Dalam artikel ilmu komputer kali ini akan mengulas mengenai pengertian hard disk, fungsi, komponen-komponen penyusun, dan cara kerjanya.
Pengertian dan Fungsi Hard Disk Drive
Hard disk drive (HDD) atau cukup biasa disebut dengan hard disk, merupakan piranti penyimpanan sekunder dari satu sistem komputer dimana data disimpan sebagai magnetik pada piringan metal yang berputar yang terintegrasi. Hard disk berfungsi sebagai ruang penyimpan data utama (storage media) dalam sebuah komputer, dimana seluruh sistem dan mekanisme kerja disimpan. Data disimpan dalam lingkaran konsentris yang disebut dengan istilah track. Setiap track dibagi dalam beberapa segment yang dikenal sebagai sector. Untuk melakukan operasi baca tulis data dari dan ke piringan, hard disk menggunakan head untuk melakukannya, yang berada di setiap piringan. Head inilah yang selanjutnya bergerak mencari sector tertentu untuk dilakukan operasi terhadapnya. Waktu yang diperlukan untuk mencari sector disebut dengan istilah seek time. Setelah menemukan sector yang diinginkan, maka head akan berputar untuk mencari track. Waktu yang diperlukan untuk mencari track ini dinamakan latency. Hard disk merupakan media penyimpan yang dirancang untuk dapat digunakan menyimpan data dalam kapasitas yang besar. Hal ini didasari atas adanya program aplikasi yang tidak memungkinkan berada dalam satu buah floppy disk dan juga membutuhkan media penyimpan berkas yang besar misalnya database suatu instansi. Tidak hanya itu, hard disk diharapkan juga diimbangi dari kecepatan aksesnya. Kecepatan hard disk bila dibandingkan dengan floppy disk biasa, sangat jauh. Hal ini dikarenakan hard disk mempunyai mekanisme yang berbeda dan teknologi bahan yang tentu saja lebih baik dari pada floppy disk biasa. Data yang disimpan dalam hard disk bersifat non-volatile, data tersebut tidak akan hilang ketika tidak diberi tegangan listrik. Dalam sebuah hard disk, biasanya terdapat lebih dari satu piringan untuk memperbesar kapasitas data yang dapat ditampung.
Komponen Penyusun Hard Disk Drive
Secara umum, komponen-komponen pokok yang menyusun sebuah hard disk terdiri adalah sebagai berikut.
- Spindle
Pada awalnya hard disk menggunakan ball bearing namun kini hard disk sudah menggunakan fluid bearing. Dengan fluid bearing maka gaya gesek dan tingkat kebisingan dapat dikurangi. Spindle ini yang menentukan putaran dari hard disk. Semakin cepat putaran rpm hard disk maka semakin cepat kemampuan transfer datanya.
- Cakram Magnetik (Magnetic Disk)
Sejarah hard disk yang pertama kali dibuat, terdiri dari 50 piringan cakram magnetik dengan ukuran 0,6 meter dan berputar dengan kecepatan mencapai 1200 rpm. Saat ini kecepatan putaran hard disk sudah lebih dari 10000 rpm dengan transfer data mencapai lebih dari 3 Gbps.
- Read-write Head
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) head, GMR (Giant Magnetoresistive) head, hingga CMR (Colossal Magnetoresistive) head.
- Enclosure
Dalam enclosure terdapat breath filter yang membuat hard disk tidak kedap udara, hal ini bertujuan untuk membuang panas yang ada didalam hard disk karena proses putaran spindle dan pembacaan oleh read-write head.
- Interfacing Module
Teknologi selanjutnya dari interfacing module adalah teknologi Serial ATA, atau disingkat SATA. Dengan menggunakan teknologi SATA maka satu hard disk ditangani oleh satu bus tersendiri di dalam chipset, sehingga penanganannya menjadi jauh lebih cepat dan efisien. Hard disk SATA sekarang perlahan sudah menggantikan hard disk ATA yang makin lama mulai hilang dari pasaran.
- Sector Track
Prinsip Cara Kerja Hard Disk Drive
Dilakukan pengaksesan terhadap harddisk untuk melihat dan menentukan di lokasi sebelah mana informasi yang dibutuhkan ada di dalam ruang hard disk.
Pada tahap ini, aplikasi yang dijalankan, operating system, sistem BIOS, dan juga driver-driver khusus (tergantung pada aplikasi yang dijalankan) bekerja bersama-sama, untuk menentukan bagian mana dari hard disk yang harus dibaca.
Hard disk akan bekerja dan memberikan informasi dimana data yang dibutuhkan tersedia. Pola penyajian informasi yang diberikan oleh hard disk sendiri biasanya mengikuti pola geometris.
Pola geometris adalah sebuah pola penyajian informasi yang menggunakan istilah silinder, track, dan sector. Ketika informasi ditemukan, akan ada permintaan supaya mengirimkan informasi tersebut melalui interface hard disk untuk memberikan alamat yang tepat (sector, track, dan silinder), dan setelah itu data pada sector tersebut siap untuk dibaca.
Pengendali program yang ada pada hard disk akan melakukan pemeriksaan untuk memastikan apakah data yang diminta sudah tersedia pada internal buffer yang dimiliki oleh hard disk, yang biasanya disebut dengan istilah cache atau buffer.
Bila proses berjalan dengan lancar, pengendali ini akan memasok informasi tersebut secara langsung, tanpa harus melihat lagi ke permukaan cakram tersebut karena seluruh informasi yang dibutuhkan sudah dihidangkan di dalam cache.
Dalam banyak kejadian, hard disk pada umumnya tetap dapat berputar ketika proses di atas berlangsung. Namun ada kalanya juga tidak, lantaran management power pada hard disk memerintahkan kepada disk untuk tidak berputar dalam rangka penghematan energi. Papan pengendali yang ada di dalam hard disk 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.
Papan pengendali ini juga 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 data. Mulailah head membaca track demi track untuk mencari sector yang diminta. Proses inilah yang memakan lebih banyak waktu, sampai kemudian head menemukan sector yang tepat dan kemudian siap membacakan data yang tersimpan di dalamnya.
Papan pengendali akan mengkoordinasikan aliran informasi dari hard disk menuju ke ruang simpan sementara cache. Informasi ini kemudian dikirimkan melalui interface hard disk menuju sistem memory utama untuk kemudian dijalankan sesuai dengan aplikasi atau perintah yang diberikan.
Sebuah cakram hard disk pada umumnya memiliki daya tampung antara 10 GB hingga 20 GB. Sebuah hard disk yang yang memiliki kapasitas total 40 GB berarti memiliki paling tidak dua buah cakram. Setiap cakram hard disk mampu menangani puluhan juta bit data. Data tersebut dikelompokkan ke dalam kelompok-kelompok yang lebih besar, sehingga memungkinkan pengaksesan informasi yang lebih cepat dan mudah.