Cara Kerja Hard Disk

Pendahuluan

Hampir setiap komputer desktop dan server yang digunakan saat ini menggunakan satu atau lebih hard disk. Setiap mainframe dan superkomputer biasanya dihubungkan dengan ratusan hard disk. Bahkan saat sekarang ini hard disk juga ditemukan pada perangkat VCR dan camcorder. Hard disk melakukan penyimpanan perubahan informasi digital dalam bentuk yang relatif permanen. Dengan adanya hard disk sehingga komputer mempunyai kemampuan untuk mengingat hal-hal ketika listrik padam. Pada artikel ini, kita akan membongkar hard disk sehingga anda dapat melihat apa yang ada di dalamnya, dan juga membahas bagaimana hard disk mengatur gigabyte informasi yang disimpan dalam bentuk file.

Dasar-dasar Hard Disk

Hard disk diciptakan pada tahun 1950. Pada saat itu hard disk berukuran besar hingga diameter 20 inci dan berkapasitas hanya beberapa megabyte saja. Awalnya hard disk disebut “fixed disks” atau “winchesters” (sebuah kode nama yang digunakan untuk produk IBM populer), kemudian dikenal sebagai “hard disk” untuk membedakan dengan “floppy disk “. Hard disk memiliki piring keras yang menyimpan media magnetik, bertolakbelakang dengan film plastik fleksibel yang digunakan pada kaset dan disket. Pada tingkat yang paling sederhana, hard disk tidak berbeda dengan kaset . Hard disk dan kaset menggunakan teknik perekaman magnetik yang sama. Hard disk dan kaset merupakan penyimpan yang bersifat magnetis – media magnetik dapat dengan mudah dihapus dan ditulis ulang, dan akan “mengingat” pola fluks magnetik disimpan pada media selama bertahun-tahun.

Kaset Tape vs Hard Disk

Perbedaan mendasar antara kaset dan hard disk:

• Bahan rekaman magnetik pada pita kaset dilapisi pada sebuah strip plastik tipis. Dalam hard disk, bahan rekaman magnetik dilapisi keatas aluminium presisi tinggi atau piringan kaca. Platter (piring) hard-disk kemudian dipoles untuk kelancaran.
• Pada kaset, Anda harus maju cepat atau mundur untuk mendapatkan titik tertentu pada pita. Hal ini dapat berlangsung beberapa menit dengan pita panjang. Pada hard disk, Anda dapat memindahkan ke titik manapun pada permukaan disk hampir seketika.
• Pada kaset-tape deck, proses membaca/menulis menyentuh head(alat baca/tulis) tape langsung. Sedangkan pada hard disk, pada saat proses membaca/menulis head “terbang” di atas disk, tidak pernah benar-benar menyentuhnya.
• Pita pada kaset-tape deck bergerak diatas head sekitar 2 inci (sekitar 5,08 cm) per detik. Sebuah platter hard disk dapat berputar di bawah kepalanya dengan kecepatan hingga 3.000 inci per detik (sekitar 170 mph atau 272 km / jam).
• Informasi pada hard disk disimpan di domain magnetik yang sangat kecil dibandingkan dengan kaset. Ukuran dari domain tersebut dimungkinkan oleh ketepatan piring dan kecepatan medium.

Karena perbedaan ini, hard disk modern mampu menyimpan sejumlah informasi yang menakjubkan dalam ruang kecil. Sebuah hard disk juga dapat mengakses informasi yang ada dalam sepersekian detik.

Kapasitas dan Kinerja

Sebuah komputer desktop saat ini biasanya memiliki hard disk dengan kapasitas antara lebih dari 100 gigabyte . Data disimpan ke disk dalam bentuk file. File hanyalah kumpulan bernama byte . Byte mungkin kode ASCII untuk karakter dari sebuah file teks, atau bisa jadi instruksi dari aplikasi perangkat lunak untuk komputer untuk dijalankan, atau bisa jadi rekaman dari sebuah basis data, atau bisa jadi warna pixel sebuah gambar GIF. Tidak peduli apa yang dikandung, bagaimana, file hanyalah sebuah string byte. Ketika sebuah program yang berjalan pada komputer meminta file, hard disk mengambil byte dan mengirimkannya ke CPU satu per satu.

