiliki keuntungan dibandingkan ATA dalam connector, tenaga, dan yang paling penting performanya. Sekarang standar ATA telah mulai di tinggalkan dan produsen memilih standart SATA.

4. SCSI

  SCSI (Small Computer System Interface) dibaca “skasi” adalah standar yang dibuat untuk keperluan transfer data antara komputer dan periferal lainnya. Standar SCSI mendefinisikan perintah-perintah, protokol dan antarmuka elektrik dan optik yang diperlukan. SCSI menawarkan kecepatan transfer data yang paling tinggi di antara standar yang lainnya.

Penggunaan SCSI paling banyak terdapat di hard disk dan tape drive. Namun, SCSI juga terdapat pada scanner, printer, dan peranti optik (DVD, CD, dan lainnya). Standar SCSI digolongkan sebagai standar yang device independent sehingga secara teoritis SCSI bisa dite­rapkan di semua tipe hardware. 
Berdasarkan tingkat kecepatan putarannya, hard disk jenis IDE memiliki kecepatan putaran 5.400 rpm dan 7.200 rpm. Sedangkan hard disk SCSI mampu berputar antara 10.000 s.d. 12.000 rpm.

Tingkat kecepatan putaran piringan hard disk diukur dalam satuan RPM (rotation per minute/putaran per menit). Semakin cepat putaran hard disk, maka jumlah data yang dapat dibaca oleh head semakin banyak. Demikian pula sebaliknya.

Beberapa merek hard disk yang banyak digunakan, antara lain Western Digital (WDC), Quantum, Seagate, Maxtor, Samsung, IBM, Toshiba, dan Hitachi.

HDD SSD

SSD  adalah singkatan dari “ Solid State Disk” . Hardisk tipe ini termasuk dalam kategori HDD dengan teknologi paling advanced atau terdepan jika dibandingkan dengan 3 hardisk yang telah kita bahas sebelumnya.

Umumnya, sebagai media penyimpanan data, hardisk memiliki bagian mekanik di dalamnya. Tapi SSD menggunakan teknologi seperti yang digunakan pada USB atau “ Universal Serial Bus” yaitu out-put dan in-put  interface ( antarmuka)  yang lebih cepat daripada system port serial yang digunakan oleh HDD konvensional

HDD SSD digagas oleh pabrikan computer terkenal Intel berkolaborasi dengan pabrikan  USB terkenal Kingston dari Taiwan untuk memasarkan produknya. Kerja sama antara 2 pabrikan terkenal itu terbukti mampu mendongkrak popularitas pemasan SSD.

Banyak pabrikan lain yang namanya cukup familiar di kancah industri perangkat komputer ikut termotivasi untuk mengadaptasi teknologi yang digunakan SSD . Nama-nama itu seperti Seagate,Toshiba, Sandisk, Samsung dan Imatio. Dapat dipastikan untuk ke depannya, media penyimpanan data seperti hardisk akan mulai ditinggalkan dan akan beralih ke metode SSD.

Kelebihan SSD dibandingkan dengan HDD konvensional

1.    Loading start up  yang relative lebih cepat berdampak juga pada kecepatan pengaksesan dan  pencarian data.

2.    Dengan  komponen yang statis, membuat pengoperasian SSD tidak bising. Sementara di HDD lain yang masih mengunakan komponen bergerak di dalamnya, akan menghadirkan suara-suara ( noise) pada saat pengoperasiannya. Dan kelebihan lainnya, lebih stabil terhadap guncangan dan temperatur tinggi

3.    SSD lebih hemat energi. Meski HDD jenis ini berbasis DRAM yang sejatinya membutuhkan daya listrik tinggi , tapi bila dibandingkan dengan HDD konvensional masih lebih hemat lagi.

4.    Dengan kapasitas storage atau penyimpan data yang sama dengan HDD konvensional, SSD dapat tampil dengan “body” yang lebih ramping, ringan, mudah dibawa ( portable).

5.    Kemampuan SSD dalam menyimpan data meski tidak adanya catu daya, membuka kemungkinan kedepannya untuk “mengawinkannya” dengan teknologi Memory Transistor (Memristor) seperti pada televisi. Bukan hal yang mustahil jika nantinya untuk mengoperasikan komputer seperti layaknya kita menyalakan televisi.  Hingga tidak ada lagi istilah shut-down, star-up, blue screen , hang dan istilah-istilah lain yang  terjadi di penggunaan HDD konvensional.

