media penyimpanan

Gambar  memperlihatkan komponen yang digunakan oleh semua hard disk drive:

• Piringan cakram
• Head (kepala/bungkul) baca/tulis (read/write head)
• Head penempatan penggerak
• Motor kumparan
• Papan logika/sirkuit
• Bezel/faceplate (muka cakram)
• Jumper konfigurasi
• Konektor interface

Piringan cakram, seperti tampak pada Gambar diatas, adalah media dimana data disimpan di dalam hard disk drive. Suatu hard disk drive memiliki dua hingga sepuluh piringan. Umumnya memiliki diameter 2 ½ “ atau 3 ½ “ dan buat dari material aluminium atau campuran kaca-keramik. Piringan tersebut dilapisi dengan media film-tipis yang sensitif terhadap magnet. Piringan tersebut bersisi-ganda, dengan media sensitif magnetik pada tiap sisinya. Piringan tersebut disusun dengan jarak antara mereka pada sebuah poros/pusat (hub) yang menahannya pada tempatnya, terpisah satu sama lain. Poros itu juga disebut sebagai kumparan (spindle).

Piringan cakram membutuhkan head baca/tulis pada tiap sisinya. Head baca/tulis digunakan untuk mengakses media. Head tersebut bertumpuk-tumpuk, atau bergerombol/berkelomok, pada sebuah pengangkut yang disebut rak. Karena ter-mount/terpasang menjadi satu, mereka bergerak bersamaan pada piringan dengan rak. Head tersebut terhubung dengan rak melalui lengan. Lengan tersebut terbentang dari penempat gerakan head. Head itu sendiri adalah peranti berbentuk U atau V dengan materi/bahan konduktif elektris yang dibelit dengan kable. Kabel tersebut membuat head tersebut sensitif atas media magnetik pada piringan.

Head baca/tulis pada floppy drive secara langsung menyentuh permukaan media. Sementara pada hard drive mengapung pada jarak kecil di atas permukaan. Ini disebabkan karena piringan memiliki kekhasan dalam putaran yang sangat tinggi seperti 4,500 – 10,000 putaran per menit (rpm – revolution per minute), yang menyebabkan timbulnya tekanan udara antara piringan dan head baca/tulis. Poros pusat, atau kumparan, dudukan piringan diputar oleh sebuah motor kumparan. Tidak ada sabuk atau roda gigi digunakan sebagai penghubung dengan kumparan piringan hard disk. Sabuk dan roda gigi yang ditambahkan akan meningkatkan harganya dan dianggap bising. Hal tersebut menimbulkan pendapat mengenai tingkat  keandalannya.

CATATAN:

User tidak diperbolehkan membuka disk drive dalam usaha perbaikan karena hard disk dikondisikan pada lingkungan yang sangat bersih. Disk tersebut disegel di dalam rumah pelindung dan tidak boleh dibuka. Perbaikan akan membutuhkan fasilitas khusus yang disebut ultra-clean rooms (ruangan ultra-bersih). Bahkan partikel asap, debu, dan rambut harus dibersihkan dari udara.

Bagaimana Hard Drive Bekerja

Hard disk drive berfungsi sama seperti floppy disk drive. Piringan cakram berputar pada kecepatan tinggi sementara head drive mengakses media untuk melakukan operasi baca atau tulis. Pemahaman cara baca dan proses penulisan  head terhadap struktur data pada media piringan sangat penting untuk diketahui.

Media piringan drive adalah material sensitif magnet. Umumnya, hard disk drive modern menggunakan film atau campuran logam (alloy) kobalt (cobalt metal alloy) yang terletak pada beberapa layer/lapisan mikro-tipis. Partikel magnetik pada media ini secara acak sejajar manakala disk tidak berisi data. Namun, ketika head baca/tulis menulis pada area tersebut, partikel pada jalur itu akan mengarah/segaris/sejajar (align) dalam arah tertentu. Ini terjadi berdasarkan arah aliran arus elektris pada head. Arah magnetis setempat pada media disebut flux. Arus pada head dapat dibalik, membalikkan flux. Pembalikan flux adalah lawan arah magnetis yang pada media. Ketika piringan beputar, head akan membentuk pola sepanjang jalur. Perubahan pola flux pada jalur ini menggambarkan data yang terekam.

