Hard Disk Drive (HDD) atau biasa disebut dengan hard drive, hard disk, atau Fixed Disk Drive (FDD) adalah media penyimpanan non volatile yang dapat menyimpan data digital dengan cepat dan memiliki permukaan magnetis.

HDD diperkenalkan pada 1956 sebagai media penyimpanan data untuk komputer accounting IBM, pada dasarnya dikembangkan untuk komputer dengan keperluan umum. Pada tanggal 21, kegunaan HDD diperluas dan meliputi banyak kegunaan, seperti sebagai perekam video digital, pemutar audio digital, Personal Digital Assistant (PDA), kamera digital, dan video game. Bahkan, pada perkembangannya saat ini, HDD tidak hanya digunakan pada komputer, tetapi juga mulai merambah dunia telepon seluler.

Hard Disk IDE

Biasanya, device-device seperti floppy drive, hard drive, dan CD-ROM drive dihubungkan ke komputer melalui  perangkat antarmuka Integrated Drive Electronics (IDE). IDE pada dasarnya bukanlah nama teknik untuk standar interface sebenarnya. Nama orginalnya, AT Attachment (ATA), yang berarti bahwa interface awalnya dikembangkan untuk komputer IBM AT. Hard disk IDE merupakan device penyimpanan data yang ditancapkan ke motherboard dengan interface IDE.

Hard Disk SATA

Serial Advanced Technology Attachment (SATA) adalah bus primer pada komputer yang didesain untuk mentransfer data antara motherboard dan media penyimpanan data, seperti hard disk dan optical drive di dalam komputer.

Keuntungan utama menggunakan hard disk SATA adalah transfer data yang lebih cepat, bisa memindahkan ataupun menambah device selama operasi (jika sistem operasinya support), kabel yang lebih tipis sehingga proses pendinginan udara dapat efisien, dan banyak keunggulan lainnya.

Hard Disk SCSI

Small Computer System Interface (SCSI) adalah perangkat standar ANSI untuk menghubungkan device ke sistem komputer. Pada umumnya device SCSI adalah media-media penyimpanan data, seperti hard disk SCSI. Umumnya SCSI adalah teknologi paralel, tetapi banyak varian SCSI serial yang sudah beredar di pasaran, seperti Fire Ware dan Fibre Channel.

SCSI merupakan alternatif IDE (Integrated Drive Electronics) high-end. Satu buah kontroler IDE dapat mengontrol sebanyak delapan atau 16 drive. Sebagai tambahan, biasanya kabel SCSI lebih besar dan lebih panjang dari pada kabel IDE.

Hard Disk SAS

Serial Attached SCSI (SAS) adalah teknologi transfer data yang di desain untuk memindahkan data dari dan ke media penyimpanan               pada komputer seperti hard drive dan tape drive. SAS adalah serial protokol point to point yang menggantikan bus SCSI paralel yang muncul pertama kali pada pertengahan 1980-an di pusat data, dan menggunakan SCSI standar. Saat ini, SAS lebih rendah dibandingkan dengan implementasi SCSI paralel, tetapi di masa yang akan datang SAS akan digandakan hingga mencapai kecepatan 6 GB/s, sehingga               memungkinkan banyak transfer data dengan kecepatan tinggi bila dibandingkan dengan yang sudah ada.

Protokal SAS dikembangkan oleh komite teknik T10 International Committee For Information Technology Standards (INCITS)                                    dan dipromosikan oleh SCSI Trade Association (SCSITA).

Hard Disk Back Planes

Blackplane adalah papan sirkuit yang menghubungkan beberapa konektor secara paralel, sehingga masing-masing pin dalam tiap konektor itu dihubungkan ke pin yang sama pada konektor yang lain, dan menjadi bus. Sistem komputer yang menggunakan pendekatan seperti ini disebut dengan bus S-100 karena memiliki 100 pin.

