Harddisk Drive

Sebuah hard disk drive (HDD)  adalah perangkat penyimpanan data yang digunakan untuk menyimpan dan mengambil digital informasi menggunakan berputar cepat disk ( piringan ) yang dilapisi dengan bahan magnetik. Sebuah HDD mempertahankan data bahkan ketika dimatikan. Data dibaca dalam random-access cara, yang berarti individu blok data dapat disimpan atau diambil dalam urutan apapun daripada berurutan . Sebuah HDD terdiri dari satu atau lebih kaku ("keras") berputar cepat disk ( piringan ) dengan kepala magnetik diatur pada bergerak aktuator lengan untuk membaca dan menulis data ke permukaan.

Diperkenalkan oleh IBM pada tahun 1956, [2] HDD menjadi dominan penyimpanan sekunder perangkat untuk komputer tujuan umum oleh awal 1960-an. Terus ditingkatkan, HDD telah mempertahankan posisi ini ke dalam era modern server dan komputer pribadi . Lebih dari 200 perusahaan telah menghasilkan unit HDD, meskipun sebagian besar unit saat ini diproduksi oleh Seagate , Toshiba dan Western Digital . Pendapatan di seluruh dunia untuk pengiriman HDD diperkirakan mencapai $ 33 miliar pada tahun 2013, penurunan sekitar 12% dari $ 37800000000 pada tahun 2012.

Karakteristik utama dari HDD adalah kapasitas dan kinerja . Kapasitas ditentukan dalam prefiks satuan sesuai dengan kekuatan 1000: 1 - terabyte (TB) drive memiliki kapasitas 1.000 gigabyte (GB, di mana 1 gigabyte = 1 milyar byte ). Biasanya, sebagian dari kapasitas HDD yang tidak tersedia bagi pengguna karena digunakan oleh sistem file dan komputer sistem operasi , dan redundansi mungkin inbuilt untuk koreksi kesalahan dan pemulihan. Kinerja ditentukan oleh waktu untuk memindahkan kepala ke file (Rata-rata Access Time) ditambah waktu yang diperlukan untuk file untuk bergerak di bawah kepalanya (rata-rata latency , fungsi fisik kecepatan rotasi dalam putaran per menit ) dan kecepatan di mana file tersebut ditransmisikan (data rate).

Dua yang paling umum faktor bentuk untuk HDDs modern adalah 3,5- inci di komputer desktop dan 2.5-inch di laptop. HDD yang terhubung ke sistem dengan standar antarmuka kabel seperti SATA (Serial ATA), USB atau SAS ( Serial SCSI terlampir ) kabel.

Seperti tahun 2012 , teknologi bersaing utama untuk penyimpanan sekunder adalah memori flash dalam bentuk solid-state drive (SSD). HDD diperkirakan akan tetap media yang dominan untuk penyimpanan sekunder karena diperkirakan keuntungan yang berkesinambungan dalam kapasitas rekaman dan harga per unit penyimpanan,tetapi SSD mengganti HDD di mana kecepatan, konsumsi daya dan daya tahan pertimbangan lebih penting daripada harga dan kapasitas.

Komponen

Sebuah HDD khas memiliki dua motor listrik, motor spindle yang berputar disk dan aktuator (motor) yang menempatkan membaca / menulis kepala perakitan di disk berputar. Motor disk yang memiliki rotor eksternal yang melekat pada disk, gulungan stator tetap di tempatnya. Opposite aktuator pada akhir lengan dukungan kepala adalah kepala baca-tulis, kabel tipis dicetak sirkuit menghubungkan membaca-menulis kepala untuk penguat elektronik yang dipasang pada poros aktuator. Dukungan kepala lengan sangat ringan, tetapi juga kaku; di drive modern, percepatan di kepala mencapai 550 g .

Kepala tumpukan dengan coil actuator di sebelah kiri dan membaca / menulis kepala di sebelah kanan

Itu aktuator adalah magnet permanen dan bergerak kumparan motor yang ayunan kepala ke posisi yang diinginkan. Sebuah pelat logam mendukung jongkok neodymium-besi-boron (NIB) high-flux magnet . Di bawah pelat ini adalah kumparan bergerak, sering disebut sebagai kumparan suara dengan analogi kumparan di pengeras suara , yang melekat pada hub aktuator, dan di bawahnya adalah NIB magnet kedua, dipasang pada pelat bawah motor (beberapa drive hanya memiliki satu magnet).