Perputaran Hard Drive

Personal computer memiliki minimal satu HDD yang terinstal pada unit sistem. Bila memerlukan tambahan kapasitas penyimpanan, umumnya ditambahkan HDD yang lain. Kapasitas HDD dihitung dengan berapa banyak informasi yang dapat disimpan. Kapasitas HDD umumnya disebut dalam megabytes atau gigabytes. Hard disk yang lebih lama menyimpan sekitar 5 MB dan menggunakan piringan berdiameter hingga 12“. Hard disk kini umumnya berupa piringan 3.5” untuk komputer dan piringan 2.5” untuk notebooks. Mereka dapat menyimpan hingga beberapa gigabytes. HDD 2 gigabytes (GB), contohnya, dapat menyimpan hingga 2,147,483,648 karakter. Untuk sistem aplikasi dan operasi masa kini, 2 GB akan cepat terpakai, meninggalkan sedikit ruang untuk keperluan penyimpanan data.

Beberapa interface hard disk lama menggunakan interface device-level. Hard disk ini memiliki banyak permasalahan dengan kesesuaian, keutuhan data, dan kecepatan. Interface awal hard disk yang digunakan pada IBM PC/XT diekmbangkan oleh Seagate Technologies. Disebut juga sebagai Modified Frequency Modulation (MFM). MFM menggunakan metode pengkodean cakram magnetik dengan interface ST-506.

Rung Length Limited (RLL) adalah interface hard disk yang mirip dengan MFM. RLL memiliki jumlah sektor yang lebih besar daripada MFM. RLL adalah metode pengkodean yang sering digunakan pada cakram magnetik, termasuk interface RLL, SCSI, IDE, dan ESDI. Kini hard drive drive standar yang umum adalah IDE, EIDE, dan SCSI.

a.   CD-ROM

Bagian ini membicarakan drive dan media CD-ROM. Teknologi di balik CD-ROM dimulai pada akhir 1970-an. Pada 1978, Sony dan Philips Corporation mengenalkan audio compact disk (CD). Kini, ukuran media aktual dan desain dasar CD-ROM tidak berubah. Sebenarnya tiap unit sistem yang dirakit saat ini termasuk sebuah CD-ROM drive. Alat ini tersusun dari kumparan, sebuah laser yang menyorot pada permukaan tertentu pada disket, sebuah prisma yang membelokkan arah laser, dan sebuah dioda sensitif-cahaya yang membaca sorotan cahaya. Kini, tersedia berbagai pilihan. Termasuk CD-ROM, CD-R, CD-RW, dan DVD-ROM.

Sebuah CD-ROM drive adalah peranti penyimpanan sekunder yang membaca informasi yang tersimpan pada cakram padat (compact drive). Bila floppy dan hard disk menggunakan media magnetik, CD-ROM menggunakan media optik. Daya hidup media optik mencapai puluhan tahun. Ini membuat CD-ROM menjadi sebuah alat yang sangat berguna.

CD-ROM sangat berguna untuk menginstal program, menjalankan aplikasi yang menginstal beberapa file ke dalam hard drive, dan mengeksekusi program dengan mentransfer data dari CD-ROM pada memori saat program tersebut berjalan.

CD-ROM adalah sebuah media penyimpanan optik read-only (hanya dapat dibaca). Istilah CD-ROM dimaksudkan untuk baik media maupun unit pembacanya. Unit pembaca tersebut juga disebut dengan CD-ROM drive atau CD.

Cakram CD komputer memiliki faktor bentuk, atau dimensi fisik yang sama, seperti cakram untuk musik. Cakram tersebut berupa cakram berlapis dengan polycarbonate, kira-kira berdiameter 4.75”. Bentuknya dilapisi oleh campuran aluminium tipis. Lapisan plastik melindungi disket dari goresan. Data diletakkan pada film alloy (emas-tembaga).

Komponen utama di dalam drive CD-ROM adalah pemasangan head optik, mekanisme penggerak head, motor kumparan, mekanisme load/pengangkutan, konektor dan jumper, dan papan logika. CD-ROM drives internal diletakkan di dalam case komputer. CD-ROM drive eksternal dihubungkan menuju komputer melalui kabel.

