Apa itu Harddisk ?

Harddisk sering juga disebut sebagai Hard Drive atau Fixed Disk. Harddisk pertamakali diciptakan oleh IBM dengan kode nama “Winchester” sekitar tahun 1950. Penciptaan ini didorong karena kebutuhan kapasitas (Bytes) aplikasi & program semakin lama semakin meningkat. Selain itu juga, kebutuhan akan kecepatan transfer data (high-speed transfer) semakin lama semakin urgent pada suatu system komputer.

Floppy  Disk & Tape Disk yg biasa dipergunakan saat itu ternyata sudah “tidak mampu” melayani kebutuhan system dari segi kapasitas dan kecepatan. Keduanya murni menggunakan teknologi mekanik dan proses sequensial, dan lama kelamaan tidak dapat mengimbangi kinerja processor dan algoritma aplikasi yg semakin rumit.

Harddisk (HDD) adalah salah satu device yg berfungsi untuk menyimpan data secara permanen (storage) pada suatu system komputer. Jadi HDD bersifat “non-volatile”, yg akan tetap menyimpan data walau tidak ada “electric power” yg bekerja padanya. Ini berbeda seperti RAM misalnya, yg membutuhkan “power” agar tetap bisa bekerja menyimpan data, dan bersifat “Volatile”.

Data yg disimpan oleh HDD akan dipakai oleh system komputer untuk melakukan proses yg diperintahkan oleh USER. Contoh, apabila seorang user akan membuka aplikasi MS Word untuk membuat & menyunting suatu dokumen dikomputer. Maka sebetulnya proses yg terjadi adalah sbb : (1) Komputer dinyalakan, (2) Masuk Mode Windows Otomatis, (3) Membuka Aplikasi Microsoft Word, (4) Membuka Dokumen (File). Secara riil seluruh proses ini melibatkan HDD, karena system operasi (OS) Windows yg dipakai, Aplikasi Microsoft Word sampai dokumen (file) yg akan disunting semuanya disimpan pada HDD. Karena kesemua urutan tersebut tergolong sebagai data yg memerlukan tempat penyimpanan khusus (storage), agar apabila system memerlukannya maka data sudah tersedia. Data yg sudah ditampilkan ke User dalam bentuk yg dimengerti (misal : aplikasi) disebut INFORMASI.

Harddisk mempunyai background teknologi “mekanik”, jadi berproses (baca : bekerja) lebih lambat dibandingkan dengan device lainnya, seperti processor atau RAM. Proses mekanik masih melibatkan “mesin” yg secara kasat-mata masih terlihat jelas. Jika body (badan) HDD dibuka, maka akan terlihat sebuah mesin yg terdiri dari (1) Platter (piringan), (2) Head, (3) Komponen lainnya. Walau HDD dibuat secara mekanik, tapi data yg ditransfernya dikirim secara digital. Maka dari itu pada body HDD kita masih akan melihat komponen IC yg terpasang. Ini menandakan ada proses digital yg terlibat didalamnya.


Bagaimana Harddisk Bekerja ?

Ketika komputer pertamakali dinyalakan dan ber-proses (power-on), maka device yg pertamakali pula bekerja adalah Processor. Sebagai “leader” dari seluruh system komputer, maka processor akan memberikan perintah kepada device lain untuk bekerja. Yg pertamakali dibutuhkan oleh processor adalah DATA, karena DATA ini akan diolah dan didistribusikan sebagai perintah (eksekusi) kepada device lain. Dapat diartikan DATA sebagai “bahan bakar” dari Processor untuk bekerja.
Disinilah HDD itu berperan, karena pada device inilah DATA tersebut disimpan secara permanen. Jadi ketika processor membutuhkan DATA, maka itu pasti akan diminta dari HDD. Tapi ada satu persoalan disini, karena DATA yg dibutuhkan processor itu “ternyata” direspons dengan “ sangat lambat” oleh HDD. Hal ini dikarenakan perbedaan kecepatan diantara keduanya, dimana Processor berproses secara digital, tapi HDD berproses secara mekanik. Hal ini akan menimbulkan “gap” kecepatan yg sangat signifikan yg biasa disebut sebagai “BOTTLE-NECK” symptom.
Bisa dibayangkan Processor yg mempunyai kecepatan (clock speed) dalam GHz, sedangkan HDD mengolah dalam RPM (Rotation per-Minute). Perhitungan secara Bandwidth saja (dibayangkan sebuah system P4), sebuah Processor membutuhkan transfer sebesar 3,2 Gb/s sedangkan HDD hanya dapat mengirimkan DATA sebesar ~ 100 MB/s saja (ATA/100). Jadi terdapat perbedaan transfer sekitar 30x lipat.
Untuk menjembatani perbedaan kecepatan diantara keduanya, maka diberikan solusi


