Jelaskan, ceritakan, fungsi dan cara kerja dari Harddisk

A. Harddisk

Hard disk drive diperkenalkan pada tahun 1956 sebagai penyimpan data untuk komputer real-time proses transaksi IBM dan dikembangkan untuk digunakan dengan tujuan umum mainframe dan minicomputer. Drive IBM pertama, RAMAC 350, kira-kira ukuran dua lemari es dan disimpan 5 juta 6-bit karakter (setara dengan 3,75 juta byte 8-bit) pada tumpukan 50 cakram.

Pada tahun 1961 IBM memperkenalkan model 1.311 disk drive, yang tentang ukuran mesin cuci dan disimpan dua juta karakter pada removable disk “pak.” Pengguna bisa membeli paket tambahan dan pertukaran mereka saat dibutuhkan, seperti gulungan pita magnetik. Kemudian model drive removable pak, dari IBM dan lain-lain, menjadi norma dalam instalasi komputer yang paling dan mencapai kapasitas 300 megabyte dengan awal 1980-an.

Hard disk yang paling keras di awal 1980-an yang dijual kepada pengguna akhir PC sebagai subsistem, eksternal add-on. Subsistem tersebut tidak dijual di bawah nama produsen drive tetapi di bawah nama produsen subsistem ini seperti Sistem Corvus dan Teknologi Tallgrass, atau dengan nama sistem PC produsen seperti ProFile Apple. IBM PC / XT pada tahun 1983 termasuk drive hard disk internal 10MB, dan hard disk drive internal yang lama kemudian berkembang biak pada komputer pribadi.

Hard disk drive eksternal tetap populer lebih lama pada Apple Macintosh. Setiap Mac yang dibuat antara tahun 1986 dan 1998 memiliki port SCSI di bagian belakang, membuat ekspansi eksternal mudah, juga, “pemanggang roti” Mac Compact tidak memiliki drive bay mudah diakses keras (atau, dalam kasus Mac Plus, setiap drive bay drive sama sekali), sehingga pada model-model, eksternal SCSI disk adalah satu-satunya pilihan yang masuk akal.

                              

                                                      1.1.  Gambar Harddisk tampak dari dalam

                                        

                                                            1.2. Gambar Harddisk 

Fungsi Harddisk :

Fungsi utamanya sebagai media penyimpanan atau storage data secara permanen.
Hard disk menyimpan bermacam-macam informasi, salah satunya informasi mengenai hardware yang ada di dalam PC tersebut, lalu OS itu sendiri. Hard disk merupakan salah satu komponen yang menentukan kinerja PC. Semakin cepat hard disk bekerja, semakin cepat pula transfer yang dihasilkan. Hard disk IDE mempunyai 4 tingkatan kelas, masing-masing Ultra DMA/33, Ultra DMA/66, Ultra/100, dan Ultra DMA/133. DMA singkatan dari Direct Memory Access yang berfungsi untuk meningkatkan transfer data. Maksud Ultra DMA/33 adalah daya transfer rata-ratanya 33 MBps. Jadi,Ultra DMA/133 sama dengan transfer datanya 133 MBps. IDE yang terbaru menggunakan SATA {serial ATA} yang sebelumnya menggunakan paralel ATA. Penggunaan hard disk jenis SATA kecepatan transfernya lebih cepat daripada paralel ATA.

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.

Cara Kerja Hard Disk :

Saat sebuah sistem operasi mengirimkan data kepada hard drive untuk direkam, drive tersebut memproses data tersebut menggunakan sebuah formula matematikal yang kompleks yang menambahkan sebuah bit ekstra pada data tersebut. Bit tersebut tidak memakan tempat: Di kemudian hari, saat data diambil, bit ekstra tersebut memungkinkan drive untuk mendeteksi dan mengkoreksi kesalahan acak yang disebabkan oleh variasi dari medan magnet di dalam driver tersebut.

Kemudian, drive tersebut menggerakkan head melalui track yang sesuai dari platter tersebut. Waktu untuk menggerakkan head tersebut dinamakan “seek time”. Saat berada di atas track yang benar, drive menunggu sampai platter berputar hingga sector yang diinginkan berada di bawah head. Jumlah waktu tersebut dinamakan “drive latency”. Semakin pendek waktu `seek` dan `latency`, semakin cepat drive tersebut menyelesaikan pekerjaannya.

Saat komponen elektronik drive menentukan bahwa sebuah head berada di atas sector yang tepat untuk menulis data, drive mengirimkan pulsa elektrik pada head tersebut. Pulsa tersebut menghasilkan sebuah medan magnetik yang mengubah permukaan magnetik pada platter. Variasi yang terekam tersebut sekarang mewakili sebuah data.

Membaca data memerlukan beberapa proses perekaman. Drive memposisikan bagian pembaca dari head di atas track yang sesuai, dan kemudian menunggu sector yang tepat untuk berputar di atasnya. Saat spektrum magnetik tertentu yang mewakili data Anda pada sector dan track yang tepat berada tepat di atas head pembaca, komponen elektronik drive mendeteksi perubahan kecil pada medan magnetik dan mengubahnya menjadi bit. Saat drive tersebut seleai mengecek error pada bit dan membetulkannya jika perlu, ia kemudian mengirimkan data tersebut pada sistem operasi.

 1. 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.

                                                   

                                                            2.1. Gambar harddisk ATA              

2. SATA

Serial ATA, atau bus komputer SATA, adalah sebuah antarmuka penyimpanan untuk menghubungkan host bus adapter untuk perangkat penyimpanan massal seperti hard disk drive dan optical drive. Mulai pada tahun 2004, SATA host adapter terintegrasi ke hampir semua motherboard modern, baik itu desktop maupun laptop.

Serial ATA ini dirancang untuk menggantikan standar ATA (AT Attachment) yang lebih tua (juga dikenal sebagai EIDE). SATA dapat menggunakan perintah-perintah tingkat rendah yang sama, namun SATA host-adapter dan perangkat yang terkoneksi berkomunikasi melalui kabel serial kecepatan tinggi melalui dua pasang kabel konduktor. Sebaliknya, paralel ATA menggunakan 16 kabel konduktor data yang masing-masing beroperasi pada kecepatan yang jauh lebih rendah.

SATA menawarkan beberapa keunggulan menarik dibandingkan antarmuka paralel ATA (PATA) yang lebih tua: mengurangi kabel yang tebal dan mengurangi biaya (berkurang dari delapan puluh kabel ke tujuh), lebih cepat dan lebih efisien dalam hal transfer data, dan fitur hot swapping.

Pada 2009, SATA telah menggantikan sebagian besar paralel ATA di semua konsumen pengiriman PC. PATA tetap digunakan dalam industri dan aplikasi benam (embedded application) yang tergantung pada penyimpanan CompactFlash, meskipun standar penyimpanan CFast yang baru akan didasarkan pada SATA.

                                              

                                                          2.2. Gambar harddish SATA               

3. SCSI

Small Computer System Interface (SCSI) merupakan set standar untuk menghubungkan secara fisik dan mentransfer Data antara komputer dan periferal . SCSI mendefinisikan perintah,protokol (komputer) dan antarmuka listrik dan optika . SCSI ini paling sering digunakan untuk Cakram Keras, tetapi dapat menghubungkan berbagai perangkat lain, termasuk pemindai dan driveCD . SCSI mendefinisikan set perintah secara spesifik untuk jenis periferal, sesuatu yang “tidak diketahui – unknown¬” sebagai salah satu jenis yang mengartikan bahwa secara Teori dapat digunakan sebagai antarmuka ke hampir perangkat apapun, namun standar ini sangat pragmatis dan ditujukan terhadap persyaratan komersial . Setiap perangkat melekat pada bus komputerSCSI dengan cara yang sama, terhitung sampai dengan 8 atau 16 perangkat yang dapat menempel pada bus komputer tunggal. SCSI menggunakan [sinyal|sinyal elektrik] berjabat tangan antar perangkat, SCSI-1, SCSI-2 memiliki pilihan untuk memeriksa kesalahan paritas. protokol (komputer) SCSI mendefinisikan komunikasi dari Nama host-ke- Nama host, Nama host-ke-periferal,periferal -ke-periferal. Namun sebagian besar periferal yang secara khusus merupakan target SCSI, tidak mampu bertindak sebagai insiator SCSI – tidak dapat melakukan transaksi SCSI sendiri. Oleh karena itu, komunikasi periferal -to-periferal jarang terjadi, tapi mungkin juga terjadi pada aplikasi SCSI umum. The Symbios Logic chip 53C810 adalah contoh dari antarmuka PCI Nama hostyang dapat bertindak sebagai target SCSI. SCSI diambil dari “SASI”, “Shugart Associates System Interface”, yang dibangun pada tahun 1978.