Gambar 36. CD ROM

Bagaimana CD-ROM Bekerja

CD umumnya diproduksi atau dibuat di pabrik. Teknis perekaman CD bukan berupa magnetik, seperti media floppy dan hard disk. Untuk sebuah CD, sebuah laser akan menggoreskan data pada disket master. Pembuatan laser akan membakar lubang pada permukaan lembut disket, menghasilkan permukaan datar di antaranya. Pola lubang dan  bidang menunjukkan data. Hingga 682 MB data teks, audio, video, dan grafis dapat ditulis pada disket. Saat membuat master, ia akan digunakan untuk membubuhkan salinan. Sekali salinan dibuat, mereka akan disegel untuk didistribusikan.

Ketika data dibaca, cahaya dari laser bertumbukan dengan lubang dan bidang yang terletak pada sisi bawah disket. Lubang merefleksikan lebih sedikit cahaya, sehingga dibaca oleh drive CD-ROM sebagai 0. Bidang merefleksikan lebih banyak cahaya, sehingga terbaca sebagai 1. Keduanya kemudian membentuk bahasa kode biner yang dipahami oleh komputer.

Sekarang sudah tersedia CD-Writers untuk PC. Alat ini memungkinkan tersebarnya kemampuan untuk menulis CD-ROM dalam proses yang disebut CD burning (pembakaran CD).

Satu spesifikasi CD-ROM drive adalah kecepatan. Semakin cepat putaran cakram, semakin cepat data bisa ditransfer menuju memori komputer. Kecepatan CD-ROM ditunjukkan dengan angka dengan sebuah “X” setelahnya. Sebagai contoh, sebuah CD-ROM berkecepatan 12 tertulis sebagai 12x. Semakin besar angka, semakin cepat perputaran cakram, seperti tampak pada gambar. Dua spesifikasi penting lainnya adalah waktu akses dan kecepatan transfer data.

Seting kecepatan CD-ROM untuk drive eksternal akan berbeda. Periksa dokumentasi pabrik untuk informasi lainnya.

Spesifikasi lainnya yang mempengaruhi kecepatan secara langsung atau tidak langsung, waktu akses atau kecepatan transfer. Yaitu waktu pencarian, memori tersembunyi, tipe interface, dan perbaikan kesalahan.

b.  Format DVD dan drivers

DVD adalah salah satu tipe cakram optik yang menggunakan diameter 120 mm yang sama seperti CD. DVD tampak seperti CD, namun kapasitas penyimpanannya jauh lebih tinggi. DVD dapat merekam pada kedua sisi dan beberapa versi komersialnya dapat mendukung dua lapisan tiap sisinya. Ini dapat menghasilkan lebih dari 25 kali kemampuan simpan CD.

DVD awalnya digunakan untuk Digital Video Disc. Saat teknologi ini dikembangkan pada dunia komputer, bagian video hilang dan kini hanya disebut sebagai D-V-D. Forum DVD didirikan tahun 1995 dengan tujuan untuk berbagi dan menyebarkan ide dan informasi mengenai format DVD dan kemampuan, perkembangan, serta penemuan teknisnya. Forum DVD memulai penggunaan istilah Digital Versatile Disc. Kini, baik istilah Digital Versatile Disk dan Digital Video Disk diterima oleh masyarakat.

Ada dua tipe media yang dikembangkan untuk DVD termasuk plus dan minus. Forum DVD mendukung media DVD dengan penghubung seperti DVD-R dan DVD-RW. Media ini disebut Minus R atau Minus RW. Perserikatan DVD +RW, didirikan tahun 1997. Persekutuan DVD +RW mengembangkan standar plus. Termasuk DVD+R dan DVD+RW. Plus dan minus memang membingungkan hingga saat ini. Di tahun 2002 drive diperkenalkan mendukung baik media tipe plus maupun minus.

Bagaimana DVD-ROM Bekerja

Seperti CD, data disimpan dalam bentuk lekukan dan tonjolan pada permukaan reflektif tiap disket DVD. Cekungan tersebut disebut lubang, dan tonjolan sebagai bidang.