RAM sebagai “jalan tengah”. Dengan RAM proses permintaan dan pengiriman data dapat lebih cepat dan efisien. RAM berfungsi menampung jumlah DATA yg diperlukan oleh processor pada waktu tertentu. Alasan dibutuhkannya RAM adalah : kecepatan RAM bisa “menyamai” kecepatan processor karena berproses secara digital pula. Kelemahan RAM dibandingkan HDD adalah : RAM bersifat “volatile”, jadi hanya dapat bekerja selama ada “power” yg diberikan padanya. Dengan kata lain, jika komputer dimatikan (power-off) maka data yg disimpan pada RAM akan hilang.

 

Harddisk pada System Komputer


Sebuah HDD biasanya mempunyai chip controller sendiri (IDE, SCSI, RAID Controller) yg akan mengatur segala segala aktivitas HDD tersebut. IDE Controller biasanya akan berhubungan dengan chipset southbridge pada motherboard, yg salah satu fungsinya adalah mengatur “lalu-lintas data” dari dan ke HDD. Southbridge akan mengatur transfer DATA ke RAM dan Processor melalui BUS yg telah disediakan. Dengan southbridge, DATA akan ditransfer secara efisien.

Secara fisik sebuah HDD umumnya terbagi menjadi tiga, yaitu ATA, SCSI dan Fibre-Channel. ATA terdiri dari Parallel ATA dan Serial ATA, sedangkan SCSI terbagi menjadi Parallel SCSI dan Serial Attach SCSI. Hal ini dibedakan dari background teknologi yg membentuknya, yaitu : Parallel dan Serial.


Secara sederhana sebuah HDD (ATA) akan memerlukan kabel data (ATA Cable) dan kabel power (Power Cable). Kabel data yg akan menghubungkan fisik HDD dengan system motherboard, dan biasanya terdiri dari 2 channel (Master / Slave). ATA Cable saat ini secara fisik merupakan kabel 40-pin dengan 80 konduktor. Untuk cable power dibutuhkan sebagai supply tenaga bagi HDD untuk beraktivitas. Biasanya tegangan yg dibutuhkan adalah 5v, dengan cable connector 8 pin.

Pada komputer Desktop umumnya dapat di-instalasikan 4 HDD secara bersamaan. Tapi ini tidak disarankan, karena channel kedua pada system IDE biasanya diperuntukkan bagi controller device yg lebih lambat (ATAPI), seperti CD-ROM. HDD yg dipasang pada posisi “Slave” biasanya akan beroperasi lebih lambat, dan membuat system berjalan tidak seimbang.

Jika memerlukan solusi HDD yg lebih dari 2 pcs, disarankan menggunakan SCSI. System SCSI terbaru memungkinkan device yg dipasang sampai dengan 15 pcs, dengan panjang kabel 12 meter. Selain itu system SCSI memungkinkan transfer data yg lebih cepat ke system processor. SCSI biasanya dipakai pada platform server, karena berharga mahal dan memerlukan device khusus SCSI.

Beberapa Motherboard yg menggunakan controller tambahan


1.    Iwill P4E & P4G menggunakan chip Promise 20275 untuk meng-generate ATA/133 yg tidak terdapat pada chipset ICH4.
2.    Iwill P4E-S menggunakan chip Silicon Image SiI3112
3.    Iwill P4G-S menggunakan Chip Marvell 8031 untuk mengaktifkan fungsi Serial-ATA 2 channel.
4.    Iwill WO2-R menggunakan chip AMI MG80649 untuk mengatifkan fungsi RAID.
5.    Iwill DPX menggunakan chip Adaptec AIC-7899w untuk mengaktifkan fungsi SCSI controller.