                                               

                                                        2.3. Gambar harddisk SCSI

4. SAS

Hard Disk bertipe SAS ini menggantikan disk bertipe SCSI yang sekarang ini telah menjadi standar storage enterprise. Diantara kegita tipe hard disk diatas yang paling baik adalah SAS karena lebih reliable, performance baik dalam kondisi apapun serta kemampuan yang lebih jika dibandingkan dengan NL-SAS atau Hard Disk SATA.

Hard Disk SAS memiliki urutan node yang paling aman jika dibandingkan dengan hard disk NL-SAS atau SATA. Hal ini di ukur oleh bit error rate (BER) atau seberapa sering bit error yang terjadi pada media. SAS memiliki BER 1 dalam 10^16 bits (sepuluh pangkat enam belas) hal ini berarti anda akan melihat 1 bit error dalam setiap 10,000,000,000,000,000 bits. Jika dibandingkan dengan hard disk SATA yang memiliki 1 dalam 10^15 (sepuluh pangkat lima belas) yang berarti 1 bit error dalam 1,000,000,000,000,000 hal ini juga menyebabkan hard disk SATA lebih baik dalam hal proteksi data.

Hard Disk SAS juga memiliki tingkat kerusakan 1.6 juta jam jika dibandingkan dengan 1.2 juta jam pada hard disk SATA. Untuk SAS memiliki waktu sekitar 136 tahun lebih banyak jika dibandingkan dengan SATA yang memiliki sekitar 182 Tahun.

NL-SAS.

Hard disk bertipe NL-SAS ini adalah hard disk pemain baru dalam dunia storage, tetapi jika anda telah mengenal SATA dan SAS maka sebenarnya hard disk NL-SAS ini adalah gabungan dari hard disk SATA yang memiliki SAS konektor. Jadi NL-SAS ini adalah versi murahnya dari hard disk SAS, karena hard disk yang digunakan adalah SATA tetapi interface dan fitur lain yang ada di SAS juga ada dalam NL-SAS ini. Tetapi tentunya tidak sebaik SAS yang lebih bagus dalam segala aspek. Untuk tingkat kerusakan hampir sama dengan hard disk bertipe SAS, tetapi jangan salah jika anda ingin memiliki server dengan reliability tinggi jangan pilih NL-SAS karena performancenya akan berbeda dengan hard disk SAS. Dalam hal performance NL-SAS tidak akan lebih baik daripada hard disk SATA dimana NL-SAS ini memiliki rotasi putara 7200 rpm yang juga dimiliki kebanyakan oleh hard disk SATA. Ada juga hard disk SATA yang memiliki rotasi sebesar 10 ribu rpm.

                                               

                                                         2.4. Gambar harddisk SAS

Sumber : http://abisabrina.wordpress.com/tag/fungsi-harddisk/

http://en.wikipedia.org/wiki/Hard_disk_drive

http://www.andryy.com/2012/07/26/perbandingan-hard-disk-sas-nl-sas-dan-sata.html

http://bosgentongs.com/2011/05/22/perbedaan-harddisk-ide-ata-dan-sata/