Ada dua cara untuk mengukur kinerja hard disk:
Data rate – The data rate adalah jumlah byte per detik yang hard disk dapat berikan ke CPU. Umumnya rate  antara 5 dan 40 megabyte per detik.

Seek Time – Seek time adalah jumlah waktu antara ketika CPU meminta sebuah file dan ketika byte pertama dari file dikirim ke CPU. Umumnya waktunya antara 10 dan 20 milidetik yang umum.
Parameter penting lainnya adalah kapasitas dari hard disk, yang merupakan jumlah byte yang dapat disimpan.

Papan Elektronik

Untuk lebih memahami cara kerja hard disk dapat dilakukan langsung melihat papan elektronik yang melekat pada hard disk tersebut. Lepaskan papan elektronik tersebut dari hard disk dengan cara melepas baut pada hard disk tersebut (ingat! lakukan hanya terhadap hard disk yang tidak terpakai/rusak)

Lubang pengontrol tekanan udara

pada bagian bawah rangkaian elektronika tepatnya dibagian badan alumunium terdapat sebuah lubang disertai filter yang  berfungsi untuk mengontrol tekanan udara didalam hard disk dan diluar agara sama/seimbang.

Bila tutup hard disk dibuka maka akan nampak bagian-bagian hard disk seperti pada gambar berikut:

Piringan dan Lengan

Berdasarkan gambar tersebut dapat dilihat:
Piringan (The Platter) hard disk tersebut dapat berputar mulai 3.600 hingga 10000 rpm (putaran per menit) saat beroperasi. Piringan ini sangat halus sehingga layaknya sebuah cermin.

Lengan (The Arm) – ini memegang alat baca/tulis yang disebut head (kepala) dan dikendalikan oleh perangkat elektronik untuk menentukan posisi head dalam proses baca/tulis data dari/ke piringan. Pergerakan lengan tersebut mampu memindahkan head dari hub ke tepi piringan dan kembali lagi ke hub dengan kecepatan hingga 50 kali per detik .

Dalam rangka meningkatkan kapasitas hard disk, kebanyakan hard disk memiliki beberapa piringan. Seperti yang terlihat pada gambar berikut, hard disk tersebut memiliki 3 piringan dan mempunya 6 head untuk baca/tulis.

Untuk mendukung kecepatan lengan, maka digunakan motor linear kecepatan tinggi.

Banyak hard disk  menggunakan pendekatan/metode “voice coil” yaitu teknik yang digunakan untuk menggerakkan kerucut (cone) pada speaker untuk menggerakkan lengan hard disk.

Menyimpan Data

Data disimpan pada permukaan piringan dalam sektor dan trek. Trek adalah lingkaran konsentris, dan sektor yang potongan berbentuk seperti kue di atas trek, seperti pada gambar berikut:

Sebuah trek ditunjukkan dengan warna kuning, sebuah sektor diperlihatkan dengan warna biru. Sebuah sektor berisi sejumlah byte yang tetap – misalnya, 256 atau 512. Baik di hard disk ataupun sistem operasi sektor sering dikelompokkan bersama menjadi cluster.

Proses low-level format (format tingkat rendah) hard disk menetapkan trek dan sektor pada piringan. Titik awal dan titik akhir dari masing-masing sektor ditulis ke piring. Proses ini mempersiapkan hard disk untuk memegang blok byte. High-level format (format tingkat tinggi) kemudian menulis struktur penyimpanan file, seperti tabel alokasi file, ke dalam sektor. Proses ini mempersiapkan hard disk untuk menyimpan file-file.