Daftar Istilah (Glossary)


§  3D Defense System, adalah feature teknologi yg diterapkan pada produk2 Personal Storage & Enterprise Disc Seagate yg memproteksi drive dan data dari kemungkinan rusak. 3D Defense System merupakan selling-point produk Seagate dibandingkan merek lain.
§  Actuator, mekanisme internal pada HDD untuk menggerakkan Head R/W pada track yg akan dituju.
§  ATA (Advanced Technology Attachment), sebuah standar interface untuk HDD PC Desktop. Saat ini teknologi ATA telah mencapai ATA / ATAPI 7 dengan transfer bandwidth ~ 133MB/s (ATA/133). ATA juga dikenal dengan nama IDE (Integrated Drive Electronics) atau DMA (Direct Memory Access).
§  Average Seek Time, waktu rata2 yg diperlukan sebuah Head HDD untuk berpindah antar track pada piringan (platter).
§  Backward Compatability, kemampuan suatu produk baru untuk bekerja pada produk atau system yg lebih lama (legacy). Contohnya : HDD ATA/100 masih dapat bekerja pada system ATA/66 dengan kemampuan ATA/66.
§  BIOS (Basic Input Output System), merupakan kumpulan informasi (firmware) yg mengontrol komunikasi antara processor dan device lain. BIOS merupakan chip sendiri yg bersifat EEPROM. BIOS kadang disebut sebagai CMOS. 
§  Boot, proses transfer suatu file Operating System (seperti Windows) dari sebuah HDD ke RAM (Memory) selama system komputer baru dinyalakan (start-up). Selama BOOT berlangsung, semua file dasar OS yg diperlukan oleh komputer pertamkali langsung ditransfer ke RAM yg berfungsi mengatur transfer file berikutnya, seperti aplikasi.
§  Cache Buffer, sebuah memory internal pada media HDD agar data yg paling sering diminta oleh system dapat dikirim dengan cepat (digital). Cachen Buffer berfungsi seperti Cache Memory pada processor.
§  Capacity, total data yg dapat ditampung oleh suatu media HDD, biasanya dalam satuan Byte. Saat ini kapasitas minimal sebuah HDD adalah 20 Gigabytes.
§  Cluster Size, jumlah sector tempat dimana OS dapat mengalokasikan waktu yg diperlukan oleh HDD dalam mengakses sektor tsb.
§  CRC (Cyclical Redundancy Check), kemampuan suatu HDD untuk melakukan deteksi (error detection) pada integritas data pada saat proses transfer. Jika ditemukan error, maka data akan dikirim ulang, tapi CRC tidak mempunyai kemampuan memperbaiki (fixed) data. Terminologi CRC sama seperti ECC (Error Correction Code) pada Processor dan RAM.
§  Cylinder, lokasi kumpulan track yg sama dalam posisi vertikal pada piringan (platter). Cylinder merupakan faktor penting pada HDD dalam menentukan pengalamatan data (adressing).
§  Differential SCSI, interface ini mengizinkan cabel data yg lebih panjang dari device ke system host tanpa menurunkan kualitas transfer datanya. Ini biasa dipergunakan untuk Mainframe, RAID dan aplikasi Server.
§  Disc, merupakan plat (piringan) bundar yg dilapisi dengan materi magnet (iron oxide atau thin-film metal media) yg digunakan untuk menyimpan data. Berbeda dengan CD (compact disc), suatu HDD Disc biasanya mengunakan sebuah head yg melayang (flying over) untuk melakukan proses R/W.
§  EIDE (Enchanced Integrated Drive Electronics), sebuah feature IDE yg cepat (high-speed), lebih murah (low-cost) untuk mengkoneksikan sampai dengan 4 device pada satu system PC.
