PRINSIP KERJA HARD DISK

A. Komponen-komponen Hard Disk 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.
 


Komponen Dan Cara Kerja Harddisk Terlengkap

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. Conector

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

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

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

B. Prinsip 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.

3. Jenis-jenis Harddisk

1. ATA/IDE/EIDGE  

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.

 

 Gambar Harddisk ATA

 

2. Serial ATA (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.

 

 Gambar Harddisk SATA

 

3. SCSI (Small Computer System Interface)

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.

4. SAS,IEEE 1394

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.