Ketika data dibaca, sinar dari laser menabrak melewati lubang. Bidang terletak pada bagian bawah cakram. Lubang akan memantulkan lebih sedikit sinar, sehingga dibaca oleh DVD drive sebagai 0. Bidang memantulkan lebih banyak sinar, sehingga dibaca sebagai 1. Keduanya akan membentuk bahasa biner yang dipahami oleh komputer.

Kecepatan, Waktu Akses, dan Kecepatan Transfer

Satu spesifikasi DVD drive adalah kecepatan. Semakin cepat cakram berputar, semakin cepat data ditransfer menuju memori komputer. Kecepatan DVD dinyatakan oleh angka dengan sebuah “x” setelahnya. Sebagai contoh, sebuah DVD berkecepatan 12 berlabel 12x. Semakin besar nilainya, semakin tinggi kecepatan putarnya.

Dua spesifikasi penting lainnya adalah waktu akses dan kecepatan transfer data. Waktu akses adalah secepat apakah data yang dicari oleh user dapat ditemukan dan diposisikan oleh laser. Kecepatan transfer data adalah kecepatan komputer dalam mentransfer informasi menuju memori.

Tingkat kecepatan DVD untuk drive eksternal akan berbeda. Lihat dokumentasi pabrikan untuk informasi lanjut.

Spesifikasi lainnya yang langsung atau tidak langsung mempengaruhi kecepatan, waktu akses atau kecepatan transfer adalah waktu pencarian, memori tersembunyi, tipe interface, dan perbaikan kesalahan.

c.   Backup hardware

Tape drive biasanya digunakan sebagai peranti untuk backup data pada disk drive server jaringan. Peranti tape (pita) dikenal karena perfomanya yang tahan lama. Performa tersebut sebagian disebabkan karena mekanisme drive tape  yang terdapat pada beberapa sistem.

Ada beberapa macam peranti tape yang menggunakan beberapa format tape berbeda untuk menyimpan data. Kebanyakan drive tape juga dapat mengkompresi (memadatkan) data sebelum disimpan di dalam tape. Kebanyakan rasio kompresinya adalah 2:1. Hal ini menggandakan kapasitas penyimpanan tape.

d.  Quarter Inch Cartridge (Cartridge Seperempat Inci)

Di tahun 1972, 3M menciptakan Quarter Inch Cartridge (QIC, dibaca quick). QIC adalah salah satu standar tape. Seperti tampak pada namanya, tape yang digunakan pada QIC selebar satu-seperempat inci. Ada banyak versi QIC tape drives setelah beberapa tahun. QIC tape drive pertama menempel pada pengatur floppy disk pada komputer. Versi yang lebih baru dapat ditempatkan pada port paralel komputer. Selain itu versi belakangan menggunkaan interface hard disk drive IDE. Standar QIC membatasi kapasitas penyimpanan dan digunakan hanya pada server jaringan tingkat-masukan (entry-level).

b.    Travan Cartridge Tape

Imation Company, pecahan dari keluaran terdahulu (spin-off) 3 M, memperkenalkan standar Travan cartridge tape pada 1994. Travan berbasis teknologi QIC. Dalam kebanyakan kondisi, ia dapat membaca dan juga menulis sesuai dengan beberapa QIC tape cartridge, atau mampu membaca QIC cartridge. Travan tape drive memiliki kapasitas penyimpanan yang lebih tinggi daripada QIC tape drives yang lebih lama. Kebanyakan standar yang digunakan pada Travan tape drive adalah kompresi hardware. Hal ini akan membebaskan beberapa prosesor server, membuatnya mampu melakukan proses lain pada waktu bersamaan. Travan tape drive mampu mem-back up server jaringan kelas bawah (low-end), namun relatif lambat. Kecepatan backup sekitar 1 MBps.

c.    8mm Tape (Pita 8mm)

Exabyte Corporation mempelopori teknologi pita yang digunakan pada pita 8 mm. Teknologi ini menggunakan pita yang sama dengan pita video 8mm dan sistem  pindai putar (helical scan) yang digunakan pada VCR. Teknologi pita 8mm Mammoth adalah perkembangan dari teknologi pita 8mm asli dengan kapasitas penyimpanan yang lebih tinggi dan kecepatan transfer yang lebih tinggi.