§  FAT (File Allocation Table), merupakan suatu metode sistem operasi untuk mengambil track yg diperlukan sebagai alokasi dimana file disimpan, dan tempat lain yg akan digunakan selanjutnya.
§  Firmware, merupakan suatu device yg berisi instruksi pemrograman. Firmware biasa digunakan pada handled-device seperti PDA dan Digital Camera.
§  Flying Height, adalah posisi head HDD yg melayang pada piringan ketika berproses dengan ketinggian sangat rapat. Flying Head berproses secara elektromagnetik untuk melalukan R/W pada platter media.
§  G, merupakan nilai toleransi getaran yg dapat diterima suatu device HDD dalam satuan Gs. Misalnya ada angka 40Gs berarti HDD hanya dapat menerima toleransi getaran hanya sampai 40Gs, selebihnya akan merusaknya.
§  Head, sebuah alat elektromagnetik yg dapat melakukan fungsi R/W, record/playback atau menghapus data pada media magnetik. Head berbentuk seperti jarum dan digerakkan sebuah mesin mekanik diatas permukaan platter.
§  Hot-Plug Capability, sebuah feature dari HDD SCSI yg memungkinkan sebuah device dapat dipasang/ dicabut dari konektor SCSI dalam keadaan komputer ON. Hot-Plug sekarang dikenal pada konektor USB.
§  HVD (High Voltage Differential), sebuah varian HDD SCSI yg mengizinkan penggunaan panjang kabel data sampai dengan 25m.
§  INT 13 (Interrupt 13), sebuah fungsi BIOS yg membatasi kapasitas HDD hanya 8,4 Gb saja secara fisik. Ini disebut sebagai “barrier”. INT13 biasa terdapat pada MB model lama.
§  Interleaving, suatu feature yg memungkinkan controller mengetahui sektor yg akan diproses berikutnya setelah sektor yg diproses saat ini. Ini terjadi karena pembacaan HDD tidaklah sekuensial seperti halnya tape / floppy, tapi secara random. Interleave digunakan untuk meningkatkan kemampuan system HDD dalam mengolah data.
§  Latency (rotational), waktu yg diperlukan sebuah disk untuk berputar sampai ditemukan sektor yg dicari pada platter.
§  MTBF (Mean Time Between Failure), yaitu waktu prakiraan umur sebuah device seblum mengalami kerusakan (kedaluarsa).
§  Multitasking, kemampuan  suatu system komputer untuk mengeksekusi banyak program dalam waktu bersamaan. Multitasking dikenal pada semua OS Windows.
§  Rotational Speed, kecepatan putar media piringan (platter) dalam satuan RPM (rotation per-minute). Saat ini HDD mempunyai RS sebesar 5400 rpm sampai 10000 rpm.
§  SCA (Single Connector Attachment), sebuah interface yg memungkinkan data dan power pada satu konektor, dan biasa digunakan pada SCSI 80-pins. SCA tidak memerlukan kabel konektor terpisah, hingga bisa digunakan secara eksternal pada system komputer.
§  SCSI (Small Computer System Interface), sebuah interface yg bisa menghandle 15 device dalam satu channel dan beroperasi lebih cepat dari ATA. SCSI biasa dipergunakan pada platform server.
§  Seek Time, waktu yg diperlukan oleh head untuk berpindah antar cylinder pada disc untuk mencari sepotong data.
§  Sequential Access, suatu metode pemrosesan data secara berurut. Ini biasa dipergunakan pada media Tape & Floppy Disk. Lawannya adalah Randow Acces yg digunakan pada HDD dan CDROM.
§  Spindle Motor, bagian dari disk drive yg berfungsi untuk memutar piringan (disk) secara mekanik.
§  Throughput, suatu terminologi yg menerangkan besarnya data yg ditransfer ke system Host. Throghput biasa dipakai pada terminologi pengolahan video editing dan 3 dimensi rendering.