Pada sistem dengan kabel, kabel harus dibengkokan saat ingin menambah atau mengurangi kartu dalam sistem, dan pembengkokan ini dapat menyebabkan kerusakan mekanis. Namun, backplane tidak terpengaruh dengan hal lain, sehingga backplane memiliki lifetime yang lebih lama. Sebagai contoh, konektor DIN 41612 yang digunakan pada sistem VMEbus dapat bertahan selama 50 sampai 500 pemasangan dan pencabutan (atau disebut juga dengan maiting cycles), tergantung pada kualitasnya.

Backplane dapat digunakan tanpa menggunakan single board komputer untuk menyederhanakan penambahan daya pada kartu plug-in. Sebagai tambahan, banyak kabel ekspansi bus yang membuat bus komputer menjadi backplane eksternal, biasanya terletak pada enclosure, untuk membedakan slot-slot pada komputer itu. Perangkat kabel ini memiliki transmitter pada komputer, papan ekspansi pada backplane jarak jauh, dan kabel diantara keduanya. Kabel ekspansi bus tidak membutuhkan single board komputer pada bus untuk mengontrol kartu I/O yang disebabkan oleh ekspansi listrik.

Gambar 1 : Evolusi Teknologi Hardisk Menurut IBM

Dari gambar tersebut dapat dilihat dari tahun 1984 sampai dengan 2006 mendatang, perkembangan teknologi penyimpanan data berkembang cepat. Mulai dari ukuran mikro untuk penggunaan laptop sampai ukuran normal untuk penggunaan PC Desktop.

Trend Perkembangan HardDisk

Trend perkembangan harddisk dapat kita amati dari beberapa karakteristik berikut :

Kerapatan Data/Teknologi Bahan

Merupakan ukuran teknologi bahan yang digunakan seberapa besar bit data yang mampu disimpan dalam satu satuan persegi. Dalam hal kerapatan data dari awal sampai sekarang terjadi evolusi yang sangat kontras. Pada awal perkembangannya kerapannya sekitar 0.004 Gbits/in2 tetapi pada tahun 1999 labortorium IBM sudah ada sekitar 35.3 Gbits/in2.

Tetapi menurut www.bizspaceinfotech.com akan diperkenalkan apa yang dinamakan TerraBit density. Harddisk pada awal perkembangannya, bahan yang digunakan sebagai media penyimpan adalah iron oxide. Tetapi sekarang banyak digunakan media thin film. Media ini merupakan media yang lebih banyak menyimpan data dari pada iron oxide pada luasan yang sama dan juga sifatnya yang lebih awet.

Struktur head baca/tulis

Head baca/tulis merupakan perantara antara media fisik dengan data elektronik. Lewat head ini data ditulis ke medium fisik atau dibaca dari medium fisik. Head akan mengubah data bit menjadi pulsa magnetik dan menuliskannya ke medium fisik. Pada proses pembacaan data prosesnya merupakan kebalikannya.

Gambar 2 Desain karakteristik kebanyakan head baca/tulis

Proses baca tulis data merupakan hal yang sangat penting, oleh karena itu mekanismenya juga perlu diperhatikan. Dalam pendahuluan sebelumnya terdapat perbedaan letak fisik head dalam operasinya. Dulu head bersentuhan fisik dengan metal penyimpan.

Kini antara head dan metal penyimpan sudah diberi jarak. Bila head bersentuhan dengan metal penyimpan, hal ini akan menyebabkan kerusakan permanen fisik, head yang aus, tentu saja panas akibat gesekan. Apalagi teknologi sekarang kecepatan putar harddisk sudah sangat cepat.

Selain itu teknologi head harddiskpun juga mengalami evolusi. Evolusi head baca/tulis harddisk :

Ferrite head, Metal-In-Gap (MIG) head, Thin Film (TF) Head, (Anisotropic) Magnetoresistive (MR/AMR) Heads, Giant Magnetoresistive (GMR) Heads dan sekarang yang digunakan adalah Colossal Magnetoresistive (CMR) Heads.

Ferrite head, merupakan teknologi head yang paling kuno, terbuat dari inti besi yang berbentuk huruf U dan dibungkus oleh lilitan elektromagnetis. Teknologi ini diimplementasikan pada pertengahan tahun 1980 pada harddisk Seagate ST-251.

