Harddisk atau biasa disebut HDD singkatan dari hard drive, merupakan salah satu perangkat keras komputer jenis media penyimpanan/storage dengan karakteristik non-volatile, random access, dan medium berupa data digital magnetik.Harddisk pertama kali diperkenalkan oleh IBM pada 1956 (diberi nama IBM 350 RAM AC) dengan ukuran yang terbilang besar (bulk size), sebesar 2 kali lemari pendingin dan mampu menyimpan 5 juta 6-bit karakter (atau sama dengan 3,75 juta 8-bit bytes) dalam 50 cakram bertumpuk.
Namun, seiring dengan pesatnya perkembangan produksi komponen dan teknologi storage, ukuran harddisk berangsur-angsur mengecil, tetapi dengan kapasitas daya tampung data yang lebih besar. Hal ini menyebabkan harddisk menjadi komponen dominan dalam hal storage sekunder setelah main memory sejak awal 1960-an.
HDD paling mutakhir saat ini beroperasi pada interface serial berkecepatan tinggi Serial ATA (SATA) atau serial attached SCSI (SAS). Komponen Harddisk bentuk standar harddisk biasanya memiliki dua motor elektris utama. Pertama adalah motor untuk menggerakkan disk (platter), sedangkan kedua adalah motor actuator yang berfungsi sebagai pengatur posisi head.Head ini yang membaca (read) atau menulis (write) data di atas disk yang berputar. Motor actuator tidak difungsikan untuk memutar hingga 360 derajat, tetapi hanya dibutuhkan untuk memutar atau lebih tepatnya mengayunkan support arm. Pasalnya, posisi head hanya diperlukan untuk berada pada bagian sektor dalam hingga sektor luar disk platter. Untuk alasan ini, bentuk motor actuator cukup unik karena magnet permanen dan kumparan diposisikan di samping pivot (poros putar) actuator berupa voice coil.
Piringan (platter) terbuat dari bahan non-magnetis, biasanya alumunium alloy, kaca atau keramik yang dilapisi satu lapisan tipis bahan magnetis setebal 10-20 nanometer yang kemudian dilapisi karbon sebagai pelindung terluar.Sebagai perbandingan, tebal selembar kertas standar adalah 0,07 – 0,18 millimeter. Piringan pada cakram keras modern berputar secara bervariasi mulai dari 4.200 ppm hingga 7.200 ppm. Cakram keras generasi pertama hanya berputar pada kecepatan 1.200 ppm, generasi berikutnya menggunakan kecepatan 3.600 ppm. Pada perangkat ringan hemat energi untuk server berkinerja tinggi putaran pringan sampai 15.000 ppm. Tingkat kecepatan putaran piringan hard disk diukur dalam satuan RPM (rotation per minute/putaran per menit).Semakin cepat putaran hard disk, maka jumlah data yang dapat dibaca oleh head semakin banyak. Demikian pula sebaliknya.
Selain komponen mekanis, harddisk juga memiliki komponen elektronis utama. Komponen elektronis ini berfungsi sebagai controller keseluruhan operasi harddisk dan komunikasi I/O antara harddisk dengan komponen lain di komputer. Pada komponen controller ini juga ditambahkan media penyimpanan sementara yang berfungsi sebagai buffer dan hadir dalam bentuk solid state (chip memory).
Cara Kerja Harddisk HDD merecord atau menyimpan data dengan cara memagnetisasi (magnetizing) atau memagnetkan selaput tipis material ferromagnetic (platter) berdasarkan posisi arah magnet. Perubahan secara sekuensial dari arah magnet ini merepresentasikan pola bit data biner dalam komputer. Pembacaan (read) data dari piringan dengan cara mendeteksi transisi arah magnetisasi (pemagnetan) dan hasilnya di-decode sesuai dengan maksud data aslinya. Dengan kata lain data pengguna disandikan menggunakan skema pengkodean yang menentukan bagaimana data ditampilkan ulang berdasarkan perubahan medan magnet.
Berbagai macam skema decoding digunakan, di antaranya adalah modified frequency modulation, group code recording, run-length limited encoding, dan beberapa skema lainnya. Data atau informasi dibaca dan ditulis pada piringan berputar melalui alat pembaca-tulis (bagian head read/write) yang bekerja sangat dekat (sekitar 10 nanometer) di atas permukaan piringan magnetis. Pembaca-tulis ini dipergunakan untuk mendeteksi dan mengubah kemagnetan media yang ada di bawahnya. Sebuah lengan bertuas (head support arm) menggerakan pembaca-tulis seperti busur melintasi piringan yang berputar, memungkinkan masing-masing pembaca-tulis mengakses hampir seluruh permukaan piringan. Head read/write dikendalikan oleh elektronik amplifier yang ditempatkan dekat dengan actuator melalui printed circuit cable yang terpasang di sepanjang support arm.
Head support arm didesain agar memiliki bobot sangat ringan namun cukup kuat yang mampu menahan akselerasi hingga 550 g. Cakram keras model lama menuliskan data secara tetap dalam bit per detik, sehingga setiap alur memiliki ukuran data yang sama.
Model terbaru (sejak tahun 1990an) menggunakan sistem perekaman area bit (zone bit recording) yang bisa menambah kecepatan penulisan dari piringan area terdalam ke area terluar.Dengan demikian data yang tersimpan di area terluar akan lebih banyak. Cakram modern lebih kecil dibanding pendahulunya tetapi daya tampung lebih besar, kecilnya ukuran bidang magnetis membahayakan area kemagnetannya dari kemungkinan kehilangan karena efek panas (super paramagnetism). Untuk mengatasi hal ini, piringan dilapisi dengan dua lapisan magnetis sejajar, dipisahkan sejauh 3 atom menggunakan bahan non-magnetis ruthenium dan dua lapisan bermagnet yang arahnya bersebrangan saling memperkuat satu sama lain.
Interface Harddisk
Agar dapat berkomunikasi dengan komponen lain di dalam komputer, harddisk harus memiliki standar interface tertentu yang didukung oleh platform komputer tertentu. Ada dua standar interface harddisk yang populer untuk ukuran saat ini dan terbatas pada pengguna komputer rumahan, yaitu IDE (Integrated Drive Electronics) dan SATA (Serial ATA). Interface IDE selanjutnya diubah ke ATA (Advanced Technology Attachment) atau biasa juga disebut P-ATA (paralel ATA) karena mulai munculnya interface SATA. Versi awal interface ATA menggunakan transfer data paralel 8-bit. Dalam perkembangan berikutnya,interface ATA mampu mentransmit serial data lebih dari satu bit dalam satu waktu atau paralel yaitu 16-bit dan 32-bit dalam satu kali transmit. Koneksi data dan control harddisk dengan bus adapter (saat ini terintegrasi di chipset di motherboard) melalui sebuah kabel yang memiliki 80 konduktor dan koneksi 39 pin ke harddisk. Selain kabel data/control, harddisk memerlukan koneksi power terpisah yang secara langsung terhubung ke PSU. Interface SATA, ia termasuk golongan bit serial interface di mana dalam sekali waktu hanya dapat mentransmit satu bit data atau disebut serial. Sama seperti standar interface IDE atau ATA, ia memiliki koneksi data/control dengan menggunakan sebuah kabel dan sebuah kabel lagi untuk kebutuhan daya langsung dari PSU. Perbedaannya dengan transfer data hanya satu bit sekali waktu adalah bentuk kabel data/control hanya dibangun dari tujuh konduktor dan tujuh pin di harddisk.
Dimensi Harddisk (Form Factor)
Cukup banyak ukuran form factor harddisk yang diakomodasi oleh produsen. Beberapa di antaranya yang cukup populer, terutama di segmen komputer PC atau rumahan, memiliki kesesuaian kompatibilitas dengan ukuran drive bay untuk floppy disk yang menjadi standar yang harus dimiliki oleh casing.8 InciUkuran dimensi harddisk 9,5 in × 4,624 in × 14,25 in (241,3 mm × 117,5 mm × 362 mm). Ukuran form factor ini digunakan pada 1979 oleh Shugat Associates untuk produk SA1000. Form factor ini kompatibel dengan form factor 8″ FDD (Floppy Disk Drive).5,25 InciUkuran dimensi harddisk 5,75 in × 3,25 in × 8 in (146,1 mm × 82,55 mm × 203 mm). Form factor yang lebih kecil ini kali pertama digunakan pada 1980 oleh HDD Seagate. Hanya saja, versi Seagate memiliki ukuran tinggi dua kali lipat sehingga memakan tempat dua drive bay. Versi harddisk terakhir yang menggunakan form factor ini adalah Quantum Bigfoot dengan ukuran ketinggian yang lebih rendah.3,5 InciUkuran dimensi harddisk 4 in × 1 in × 5,75 in (101,6 mm × 25,4 mm × 146 mm). Form factor ini digunakan kali pertama oleh HDD Rodime pada 1983. Rodime menerapkan ketinggian harddisk hingga 1,63 inci, yang dalam perkembangannya berangsur bergeser pada form factor 3,5 inci dengan ketinggian 1 inci saja. Ketinggian yang lebih slim ini menjadi standar ukuran HDD yang ada saat ini.2,5 InciUkuran dimensi harddisk adalah 2,75 in × 0,275–0,59 in × 3,945 in (69,85 mm × 7–15 mm × 100 mm). Form factor yang lebih kecil ini diperkenalkan oleh TrairieTek pada 1988. Tidak ada hubungan lagi dengan ukuran FDD untuk jenis form factor 2,5 inci. Dalam penggunaannya, form factor ini lebih untuk solidstate drive dan harddisk untuk mobile device, seperti notebook dan media player. Pada 2008 sendiri, form factor ini mulai digunakan untuk komputer kelas enterprise dan console game.1,8 InciUkuran dimensi harddisk 54 mm × 8 mm × 71 mm. Awalnya form factor ini diperkenalkan oleh Integral Peripherals pada 1993 dan telah berkembang menjadi ATA-7 LIF. Penggunaan form factor ini awalnya banyak digunakan untuk digital audio player dan subnotebook, tetapi saat ini penggunaannya sudah jarang.1 InciUkuran dimensi harddisk adalah 42,8 mm × 5 mm × 36,4 mm. Form factor ini diperkenalkan oleh IBM pada 1999 dalam produk IBM Microdrive agar cukup dipasangkan dalam CF card slot Type II.0.85 InciUkuran dimensi harddisk 24 mm × 5 mm × 32 mm. Toshiba mengumumkan form factor ini pada 2004 lalu. Form factor ini dimaksudkan untuk digunakan pada mobile phone dan gadget serupa, seperti HDD yang dapat dipasangkan pada SD/MMC slot dan dioptimalkan untuk storage video di handset 4G.
Oleh : Elis Safrindah Pratami
SMK Giripuro Sumpiuh