 

SCSI (Small Computer System Interface)


SCSI (Small Computer System Interface) adalah sebuah feature teknologi yg memungkinkan banyak device terkoneksi sekaligus dengan transfer bandwidth yg tinggi. SCSI dibuat untuk mengatasi persoalan akibat terbatasnya teknologi ATA dalam hal channel dan kecepatan. SCSI biasa dipergunakan pada Server platform, yg memerlukan juga hardware yg ber-interface SCSI. Jadi sebuah HDD ATA tidak akan bisa dikoneksikan pada conector SCSI.

SCSI memerlukan chip controller tambahan yg tidak terdapat pada chipset utama Motherboard. Controller ini bisa berbentuk add-in card (PCI) atau chip on-board. Salah satu produsen terkemuka pembuat controller ini adalah Adaptec.

Saat ini kemampuan SCSI telah memasuki era UltraSCSI 320, dengan kecepatan transfer rata (teori) ~ 320 Mb/s. Kecepatan ini tiga kali lipat dibandingkan dengan ATA yg hanya berkisar sebesar ~ 133 Mb/s saja.

Feature baru SCSI telah dilengkapi dengan fungsi RAID (Redundant Array Inexpensive Device), suatu feature yg memungkinkan storage bekerja lebih cepat dan efisien. Saat ini beberapa Motherboard baru telah mengenal teknologi ZCR (Zero Channel RAID), yg memungkinkan controller SCSI “biasa” berfungsi sebagai RAID dengan tambahan sebuah card berharga murah.

Saat ini type SCSI yg umum dipakai adalah mode 68-pin dan 80-pin (SCA). Beberapa device SCSI juga mengizinkan module “hot-swappable”, yaitu kemampuan memasang / mencabut HDD SCSI pada saat komputer ON. Khusus untuk SCSI 80-pin SCA juga biasa dipakai secara eksternal sebagai konektor (seperti halnya USB), karena hanya memerlukan satu kabel pada satu konektor (kabel data & power menjadi satu).

Instalasi SCSI pada satu kabel dapat memuat 15 device sekaligus, dengan panjang kabel sampai 15 meter. Uniknya instalasi masing2 device dapat disetting secara manual untuk prioritas pada system, sehingga device manapun dapat diatur fungsinya sesuka hati. Selain itu SCSI juga mempunyai BIOS (firmware) tersendiri pada system komputer yg memungkinkannya disetting secara terpisah dengan BIOS utama.
Type SCSI :

  • SCSI-1: Uses an 8-bit bus, and supports data rates of 4 MBps
  • SCSI-2: Same as SCSI-1, but uses a 50-pin connector instead of a 25-pin connector, and supports multiple devices. This is what most people mean when they refer to plain SCSI.
  • Wide SCSI: Uses a wider cable (168 cable lines to 68 pins) to support 16-bit transfers.
  • Fast SCSI: Uses an 8-bit bus, but doubles the clock rate to support data rates of 10 MBps.
  • Fast Wide SCSI: Uses a 16-bit bus and supports data rates of 20 MBps.
  • Ultra SCSI: Uses an 8-bit bus, and supports data rates of 20 MBps.
  • SCSI-3: Uses a 16-bit bus and supports data rates of 40 MBps. Also called Ultra Wide SCSI.
  • Ultra2 SCSI: Uses an 8-bit bus and supports data rates of 40 MBps.
  • Wide Ultra2 SCSI: Uses a 16-bit bus and supports data rates of 80 MBps.
  • Ultra160 SCSI : Uses a 16-bit bus and support data rates of 160 MBps.
  • Ultra320 SCSI : Uses a 16-bit bus and support data rates of 320 MBps.


RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks)

RAID adalah suatu feature teknologi yg dikembangkan pada device storage yg memungkinkan system berjalan lebih cepat, efisien dan aman. RAID pertamakali dikembangkan pada teknologi ATA untuk meningkatkan reliabilitasnya. RAID memerlukan controller tambahan untuk mengaktifkannya, seperti chip Promise atau AMI. RAID juga memerlukan minimal dua device HDD yg identik untuk mengoptimalkan fungsinya. Sebuah controller RAID juga memiliki fungsi BIOS tersendiri yg terpisah, sehingga bisa diatur settingnya secara manual. Biasanya RAID juga memerlukan driver khusus, agar OS seperti Windows dapat mengenali dan mengotimalkan fungsinya.