4. Harddisk SSD

Jenis Hard Disk - Seperti yang kita ketahui bahwa Harddisk yang selama ini kita gunakan sebagai media penyimpanan masih mempunyai bagian mekanik didalamnya, sedangkan media SSD (Solid State Disk) sudah menggunakan teknologi seperti USB Drive atau memori komputer. Bila Anda perhatikan bahwa media seperti USB Drive ini tidak memiliki bagian yang bergerak.

Intel menggandeng pabrikan asal Taiwan yaitu Kingston untuk memasarkan SSD Intel sehingga kehadiran kedua nama tersebut menjadikan pasar SSD makin bertambah. Nama yang sudah tidak asing lagi di dunia SSD adalah Sandisk, Samsung, Imation, Toshiba dan bahkan Seagate pun akan merambah juga ke pasar SSD ini. Memang kedepannya media penyimpanan akan lebih mengarah ke SSD karena memiliki banyak keunggulan dibandingkan media penyimpanan saat ini seperti Harddisk.

Bagian-Bagian Harddisk :

Inilah beberapa bagian-bagian penting dari Hardisk :

1.    Platter

Berbentuk sebuah Pelat atau piringan yang berfungsi sebagai penyimpan data.Berbentuk bulat,merupakan cakram padat,memiliki pola-pola magnetis pada pada sisi-sisi permukaanya.Platter terbuat dari metal yang mengandung jutaan magnet-magnet kecil yang disebut dengan magnetic domain.Domain-domain ini diatur dalam satu atau dua arah untuk mewakili binary “1” dan “0”

Dalam piringan tersebut terdiri dari beberapa track, dan beberapa sector, dimana track dan sctor ini adalah tempat penyimpanan data serta file system. Misalnya hardisk kita berkapasitas 40 GB, bila di format kapasitasnya tidak sampai 40 Gb. karena harus ada trac dan sector yang dipakai untuk menyimpan ID pengenal dari formating hardisk tersebut.

Jumlah pelat dari masing-masing harddisk berbeda-beda,tergantung pada teknologi yang digunakan dan kapasitas yang dimiliki tiap harddisk.Untuk harddisk-harddisk keluaran terbaru,biasanya sebuah plat memiliki daya tampung 10 sampai 20 Gigabyte.Contohnya sebuah Harddisk berkapasitas 40 Gigabyte,biasanya terdiri dari dua buah plat yang masing-masing berkapasitas 20 Gigabyte.

2.    Spindle

Spindle merupakan suatu poros tempat meletakan platter.Poros ini memiliki sebuah penggerak yang berfungsi untuk memutar pelat harddisk yang disebut dengan spindle motor.Spimdle inilah yang berperan ikut dalam menentukan kualitas harddisk karena makin cepat putaranya,berarti makin bagus kualitas harddisknya.Satuan untuk mengukur perputaran adalah Rotation Per Minutes atau biasa disebut RPM.Ukuran yang sering kita dengar untuk kecepatan perputaran ini antara lain 5400 RPM,7200 RPM atau 10000 RPM.

3.    Head

Piranti ini berfungsi untuk membaca data pada permukaan pelat dan merekam informasi ke dalamnya.Setiap pelat harddisk memiliki dua buah head.Satu di atas permukaan dan satunya lagi dibawah permukaan.

Head ini berupa piranti yang elektromagnetik yang ditempatkan pada permukaan pelat dan menempel pada sebuah slider.Slider melekat pada sebuah tangkai yang melekat pada actuator arms.Actuator arms dipasang mati pada poros actuator oleh suatu papan yang disebut dengan logic board.

Oleh karena itu pada saat hardisk bekerja tidak boleh ada guncangan atau getaran, karena head dapat menggesek piringan hardisk sehingga akan mengakibatkan Bad Sector, dan juga dapat menimbulkan kerusakan Head Harddisk sehingga hardisk tidak dapat lagi membaca Track dan Sector dari Hardisk.