d.    Advanced Intelligent Tape

Teknologi Advance Intelligent Tape (AIT) awalnya dikembangkan oleh Sony dan diperkenalkan pada tahun 1996. Teknologi AIT menggunkan pita 8mm yang menggunakan hardware perekam pindai putar (helical scan) seperti pada VCR. Pita AIT memiliki memori pada cartridge pita. Ini dikenal sebagai Memory-In-Cassette (MIC). MIC menyimpan catatan pita untuk memfasilitasi penempatan tempat sebuah file pada sebuah sistem pemulihan. Untuk informasi lainnya mengenai teknologi AIT, lihat web site Forum AIT pada

e.    Digital Audio Tape

Standar pita Digital Audio Tape (DAT) menggunakan pita audio digital 4 mm untuk menyimpan data dalam format Digital Data Storage (DSS). Kini terdapat empat standar DDS yang berbeda. Gambar 6 merangkum standar pita DAT.

f.     Digital Linear Tape

Teknologi Digital Linear Tape (DLT) menawarkan kemampuan backup pita berkapasitas tinggi dan berkecepatan tinggi. Pita DLT menyimpan informasi pada pita dalam format linear. Ini tidak seperti teknologi pita 8mm yang menggunakan teknologi penyimpanan pindai putar (helical scan). DLT tape drive mendukung kapasitas penyimpanan tinggi. Tergantung pada media yang digunakan, DLT tape drive dapat menyimpan hingga 70 GB data terkompres dengan kecepatan transfer tinggi. Namun, DLT tape drive cukup mahal.Gambar 7 membandingkan format pita DLT.

g.    Linear Tape-Open

Hewlett-Packard, IBM, dan Seagate mengembangkan teknologi Linear Tape-Open (LTO). LTO dikenal dalam dua bentuk yang berbeda. Salah satu bentuk, Ultrium, didesain untuk kapasitas penyimpanan tinggi. Lainnya, Accelis, dibuat untuk akses cepat.  Untuk informasi lebih lanjut mengenai teknologi pita LTO, lihat ada web site LTO

h.    Tape Arrays

Beberapa vendor server jaringan menawarkan susunan drive pita degan karakteristik toleransi-kesalahan. Kebanyakan teknologi ini mengugnakan empat tape drive serupa dan menggunakan versi pita RAID, disebut juga dengan redundant array of independent tapes (RAIT). RAIT dapat digunakan untuk memencerminkan tape drives, atau memperlakukannya sebagai potongan data sama hingga minimal tiga tape drive. Sehingga bila sebuah pita rusak atau hilang, data masih bisa diselamatkan.

i.      Tape Autochargers

Tape autocharger, disebut juga sebagai tape auto loader (pita auto load), memungkinkan tape drive di-load pada pita baru sementara pita yang digunakan telah penuh saat melakukan backup. Ini membebaskan operator dari keharusan melepaskan satu pita dan memasukkan pita yang baru. Hal ini sangat membantu karena backup biasanya dilakukan pada tengah malam. Kebanyakan tape autochangers mendukung unloading (melepaskan) dan loading (memasang) sepuluh pita atau kurang.

j.      Tape Libraries

Tape library umumnya adalah sistem eksternal yang memiliki tape drive berganda, sepuluh atau ratusan pita, dan mekanisme otomatis untuk menempatkan pita. Alat ini dapat me-load pita ke dalam tape drive dan mengembalikan pita pada tempat yang seharusnya. Tape libraries adalah sistem backup canggih.

k.    USB Flash Memory

USB Flash Memory adalah tipe peranti penyimpanan yang relatif baru. Alat ini dapat menyimpan ratusan kali data pada floppy disk. Tersedia untuk menyimpan 16 MB, 32 MB, 64 MB, 128 MB, 256 MB, 512 MB dan 1 GB. USB 1.1 memiliki kecepatan baca hingga 1 MB/s dan kecepatan tulis hingga 900 KB/s. Versi terbaru adalah USB 2.0 yang memiliki kecepatan baca hingga 6 MB/s dan kecepatan tulis hingga 4.5 MB/s.