Berapa macam fungsi RAID


§  RAID 0
Pada RAID 0 dua HDD (atau lebih) akan dianggap sebagai “satu HDD” secara virtual oleh system, dan data dibagi (striped) diantara device tersebut. Pembagian ini akan membuat data lebih cepat diproses dan di-transfer, karena menggunakan dua controller yg bekerje serentak. Ide ini serupa seperti “pipeline” pada yg diterapkan pada Processor Intel.
§  RAID 1
Pada RAID 1 salah satu device (HDD) akan berfungsi sebagai “mirror” dari HDD satunya, sehingga keduanya memiliki data yg identik. Maksud feature ini adalah salah satunya berfungsi sebagai “backup” jika satu HDD mengalami kegagalan. HDD backup akan menggantikan segera jika HDD utama tidak bisa menjalankan fungsinya, dan sifat HDD backup akan persis sama seperti yg pertama.
§  RAID 0 + 1 yaitu perpaduan antara RAID 0 dan 1 yg memberikan fungsi berkecapatan tinggi dan identical “mirror” pada system komputer.
§  RAID 2, 3, 4
Type RAID ini jarang dipergunakan pada system, karena banyak fungsinya sudah tercakup pada RAID 5 yg akan diterangkan dibawah ini.
§  RAID 5
RAID 5 memerlukan device HDD minimal 3 unit. Pada dasarnya RAID 5 berfungsi seperti RAID 0 dan 1 tapi dengan kemampuan yg lebih ditingkatkan. Pada RAID 5 ada satu drive yg berfungsi sebagai “parity” yg berfungsi sebagai sebagai backup lengkap apabila satu atau semua drive mengalami kegagalan fungsi. Drive parity akan melakukan fungsi “cloning” yg sempurna atas semua data yg tersimpan pada HDD manapun, hingga user tidak akan kehilangan data apapun jika mengaktifkan fungsi ini. Dalam RAID 5, terkanding fungsi redundancy (RAID1) dan increase speed (RAID 0).

Lebih Jauh dengan SEAGATE


Seagate adalah perusahaan produsen storage device terkemuka didunia. Saat ini produk yg mereka tawarkan meliputi Disc, Tape & Software.






Untuk HDD (Disc), type interface yg dipasarkan oleh Seagate adalah ATA (S-ATA), SCSI dan Fibre-Channel. Sedangkan type yg adalah sbb : Medalist, U Series, Barracuda ATA & Cheetah. Untuk kapasitas mulai dari 20 Gb sampai 120 Gb, dengan Rotational Speed dari 5400 rpm sampai dengan 15000 rpm. HDD Seagate dikenal dengan “selling point” 3D Defense System yaitu Drive Defense, Data Defense dan Diagnostic Defense. 3D adalah suatu feature yg melakukan perlindungan (proteksi) seluruh produk Seagate dari kerusakan. Dengan feature ini produk Seagate lebih reliability dibandingkan dengan pesaing kuatnya, seperti Western Digital, Maxtor dan Fujitsu.

Rentang Produk Seagate


U Series


Brand
U Series 6
U Series X
Capacity
40 Gb
20 Gb



Model Number
ST40810A
ST320014A
Interface
Ultra ATA/100
Spindle Speed
5400 rpm

Barracuda ATA


Brand
Barracuda ATA V
Barracuda ATA IV
Capacity
120 Gb
80 Gb
60 Gb
40 Gb
Model Number
ST3120023A / S
ST380023A / S
ST360021A
ST340016A
Interface
Ultra ATA/100
Ultra ATA/100

S-ATA/150


Spindle Speed
7200 rpm

Barracuda


Brand
Barracuda 180
Barracuda 36ES2
Barracuda 36ES2




Model Number
ST1181677
ST336918
ST318418

ST336938
ST318438
Interface
Ultra160 SCSI
Ultra SCSI

2 Gb/s Fibre Channel
Ultra 160 SCSI
Spindle Speed
7200 rpm
Capacity
181.6 Gb
36.9 Gb
18.4 Gb

Cheetah


Brand
Cheetah 10K.6
Cheetah 73LP
Cheetah 36ES




Model Number
ST3146807
ST373405
ST336706

ST373707
ST336605
ST318406

ST336607


Interface
Ultra320 SCSI
Ultra160 SCSI
Ultra160SCSI

2 Gb/s Fibre Channel
3 Gb/s Fibre Channel
Ultra320 SCSI
Spindle Speed
10000 rpm
Capacity
36.7 / 73.4 / 146.8 Gb
36.7 / 73.4 Gb
36.9 / 18.4 Gb

Perbandingan antara beberapa Interface


Interface
Serial ATA
Parallel SCSI
S-SCSI
S-SCSI (2)
Fibre Channel
Addressing
1
16
128
128
16 million
Distance (m)
1
25
10
10
10 km
Dual Port
No
Yes
Topology
Pt to Pt
Bus
Pt to Pt
Loop, Fabric



w/ Expanders

Performance





Speed MB/s
150, 300
320, 640
150, 300, 600
100, 200, 400, 1K


(Shared)



Duplex
Half
Full
Protocol
ATA
SCSI

Arsip Blog

Copyright © Sistem Komputer Blog Template Design by RzaaL 1306