4.    Logic Board

Logic Board merupakan papan pengoperasian pada hardisk, dimana pada logic Board terdapat Bios Hardisk sehingga hardisk pada saat dihubungkan ke Mother Board secara otomatis mengenal hardisk tersebut, seperti Maxtor, Seagete dll. selain tempat Bios hardisk Logic Board juga tempat switch atau pendistribusian Power Supply dan data dari Head Hardisk ke mother Board untuk ki kontrol oleh Processor.

5.    Actual Axis

Adalah poros untuk menjadi pegangan atau sebagai tangan robot agar Head dapat membaca sctor dari hardisk.

6.    Ribbon Cable

Ribbon cable adalah penghubung antara Head dengan Logic Board, dimana setiap dokumen atau data yang di baca oleh Head akan di kirim ke Logic Board untuk selanjutnya di kirim ke Mother Board agar Processor dapat memproses data tersebut sesuai dengan input yang di terima.

7.    IDE Conector

Adalah kabel penghubung antara hardisk dengan matherboard untuk mengirim atau menerima data.
Sekarang ini hardisk rata-rata sudah menggunakan system SATA sehingga tidak memerlukan kabel Pita (Cable IDE)

8.    Setting Jumper

Setiap hardis memiliki setting jumper, fungsinya untuk menentukan kedudukan hardisk tersebut.

Bila pada komputer kita dipasang 2 buah hardisk, maka dengan menyeting Setting Jumper kita bisa menentukan mana hardisk Primer dan mana Hardisk Sekunder yang biasanya disebut Master dan Slave.

Master adalah hardisk utama tempat system di instal, sedangkan Slave adalah hardisk ke dua biasanya dibutuhkan untuk tempat penyimpanan dokumen dan data. Bila Jumper settingnya tidak di set, maka hardisk tersebut tidak akan bekerja.

9.    Power Conector

Adalah sumber arus yang langsung dari power supply. Power supply pada hardisk ada dua bagian :

Tegangan 12 Volt, berfungsi untuk menggerakkan mekanik seperti piringan dan Head.

Tegangan 5 Volt, berfungsi untuk mesupply daya pada Logic Board agar dapat bekerja mengirim dan menerima data.

• Bios

Bios berfungsi untuk menyimpan konfigurasi dasar dari para meter hard disk seperti: kapasitas, speed (dalam satuan rpm), landing Zone, jumlah sector, jumlah cylinder.

• Disk controller

Disk controller yang berfungsi mengontrol tiap-tiap elemen-elemen yang terdapat di dalam harddisk, dan juga sebagai bridge atau penghubung antara suatu elemen dengan elemen yang lain yang terdapat di dalam harddisk, serta mengatur keluar masuknya setiap data atau program mulai dari hard disk sampai ke i/o peripheral atau sebaliknya.

• Cache buffer 

Cache buffer berfungsi sebagai media penyimpanan sementara untuk data atau program yang akan atau telah di proses oleh hardisk controller.

• Preamp head

Preamp head berfungsi untuk memperkuat sinyal konversi yang sudah di hasilkan oleh head pada saat membaca dan menulis pemukaan platter.

• Spindle Motor Controller

Spindle motor berfungsi mengontrol speed atau jumlah putaran dari spindle motor (dalam satuan rpm = rotation per minutes). Speed yang baik dari putaran spindle motor akan membuat head mengambang di atas permukaan platter, sehingga head tidak akan menggores platter pada saat sedang membaca atau menulis platter.

• Servo Motor controller

Sedangkan servi motor berfungsi mengontrol posisi peletakan head kepermukaan platter pada saat baca tulis data atau program,termasuk juga landing zone.

• I/O Controller 

I/O controller berfungsi mengontrol semua instruksi yang akan di kirim atau di terima oleh harddisk controller, apakah instruksi tersebut dapat langsung diproses, dibatalkan atau menunggu giliran sampai instruksi yang sebelumnya telah selesai diproses.

 TEKNOLOGI HARDDISK

 1.Shock Protection System (SPS)

 2.Self-Monitoring Analysis and Reporting (SMART)

 3.Solid State Disk (SSD)dan SSHD

 4.Magnetore-sistive(MR) 

5.Partial Response Maximum Likelihood (PRML) 

6.Hot Swap

 7.Plug and Play ATA

 8.Environment Protection Agency (EPA) 

9.Error Correction Code (ECC) 

10.Auto Transfer