Teknologi Hard disk

Dalam perangkat keras komputer, pasti kita kenal dan sangat akrab dengan yang namanya hard disk sebagai media untuk menyimpan (storage) data. Hard disk adalah salah satu komponen di dalam Hard Disk Drive (HDD). Sebuah hard disk berfungsi untuk menyimpan informasi (data) dengan menempatkan sebuah medan magnetik melalui permukaan sebuah disk berlapis material bermagnet yang bergerak (lihat gambar 1). Sebuah hard disk menyimpan data digital sebagai titik mangetik pada permukaan sebuah disk yang disebut bit. Sebuah bit (dimana data akan dikomposisikan sebagai bit) menyatakan nilai 0 saat disk dimagnetisasi pada satu arah, dan bernilai 1 bila arahnya berlawanan. Jadi perubahan arah magnetic pada setiap bit akan diterjemahkan sebagai kombinasi 0 dan 1. Satu bit akan menyimpan satu informasi dalam bentuk angka biner kombinasi 1 dan 0. Dalam Hard Disk Drive (HDD) ada 3 komponen utama (lihat gambar 1):

1. Hard disk atau platter (pelat/disk metal)
2. Write-core head adalah salah satu perangkat perekam untuk menulis data
3. GMR read-sensor head untuk membaca data dari setiap permukaan platter.
Hard disk memposisikan dua buah head (penulis dan pembaca), bergantung sebuah lengan yang dapat bergerak, dengan jarak 10 nanometer di atas permukaan platter pada tiap sisinya.
Gambar 2. Hard disk drive (HDD) generasi pertama dan sekarang
Sejarah hard disk drive (HDD)
Hard disk drive (HDD) pertama kali dibuat dan diproduksi oleh IBM company pada tahun 1956 yang selanjutnya dikenal sebagai HDD generasi pertama (gambar. 2). HDD berlabel RAMAC 305 ini mempunyai kapasitas 5 Mega Bits (MB) atau 5.000.000 bits. Artinya RAMAC 305 hanya bisa menyimpan 5 juta
informasi. Pada tahun 2004, Toshiba company mengeluarkan hard disk drive berlabel HDD-0.85 inchi. HDD yang berukuran kurang dari 1 inchi ini mempunyai kapasitas 4 Giga Bits (GB) atau 4 milyar bits, dan menjadi HDD terkecil di dunia (lihat gambar 2).
Kapasitas hard disk
Kapasitas hard disk adalah salah satu spesifikasi komputer yang menentukan harga komputer. Bisanya dalam satu HDD terdapat beberapa lempeng platter atau hard disk yang menunjukkan total kapasitas hard disk komputer. Dalam dunia ilmiah, kapasitas hard disk biasanya ditulis dalam satuan density (kerapatan) kapasitas hard disk yang disingkat BPSI (Bits per square inch) atau jumlah bit tiap 1 inchi persegi.
Secara umum perkembangan teknologi pada hard disk terbagi menjadi dua hal, yaitu ukuran yang semakin kecil dan kapasitas hard disk yang semakin besar. Pada tahun 2004, kapasitas hard disk di pasaran menembus angka 70 GB/square-inch. Artinya 140 GB atau 140 milyar informasi bisa disimpan dalam 1 lempeng (platter) hard disk yang mempunyai luas 2 inchi persegi. Dari kapasitas tersebut bisa diproduksi HDD berkapasitas beberapa ratus GB. Karena biasanya dalam satu HDD terdiri dari beberapa lempeng hard disk.
Teknologi hard disk
Kapasitas hard disk (dalam Bits/inchi-persegi) sangat tergantung pada ukuran bit. Contoh, untuk memproduksi hard diks berkapasitas 250 GB/inchi-persegi, diperlukan bit dengan ukuran kurang lebih 50 nanometer. Artinya, peningkatan kapasitas hard disk bisa didapat dengan memperkecil ukuran bit.
Seperti yang telah ditulis di atas bahwa informasi (kombinasi angka biner 0 atau 1) berasal dari orientasi arah magnetic pada setiap bit. Perubahan (fluktuasi) arah magnetic pada bit akan menimbukan perubahan informasi. Agar informasi yang tersimpan tetap “terjaga” secara permanen dan hanya bisa berubah kalau dibaca atau dihapus, maka tidak boleh ada fluktuasi arah magnetic (magnetic orientation) pada bit dengan sendirinya. Untuk itu, secara fisika 1 bit harus terdiri dari puluhan bulir magnetic atau magnetic grain, dimana dari beberapa magnetic grain tersebut akan muncul resultant magnetic orientation pada satu arah tertentu. Jadi untuk memperkecil ukuran bit, dan tetap menjaga jumlah magnetic grain dalam satu bit, kapasitas hard disk besar hanya bisa didapat dengan memperkecil ukuran magnetic grain pada material hard disk. Hard disk yang beredar di pasaran saat ini terbuat dari material seperti Co-based material, Fe-based material, Pt-based material, dan mempunyai magnetic grain berukuran kisaran 20 – 30 nanometer. Untuk mendapatkan hard disk dengan kapasitas 1 TeraBits/inchi-persegi atau 1,000,000,000,000 informasi di setiap 1 inchi-persegi, dibutuhkan bit berukuran kurang dari 20 nanometer. Dan ini hanya bisa diperoleh dari material yang mempunyai magnetic grain berukuran kurang dari 3 nanometer. Tapi masalah terbesar adalah menyangkut pada titik yang disebut batas super-paramagnetik, dimana jika ukuran magnetic grain sangat kecil fluktuasi termodinamik pada setiap magnetic grain dapat berakibat berfluktuasinya magnetic orientation pada bit dan menyebabkan data akan berubah atau hilang dengan sendirinya. Meskipun begitu, para penggiat dan pemerhati teknologi hard disk tetap optimis bahwa masa depan industri hard disk tetap cerah. Salah satu pendekatannya adalah dengan menggunakan teknologi nano-material atau nano-disk. Perkembangan nano-teknologi terutama pada industri semiconductor memberikan inspirasi bagi pemerhati hard disk untuk mencari solusi pada permasalahan di atas.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: