Pengertian, Fungsi, dan Cara Kerja Harddisk

Pengertian Hard Disk

Hard disk adalah media penyimpanan data permanen, jadi data tidak hilang meskipun listrik sudah dimatikan. Hard disk berisi cakram magnetik yang mampu menyimpan data. Hard disk ditemukan pertama kali oleh Reynold Johnson di tahun 1956. Hard disk pertama berukuran 4.4 MB.

Satuan data hard disk dinyatakan dalam Byte (B) dan satuan transfer data hard disk dinyatakan dalam bit (b). Sekarang ukuran hard disk sudah mencapai 500GB bahkan 1000 GB (1 Terra Byte), sehingga menyimpan data menjadi lebih leluasa.

Beberapa pabrik pembuat hard disk yang terkenal yaitu Seagate, Maxtor, West Digital, Quantum, Samsung.

Cara Kerja Hard Disk

Spindle memiliki sebuah penggerak yang disebut spindle motor, yang berfungsi untuk memutar pelat hard disk dalam kecepatan tinggi. Perputaran ini diukur dalam satuan rotation per minute (RPM). Makin cepat putaran tiap menitnya, makin bagus kualitas hard disk 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 hard disk.

Jumlah pelat masing-masing hard disk berbeda-beda, tergantung dari ukuran/daya tampung masing-masing pelat dan ukuran hard disk secara keseluruhan.

Sebuah pelat hard disk pada umumnya memiliki daya tampung antara 10 atau 20gigabyte (GB). Sebuah hard disk 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 hard disk 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 hard disk yang memiliki tiga buah pelat misalnya (rata-rata sebuah hard disk 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 hard disk ini mampu menampung informasi sebesar 512 bytes.

Sektor-sektor dalam sebuah hard disk 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 hard disk.

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.

Fungsi Hard Disk

Hard disk merupakan ruang simpan utama dalam sebuah computer. Di situlah seluruh sistem operasi dan mekanisme kerja kantor dijalankan, setiap data dan informasi disimpan.

Dalam sebongkah hard disk, 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 hard disk 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.

Hard disk 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.

Komponen Hard Disk

1. Spindle

Hard disk terdiri dari spindle yang menjadi pusat putaran dari keping-keping cakram magnetik penyimpan data. Spindle ini berputar dengan cepat, oleh karena itu harus menggunakan high quality bearing.

Dahulu hard disk menggunakan ball bearing namun kini hard disk sudah menggunakan fluid bearing. Dengan fluid bearing maka gaya friksi dan tingkat kebisingan dapat diminimalisir. Spindle ini yang menentukan putaran hard disk. Semakin cepat putaran rpm hard disk maka semakin cepat transfer datanya.

2. Cakram Magnetik (Magnetic Disk)

Pada cakram magnetik inilah dilakukan penyimpanan data pada hard disk. Cakram magnetik berbentuk plat tipis dengan bentuk seperti CD-R. Dalam hard disk terdapat beberapa cakram magnetik.

Hard disk yang pertama kali dibuat, terdiri dari 50 piringan cakram magnetik dengan ukuran 0.6 meter dan berputar dengan kecepatan 1.200 rpm. Saat ini kecepatan putaran hard disk sudah mencapai 10.000rpm dengan transfer data mencapai 3.0 Gbps.

3. Read-write Head

Read-write Head adalah pengambil data dari cakram magnetik. Head ini melayang dengan jarak yang tipis dengan cakram magnetik. Dahulu head bersentuhan langsung dengan cakram magnetik sehingga mengakibatkan keausan pada permukaan karena gesekan. Kini antara head dan cakram magnetik sudah diberi jarak sehingga umur hard disk lebih lama.

Read-write head terbuat bahan yang terus mengalami perkembangan, mulai dari Ferrite head, MIG (Metal-In-Gap) head, TF (Thin Film) Head, (Anisotropic) Magnetoresistive (MR/AMR) Heads, GMR (Giant Magnetoresistive) Heads dan sekarang yang digunakan adalah CMR (Colossal Magnetoresistive) Heads.

4. Enclosure

Enclosure adalah lapisan luar pembungkus hard disk. Enclosure berfungsi melindungi semua bagian dalam hard disk agar tidak terkena debu, kelembaban dan hal lain yang dapat mengakibatkan kerusakan data.

Dalam enclosure terdapat breath filter yang membuat hard disk tidak kedap udara, hal ini bertujuan untuk membuang panas yang ada didalam hard disk karena proses putaran spindle dan pembacaan Read-write head.

5. Interfacing Module

Interfacing modul berupa seperangkat rangkaian elektronik yang mengendalikan kerja bagian dalam hard disk, memproses data dari head dan menghasilkan data yang siap dibaca oleh proses selanjutnya. Interfacing modul yang dahulu banyak dipakai adalah sistem IDE (Integrated Drive Electronics) dengan sistem ATA yang mempunyai koneksi 40 pin.

Teknologi terbaru dari interfacing module adalah teknologi Serial ATA (SATA). Dengan SATA maka satu hard disk ditangani oleh satu bus tersendiri didalam chipset, sehingga penanganannya menjadi lebih cepat dan efisien. hard disk SATA sekarang perlahan sudah menggantikan hard disk ATA yang makin lama mulai hilang dari pasaran.

Teknologi Hard Disk

1. RAID (Redudancy Array of Independent Disk)

RAID adalah teknologi penggabungan beberapa hard disk yang oleh sebuah operating system komputer dianggap menjadi satu hard disk. Konsep ini pertama kali didefinisikan oleh David A. Patterson, Garth A. Gibson dan Randy Katz dari University of California, Berkeley pada tahun 1987.

Keuntungan RAID adalah peningkatan kecepatan akses pada hard disk. Dengan menggantikan hard disk besar dengan beberapa hard disk kecil maka dimungkinkan pembacaan data secara paralel pada masing-masing hard disk. RAID diibatatkan sebuah database hard disk yang menghasilkan data secara paralel sesuai dengan indeks pengalamatan hard disk.

2. S.M.A.R.T (Self Monitoring, Analysis and Reporting Technology)

SMART adalah teknologi monitoring kinerja hard disk. Dengan SMART maka hard disk mampu mendeteksi adanya error dan melaporkan error ini kepada sistem. SMART paertama kali dipelopori oleh COMPAQ, namun kini hampir semua menggunakan teknologi SMART.

Keuntungan penggunaan SMART adalah adanya peringatan dini terhadap ketidak normalan yang terjadi pada hard disk sehingga pengguna dapat melakukan tindakan preventif seperti memback-up data.