Kumparan suara itu sendiri berbentuk agak seperti panah, dan terbuat dari dua kali lipat dilapisi tembaga kawat magnet . Lapisan dalam adalah isolasi, dan luar adalah termoplastik, yang obligasi kumparan bersama setelah luka pada formulir, sehingga mandiri. Bagian dari kumparan sepanjang dua sisi dari panah (yang mengarah ke pusat bantalan aktuator) berinteraksi dengan medan magnet , mengembangkan gaya tangensial yang berputar actuator. Arus yang mengalir radial keluar sepanjang satu sisi panah dan radial ke dalam di sisi lain menghasilkan gaya tangensial . Jika medan magnet yang seragam, masing-masing pihak akan menghasilkan kekuatan yang bertentangan yang akan membatalkan satu sama lain. Oleh karena itu permukaan magnet adalah setengah tiang N, S setengah tiang, dengan garis pemisah radial di tengah, menyebabkan dua sisi kumparan untuk melihat medan magnet yang berlawanan dan menghasilkan kekuatan yang menambah bukannya membatalkan. Arus di bagian atas dan bawah kumparan menghasilkan kekuatan radial yang tidak memutar kepala.

Elektronik HDD mengontrol pergerakan actuator dan rotasi dari disk, dan melakukan membaca dan menulis pada permintaan dari disk controller . Umpan balik dari drive elektronik dilakukan dengan cara segmen khusus dari disk yang didedikasikan untuk umpan balik servo. Ini adalah salah satu lingkaran konsentris lengkap (dalam hal khusus Servo teknologi), atau segmen diselingi dengan data real (dalam hal tertanam Servo teknologi). The servo umpan balik mengoptimalkan sinyal untuk rasio kebisingan sensor GMR dengan menyesuaikan suara-coil lengan digerakkan. Pemintalan disk juga menggunakan motor servo. Firmware disk yang modern yang mampu membaca dan menulis penjadwalan efisien pada permukaan platter dan remapping sektor media yang telah gagal.

Waktu untuk mengakses data

Faktor-faktor yang membatasi waktu untuk mengakses data pada HDD sebagian besar terkait dengan sifat mekanik berputar disk dan bergerak kepala. Mencari waktu adalah ukuran dari berapa lama waktu yang dibutuhkan kepala perakitan untuk melakukan perjalanan ke trek dari disk yang berisi data. latency rotasi tersebut terjadi karena sektor disk yang diinginkan mungkin tidak langsung di bawah kepala ketika transfer data yang diminta. Kedua penundaan berada di urutan milidetik masing-masing. The bit rate atau kecepatan transfer data (setelah kepala berada dalam posisi yang tepat) menciptakan penundaan yang merupakan fungsi dari jumlah blok ditransfer, biasanya relatif kecil, tetapi dapat cukup panjang dengan transfer file yang berdampingan. Keterlambatan juga dapat terjadi jika disk drive berhenti untuk menghemat energi.

Sebuah HDD Average Access Time adalah rata-rata Carilah waktu yang secara teknis adalah waktu untuk melakukan semua yang mungkin mencari dibagi dengan jumlah semua kemungkinan berusaha, tetapi dalam prakteknya ditentukan oleh metode statistik atau hanya diperkirakan sebagai waktu dari mencari lebih dari sepertiga dari jumlah track.

Defragmentation adalah prosedur yang digunakan untuk meminimalkan keterlambatan dalam mengambil data dengan memindahkan barang-barang yang berhubungan dengan daerah proksimat secara fisik pada disk. Beberapa sistem operasi komputer melakukan defragmentasi secara otomatis. Meskipun defragmentasi otomatis dimaksudkan untuk mengurangi keterlambatan akses, kinerja akan dikurangi untuk sementara waktu sementara prosedur sedang berlangsung. 

Waktu untuk mengakses data dapat ditingkatkan dengan meningkatkan kecepatan rotasi (sehingga mengurangi latency) dan / atau dengan mengurangi waktu yang dihabiskan mencari. Meningkatkan densitas meningkatkan throughput yang dengan meningkatkan data rate dan dengan meningkatkan jumlah data di bawah satu set kepala, sehingga berpotensi mengurangi mencari aktivitas untuk jumlah yang diberikan data. Berdasarkan tren bersejarah, analis memprediksi pertumbuhan masa depan HDD densitas (dan karenanya kapasitas) sekitar 40% per tahun. [89] Waktu untuk mengakses data tidak terus dengan peningkatan throughput, yang sendiri tidak terus dengan pertumbuhan dalam kapasitas penyimpanan.