Kebanyakan terdapat pada harddisk yang ukurannya kurang dari 50MB. Metal-In-Gap (MIG), merupakan penyempurnaan dari head Ferrite. Biasanya digunakan pada harddisk yang ukurannya 50MB sampai dengan 100MB. Thin Film (TF) heads, berbeda jauh dengan jenis head sebelumnya.

Head ini dibuat dengan proses photolothografi seperti yang digunakan pada pembuatan prosessor. (Anisotropic) Magnetoresistive (MR/AMR) Heads, head ini digunakan untuk membaca saja. Untuk penulisannya digunakan head jenis Thin Film.

Diimplementasikan pada harddisk ukuran 1GB sampai dengan 30GB. Giant Magnetoresistive (GMR) Heads, merupakan penemuan dari peneliti Eropa Peter Gruenberg and Albert Fert. Digunakan pada harddisk ukuran besar seperti 75GB dan kerapatan tinggi sekitar 10 Gbits/in2 sampai dengan 15 Gbits/in2.

Karena teknologi Giant Magnetoresistive (GMR) mulai ditarik dari pasaran, sebagai penggantinya adalah Colossal Magnetoresistive (CMR).

Kecepatan Putar Disk

Kecepatan putar pada jaman awal sekitar 3600RPM. Dengan semakin berkembangnya teknologi, kecepatan putar ditingkatkan menjadi 4500RPM dan 5400RPM. Karena kebutuhan media penyimpan yang mempunyai kemampuan tinggi dibuatlah dengan kecepatan 7200RPM yang digunakan pada harddisk SCSI.

Berikut tabel kecepatan harddisk yang diaplikasikan pada berbagai jenis interface yang berbeda!

Kapasitas harddisk pada saat ini sudah mencapai orde ratusan GB. Hal ini dikarenakan teknologi bahan yang semakin baik, kerapatan data yang semakin tinggi. Teknologi dari Western Digital saat ini telah mampu membuat harddisk 200GB dengan kecepatan 7200RPM.

Sedangkan Maxtor dengan Maxtor MaxLine II-nya yaitu harddisk berukuran 300GB dengan kecepatan 5400RPM. Beriringan dengan transisi ke ukuran harddisk yang lebih kecil dan kapasitas yang semakin besar terjadi penurunan dramatik dalam harga per megabyte penyimpanan, membuat hardisk kapasitas besar tercapai harganya oleh para pemakai komputer biasa.

Gambar 3 Sistem kontrol head Pada tiap piringan penyimpan terdapat satu head. 

Untuk menjangkau tengah pinggir piringan digunakan sliders sebagai perantaranya.

Teknologi Harddisk

Harddisk dimasa mendatang salah satunya dititik beratkan pada kecepatan akses dan kapasitasnya. Hal ini dapat dilakukan dengan mereduksi komponen mekanis dari fisik harddisknya. Komponen mekanis yang tidak mampu bekerja pada frekuensi tinggi digeser dengan komponen yang bersifat elektris yang mampu bekerja dalam orde MHz bahkan GHz.

Dapat dilihat saat ini sudah dirilis berbagai macam media penyimpan elektronis dalam bentuk kecil. Misalnya USB Drive dan MultiMedia Card. Bila nantinya teknologi ini diterapkan dan dapat harganya terjangkau, kemampuan komputer dari sisi kecepatan akses baca/tulis media penyimpan akan meningkat pesat. Otomatis kemampuan PC Server untuk melayani request dari client akan meningkat.

Berikut Ini Beberapa Rangkuman Referensi Singkat Mengenai Hard Disk ;

INTERFACE HARD DISK IDE (Integrated Drive Electronics) ;

standar lama yang masih ada. Murah, dan terintegrasi dengan MB merupakan alasan teknologi ini teta p ada.Jumlah IDE ada 4 buah tiap MBKoneksi dengan kabel pipih 80 pininterface yang bottleneck dan menghambat panas

SCSI (Small Computer Standard Interface)

Kecapatan 160 mb/detik Jenis SCSI (SCASI I, Wide SCSI, Ultra wide)Menggunakan card tersendiriMB teknologi baru sudah menyertakan card SCSInya .

