Bagian-bagian Harddisk dan cara kerjanya

Harddisk adalah media penyimpanan data permanen, jadi data tidak hilang meskipun listrik sudah dimatikan. Harddisk berisi cakram magnetik yang mampu menyimpan data. Ukuran harddisk dinyatakan dalam Byte (B), contoh: 160GB (160 milyar byte). Harddisk ditemukan  pertama kali oleh Reynold Johnson di tahun 1956. Harddisk pertama berukuran 4.4 MB.

Bagian bagian Harddisk

1. Spindle

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

2. Cakram Magnetik (Magnetic Disk)

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

Harddisk 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 harddisk 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 harddisk 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 harddisk. Enclosure berfungsi melindungi semua bagian dalam harddisk agar tidak terkena debu, kelembaban dan hal lain yang dapat mengakibatkan kerusakan data.

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

5. Interfacing Module

Interfacing modul berupa seperangkat rangkaian elektronik yang mengendalikan kerja bagian dalam harddisk, 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 harddisk ditangani oleh satu bus tersendiri didalam chipset, sehingga penanganannya menjadi lebih cepat dan efisien. Harddisk SATA sekarang perlahan sudah menggantikan harddisk ATA yang makin lama mulai hilang dari pasaran.

• Satuan Data Harddisk

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

Mengapa pada properti ukuran harddisk tidak sama dengan kapasitas harddisk ?

Perlu diketahui bahwa 1 KB= 1024 B jadi bukan 1000B, jadi 1GB bukan 1.000.000.000B melainkan 1.073.741.824B.

Beberapa pabrik pembuat harddisk yang terkenal

1. Seagate
2. Maxtor
3. West Digital
4. Quantum
5. Samsung

• Teknologi Harddisk

1. RAID (Redudancy Array of Independent Disk)

RAID adalah teknologi penggabungan beberapa harddisk yang oleh sebuah operating system komputer dianggap menjadi satu harddisk. 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 harddisk. Dengan menggantikan harddisk besar dengan beberapa harddisk kecil maka dimungkinkan pembacaan data secara paralel pada masing-masing harddisk. RAID diibatatkan sebuah database harddisk yang menghasilkan data secara paralel sesuai dengan indeks pengalamatan harddisk.

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

SMART adalah teknologi monitoring kinerja harddisk. Dengan SMART maka harddisk 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 harddisk sehingga pengguna dapat melakukan tindakan preventif seperti memback-up data.

Dilakukan pengaksesan terhadap harddisk untuk melihat dan menentukan di lokasi sebelah mana informasi yang dibutuhkan ada di dalam ruang harddisk.

Pada proses ini, aplikasi yang kita jalankan, Sistem operasi, sistem BIOS, dan juga driver-driver khusus (tergantung pada aplikasi yang kita jalankan) bekerja bersama-sama, untuk menentukan bagian mana dari harddisk yang harus dibaca.

• Langkah Kedua

Harddisk akan bekerja dan memberikan informasi di mana data/informasi yang dibutuhkan tersedia, sampai kemudian menyatakan, “Informasi yang ada di track sekian sektor sekianlah yang kita butuhkan.” Nah pola penyajian informasi yang diberikan oleh harddisk sendiri biasanya mengikuti pola geometris.

Yang dimaksud dengan pola geometris di sini adalah sebuah pola penyajian informasi yang menggunakan istilah silinder, track, dan sector. Ketika informasi ditemukan, akan ada permintaan supaya mengirimkan informasi tersebut melalui interface harddisk untuk memberikan alamat yang tepat (sektor berapa, track berapa, silinder mana) dan setelah itu informasi/data pada sector tersebut siap dibaca.

• Langkah Ketiga

Pengendali program yang ada pada harddisk akan mengecek untuk memastikan apakah informasi yang diminta sudah tersedia pada internal buffer yang dimiliki oleh harddisk (biasanya disebut cache atau buffer).

Bila sudah oke, pengendali ini akan menyuplai informasi tersebut secara langsung, tanpa harus melihat lagi ke permukaan pelat itu karena seluruh informasi yang dibutuhkan sudah dihidangkan di dalam buffer.

Dalam banyak kejadian, harddisk pada umumnya tetap berputar ketika proses di atas berlangsung. Namun ada kalanya juga tidak, lantaran manajemen power pada harddisk memerintahkan kepada disk untuk tidak berputar dalam rangka penghematan energi. Papan pengendali yang ada di dalam harddisk menerjemahkan instruksi tentang alamat data yang diminta dan selama proses itu berlangsung, ia akan senantiasa siaga untuk memastikan pada silinder dan track mana informasi yang dibutuhkan itu tersimpan.

Nah, papan pengendali ini pulalah yang kemudian meminta actuator untuk menggerakkan head menuju ke lokasi yang dimaksud. Ketika head sudah berada pada lokasi yang tepat, pengendali akan mengaktifkan head tersebut untuk melakukan proses pembacaan. Mulailah head membaca track demi track untuk mencari sektor yang diminta. Proses inilah yang memakan waktu, sampai kemudian head menemukan sektor yang tepat dan kemudian siap membacakan data/informasi yang terkandung di dalamnya.

• Langkah Terakhir

Papan pengendali akan mengkoordinasikan aliran informasi dari harddisk menuju ke ruang simpan sementara (buffer, cache). Informasi ini kemudian dikirimkan melalui interface harddisk menuju sistem memori utama untuk kemudian dieksekusi sesuai dengan aplikasi atau perintah yang kita jalankan.