Penjelasan hardisk lengkap dan contoh makalah terbaru 2017

Baca Juga

HARDDISK

       A.   Tehnologi Harddisk

Hardisk 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.

a.    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.  

Gambar 1 : Evolusi Teknologi Hardisk Menurut IBM

Dari gambar tersebut dapat dilihat dari tahun 1984 sampai dengan 2006 mendatang, perkembangan teknologi penyimpanan data berkembang cepat. Mulai dari ukuran mikro untuk penggunaan laptop sampai ukuran normal untuk penggunaan PC Desktop.  

b.    Trend Perkembangan HardDisk

 Trend perkembangan harddisk dapat kita amati dari beberapa karakteristik berikut :  

1)      Kerapatan Data/Teknologi Bahan

Merupakan ukuran teknologi bahan yang digunakan seberapa besar bit data yang mampu disimpan dalam satu satuan persegi. Dalam hal kerapatan data dari awal sampai sekarang terjadi evolusi yang sangat kontras. Pada awal perkembangannya kerapannya sekitar 0.004 Gbits/in² tetapi pada tahun 1999 labortorium IBM sudah ada sekitar 35.3 Gbits/in². Tetapi menurut http://www.bizspaceinfotech.com akan diperkenalkan apa yang dinamakan TerraBit density. Harddisk pada awal perkembangannya, bahan yang digunakan sebagai media penyimpan adalah iron oxide. Tetapi sekarang banyak digunakan media thin film. Media ini merupakan media yang lebih banyak menyimpan data dari pada iron oxide pada luasan yang sama dan juga sifatnya yang lebih awet.  

2)      Struktur head baca/tulis

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.

   

Gambar 2 Desain karakteristik kebanyakan head baca/tulis  

Proses baca tulis data merupakan hal yang sangat penting, oleh karena itu mekanismenya juga perlu diperhatikan. Dalam pendahuluan sebelumnya terdapat perbedaan letak fisik head dalam operasinya. Dulu head bersentuhan fisik dengan metal penyimpan. Kini antara head dan metal penyimpan sudah diberi jarak. Bila head bersentuhan dengan metal penyimpan, hal ini akan menyebabkan kerusakan permanen fisik, head yang aus, tentu saja panas akibat gesekan. Apalagi teknologi sekarang kecepatan putar harddisk sudah sangat cepat. Selain itu teknologi head harddiskpun juga mengalami evolusi.  Evolusi head baca/tulis harddisk : Ferrite head, Metal-In-Gap (MIG) head, Thin Film (TF) Head, (Anisotropic) Magnetoresistive (MR/AMR) Heads, Giant Magnetoresistive (GMR) Heads dan sekarang yang digunakan adalah Colossal Magnetoresistive (CMR) Heads. Ferrite head, merupakan teknologi head yang paling kuno, terbuat dari inti besi yang berbentuk huruf U dan dibungkus oleh lilitan elektromagnetis. Teknologi ini diimplementasikan pada pertengahan tahun 1980 pada harddisk Seagate ST-251. Kebanyakan terdapat pada harddisk yang ukurannya kurang dari 50MB. Metal-In-Gap (MIG), merupakan penyempurnaan dari head Ferrite. Biasanya digunakan pada harddisk yang ukurannya 50MB sampai dengan 100MB. Thin Film (TF) heads, berbeda jauh dengan jenis head sebelumnya. Head ini dibuat dengan proses photolothografi seperti yang digunakan pada pembuatan prosessor.  (Anisotropic) Magnetoresistive (MR/AMR) Heads, head ini digunakan untuk membaca saja. Untuk penulisannya digunakan head jenis Thin Film. Diimplementasikan pada harddisk ukuran 1GB sampai dengan 30GB. Giant Magnetoresistive (GMR) Heads, merupakan penemuan dari peneliti Eropa Peter Gruenberg and Albert Fert. Digunakan pada harddisk ukuran besar seperti 75GB dan kerapatan tinggi sekitar 10 Gbits/in² sampai dengan 15 Gbits/in². Karena teknologi Giant Magnetoresistive (GMR) mulai ditarik dari pasaran, sebagai penggantinya adalah Colossal Magnetoresistive (CMR).

3)       Kecepatan Putar Disk

Kecepatan putar pada jaman awal sekitar 3600RPM. Dengan semakin berkembangnya teknologi, kecepatan putar ditingkatkan menjadi 4500RPM dan 5400RPM. Karena kebutuhan media penyimpan yang mempunyai kemampuan tinggi dibuatlah dengan kecepatan 7200RPM yang digunakan pada harddisk SCSI.