SCSI biasanya digunakan untuk system server, yang menuntut kinerja tinggi Sistem SCSI dikenal dengan teknologi RAID,sistem penyusunan, penulisan, keamanan dengan beberapa HD.

RAID (Redudancy Array of Independent Disk), merupakan sekumpulan diskdrive yang dianggap oleh OS sebagai drive tunggal.Recovery dan security menjadi prioritas.

Pemasangan Harddisk

Kabel IDE terdapat strip warna merah Power supply ditancapkan bersebelahan atau sejajar dengan warna merah pada kabel IDEJika salah komputer tidak akan bootingLakukan deteksi HD lewat BIOS

Proses Baca Hardisk

Saat sebuah sistem operasi mengirimkan data kepada hard drive untuk direkam, drive tersebut memproses data tersebut menggunakan sebuah formula matematikal yang kompleks yang menambahkan sebuah bit ekstra pada data tersebut.Bit tersebut tidak memakan tempat: Di kemudian hari, saat data diambil, bit ekstra tersebut memungkinkan drive untuk mendeteksi dan mengkoreksi kesalahan acak yang disebabkan oleh variasi dari medan magnet di dalam drive tersebut.

Kemudian, drive tersebut menggerakkan head melalui track yang sesuai dari platter tersebut. Waktu untuk menggerakkan head tersebut dinamakan “seek time”. Saat berada di atas track yang benar, drive menunggu sampai platter berputar hingga sector yang diinginkan berada di bawah head. Jumlah waktu tersebut dinamakan “drive latency”.

Semakin pendek waktu `seek` dan `latency`, semakin cepat drive tersebut menyelesaikan pekerjaannya. Saat komponen elektronik drive menentukan bahwa sebuah head berada di atas sector yang tepat untuk menulis data, drive mengirimkan pulsa elektrik pada head tersebut.

Pulsa tersebut menghasilkan sebuah medan magnetik yang mengubah permukaan magnetik pada platter. Variasi yang terekam tersebut sekarang mewakili sebuah data. Membaca data memerlukan beberapa proses perekaman.

Drive memposisikan bagian pembaca dari head di atas track yang sesuai, dan kemudian menunggu sector yang tepat untuk berputar di atasnya. Saat spektrum magnetik tertentu yang mewakili data Anda pada sector dan track yang tepat berada tepat di atas head pembaca, komponen elektronik drive mendeteksi perubahan kecil pada medan magnetik dan mengubahnya menjadi bit.

Saat drive tersebut selesai mengecek error pada bit dan membetulkannya jika perlu, ia kemudian mengirimkan data tersebut pada sistem operasi.

Sectors dan Tracks

Tracks adalah bagian dari sepanjanjang keliling lingkaran dari luar sampai ke dalam.Sedangkan sector adalah bagian dari tracks.Sectors memiliki jumlah bytes yang sudah diatur.

Ada ribuan sector dalam HD

1 sectors normalnya menyimpan 512 byte informasi

Bahan Pembuat Hardisk

Saat ini hd dibuat dengan teknologi material media magnetik disebut thin film.Lebih rapat, masa pakainya, kecil, ringan dari bahan oxide

Mekanisme Kerja Hard Disk

Proses baca tulis dilakukan oleh lengan hd dengan media Fisik magnetikHead hardisk melakukan konversi bits ke pulse magnetik dan menyimpannya ke dalam platters, dan mengembalikan data jika proses pembacaan dilakukan Hard disk memiliki “Hard platter” yang berfungsi untuk menyimpan medan magnet.

Pada dasarnya cara kerja hard disk adalah dengan menggunakan teknik perekaman medan magnet. Cara kerja teknik magnet tersebut memanfaatkan Iron oxide (FeO) atau karat dari besi, Ferric oxide (Fe2O3) atau oxida lain dari besi. 2 oxida tersebut adalah zat yang bersifat ferromagnetic , yaitu jika didekatkan ke medan magnet maka akan ditarik secara permanen oleh zat tersebut