Berikut tabel kecepatan harddisk yang diaplikasikan pada berbagai jenis interface yang berberda :

4)       Kapasitas

Kapasitas harddisk pada saat ini sudah mencapai orde ratusan GB. Hal ini dikarenakan teknologi bahan yang semakin baik, kerapatan data yang semakin tinggi. Teknologi dari Western Digital saat ini telah mampu membuat harddisk 200GB dengan kecepatan 7200RPM. Sedangkan Maxtor dengan Maxtor MaxLine II-nya yaitu harddisk berukuran 300GB dengan kecepatan 5400RPM. Beriringan dengan transisi ke ukuran harddisk yang lebih kecil dan kapasitas yang semakin besar terjadi penurunan dramatik dalam harga per megabyte penyimpanan, membuat hardisk kapasitas besar tercapai harganya oleh para pemakai komputer biasa.   

           Gambar 3 Sistem kontrol head

  Pada tiap piringan penyimpan terdapat satu head. Untuk menjangkau tengah pinggir piringan digunakan sliders sebagai perantaranya.

c.    Teknologi Harddisk masadepan

Harddisk dimasa mendatang salah satunya dititik beratkan pada kecepatan akses dan kapasitasnya. Hal ini dapat dilakukan dengan mereduksi komponen mekanis dari fisik harddisknya. Komponen mekanis yang tidak mampu bekerja pada frekuensi tinggi digeser dengan komponen yang bersifat elektris yang mampu bekerja dalam orde MHz bahkan GHz.

Dapat dilihat saat ini sudah dirilis berbagai macam media penyimpan elektronis dalam bentuk kecil. Misalnya USB Drive dan MultiMedia Card. Bila nantinya teknologi ini diterapkan dan dapat harganya terjangkau, kemampuan komputer dari sisi kecepatan akses baca/tulis media penyimpan akan meningkat pesat. Otomatis kemampuan PC Server untuk melayani request dari client akan meningkat.

Berikut Ini Beberapa Rangkuman Referensi Singkat Mengenai Hard Disk:

·         INTERFACE HARD DISK IDE (Integrated Drive Electronics) ;

standar lama yang masih ada. Murah, dan terintegrasi dengan MB merupakan alasan teknologi ini teta p ada.Jumlah IDE ada 4 buah tiap MBKoneksi dengan kabel pipih 80 pininterface yang bottleneck dan menghambat panas 

·         SCSI (Small Computer Standard Interface)

Kecapatan 160 mb/detik Jenis SCSI (SCASI I, Wide SCSI, Ultra wide)Menggunakan card tersendiriMB teknologi baru sudah menyertakan card SCSInya .

SCSI biasanya digunakan untuk system server, yang menuntut kinerja tinggi Sistem SCSI dikenal dengan teknologi RAID,sistem penyusunan, penulisan, keamanan dengan beberapa HD.

·         RAID (Redudancy Array of Independent Disk)

merupakan sekumpulan diskdrive yang dianggap oleh OS sebagai drive tunggal.Recovery dan security menjadi prioritas.

d.  Komponen-komponen Harddisk dan Fungsinya

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.      Setting Jumper

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

6.      Actual Axis

Adalah poros untuk menjadi pegangan atau sebagai tangan robot agar Head dapat membaca sctor dari hardisk.  Adalah kabel penghubung antara hardisk dengan matherboard untuk mengirim atau menerima data.

7.      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. 

Sekarang ini hardisk rata-rata sudah menggunakan system SATA sehingga tidak memerlukan kabel Pita (Cable IDE) 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. 

8.      Power Conector

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

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

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

Jenis-jenis Harddisk :

Ø  ATA/IDE/EIDGE

Ø   Serial ATA (SATA)

Ø  SCSI (Small Computer System Interface)

Ø  SAS,IEEE 1394

Ø  SSD (Solid State Drive)

    B.     Cara Kerja Harddisk

Berikut Cara Kerja Harddisk

1.      Langkah Pertama

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.

2.      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.

3.      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.

4.      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.

BadSector

Hardisk terdiri dari beberapa sector. Bad sector berarti ada sebagian sector di hardisk yang rusak. Akibatnya bisa bikin error hardisknya dan kehilangan data. Bad sector penyebabnya ada 2 yaitu bad secara software dan hardware. Kalau secara software masih bisa di sembuhkan dengan bantuan software repair tapi kalau secara hardware dimana piringan hardisknya ada baret maka susah untuk di sembuhkan biasanya hanya dipotong bagian yang bad sector

Mekanisme Kerja Hard Disk

Proses baca tulis dilakukan oleh lengan hd dengan media Fisik magnetikHead 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 bersifatferromagnetic , yaitu jika didekatkan ke medan magnet maka akan ditarik secara permanen oleh zat tersebut.