CD, ROM, dan Harddisk

CD

Cakram padat (EN: compact disc atau disingkat CD) adalah cakram optik digital yang digunakan untuk menyimpan data. Sejak diperkenalkan secara resmi pada tahun 1982, CD memperoleh puncak penjualan pada tahun 2000 yang mencapai 2.445 juta keping.

Kelemahan dari CD adalah kualitas suara yang dihasilkan tidak sebagus yang ada di pita kaset yang merupakan suara standar sinus murni, akan tetapi merupakan trap atau tangga yang berbentuk sinus dari hasil perubahan sinyal digital ke sinyal analog. Kelebihan dari CD adalah minimnya desah seperti yang ditimbulkan kaset. Selain itu, bentuk CD sangat ringan dan mudah dibawa serta merupakan media yang tahan lama. CD menawarkan kapasitas penyimpanan data yang besar serta kapabilitas produksi yang lebih efisien.

Cakram padat

Permukaan terbaca dari cakram padat mencakup lintasan spiral yang dilekatkan cukup rapat sehingga cahaya dapat terdifraksi menjadi spektrum kasatmata penuh.
Jenis media	Cakram optik
Penyandian	Bermacam-macam
Kapasitas	Mulai dari 700 MiB (hingga audio 80 menit)
Mekanisme baca	780 nm panjang gelombang (inframerah dan tepi merah) laser semikonduktor, 1200 Kib/s (1×)
Mekanisme tulis	1200 Kib/s (1×)
Pengembang	Philips, Sony
Penggunaan	Penyimpanan data, audio, dan video.

Sejarah

• 1970 Philips memulai penelitian mengenai ALP (Audio Long Play), sebuah sistem audio untuk menghadapi teknologi rekaman vinyl dengan menggunakan teknologi laser. Lou Otters, Direktur teknik dari divisi audio di Philips, menyarankan agar format fisik ALP harus lebih kecil dari format rekaman Vinyl dan dapat memuat rekaman musik selama satu jam. Kerja sama antara Sony dan Philips berfokus kepada bagimana membentuk CD lebih kecil, mereka mempunyai ide untuk membuat CD sanggup memuat quadraphonic Sound tetapi berakibat ukuran CD membesar menjadi berdiameter 20 cm, rencana itu digagalkan.
• 1977 Philips memulai mengambil inisiatif untuk membuat format baru audio, dan banyak nama yang didiskusikan, seperti Mini Rack, MiniDisc, atau CompactRack, tetapi nama yang diambil adalah Compact Disc karena mengingatkan kepada kesuksesan Compact Cassette.
• 1979 Philips membuat press Conference di Eindhoven, Jerman untuk memamerkan CD dengan kualitas audio yang sangat baik (High audip quality).Philips berkelana ke Jepang untuk mengadakan perundingan pembuatan format standar dari keping audio, dan Philips mendapatkan kesepakan dengan Sony. Philips menawarkan durasi panjang perekaman dan daya tahan terhadap kerusakan cakram seperti goresan halus dan sidik jari, sementara itu Sony menawarkan metode koreksi kesalahan (error-correction method). Ukuran awal yang ditawarkan Philips adalah 11,5 cm, tetapi pihak Sonymenolaknya dengan alasan bahwa cakram harus mampu merekam keseluruhan lagu dari Beethoven`s 9th Symphony, oleh karena itu diameter CD naik menjadi 12 cm untuk memuat data ekstra.
• 1980: Philips dan Sony memproduksi “Red Book”, yang di dalamnya tercantum standardisasi mengenai Cakram digital, dari sini mereka mulai bekerja terpisah untuk merancang CD yang akan diproduksi.
• 1982: Philips memproduksi pemutar CD pertama kalinya.
• 1983: Penerbitan “Yellow Book”. Yang di dalamnya memuat standardisasi dari Compact Disc – Read Only Memory (CD-ROM), yang menjadi sebuah standar CD berbasis komputer dan hal ini juga digunakan sebagai standardisasi bagi setiap komputer untuk mampu membaca drive CD-ROM.
• 1985: Dire Straits dengan Brother In Arms, menjadi artist yang menjual lebih dari satu juta kopi cakram, dan rekor ini masih menjadi rekor album CD terlaris.
• 1986: Penerbitan “Green Book”, di dalamnya terdapat teknologi CD-Interactive, yang digunakan untuk mensinkornasikan antara audio dan data di dalam CD-ROM. Yang ditunjukan untuk menampung full motion video yang dikombinasikan dengan interaktivitas.Perkembangan selanjutnya terciptanya CD-RW, perangkat cakram padat yang dapat digunakan secara berulang-ulang, perangkat ini mempunyai kemampuan seperti disket ataupun hard drive, dapat ditulis ulang berkali-kali.
• 1998: Empat ratus Miliar CD telah diproduksi.
• 2000: Format MP3 Diluncurkan dan mulai memengaruhi penjualan CD
• 2008: Penjualan CD menurun 20% dibandingkan penjualan pada tahun 2000.

Detail fisik

CD dibuat dari plastik polikarbonat setebal 1,2 mm dengan berat 15-20 gram. Pembagian komponen CD dari bagian tengah CD sampai luar adalah : Pusat/ poros CD, daerah transisi pertama (cincin penjepit), daerah kelm (cincin stacking), Daerah transisi kedua, daerah informasi dan RIM. Untuk ukuran CD berdiameter 120mm dapat memuat audio selama 80 menit atau data sebesar 650-870 MB, sedangkan mini cd yang memiliki diameter mulai dari 60mm sampai dengan 80mm dapat memuat audio selama 24 menit atau data sebesar 185-210 MB.

Lapisan tipis aluminium atau yang lebih jarang, lapisan tipis emas digunakan ke permukaan untuk menimbulkan refleksi, lapisan ini dilindungi oleh suatu lapisan film pernis yang diputar langsung ke atas lapisan reflektif. Label CD dicetak di atas lapisan pernis, metode yang digunakan untuk mencetak label adalah metode percetakan umum atau cetak offset.

Lapisan tipis aluminium atau, lebih jarang, emas diterapkan ke permukaan sehingga reflektif. Logam ini dilindungi oleh sebuah film Data di dalam CD disimpan dalam rangkaian lekukan kecil yang disebut pits, pengkodeaan berlangsung di dalam lintasan spiral ke luar di lapisan polikarbonat. daerah antara pits dikenal sebagai lands. Setiap pits memiliki kedalaman sebesar 100 nm dan luas sekitar 500 nm dan bervariasi dari 850 nm sampai 3,5 μm untuk panjangnya. Jarak antara trakc, antara pits, adalah 1,6 μm. CD d

Cara penyimpanan

CD sebaiknya disimpan di suhu sebesar 10-20 celcius, hindari CD dari fluktuasi suhu dan kelembapan. Suhu yang buruk dan lembap dapat menyebabkan CD melengkung dan berakibat CD tidak dapat digunakan. CD sebaiknya disimpan di tempat yang gelap, karena sinar UV akan menyebabkan kandungan alumunium menjadi gelap dan menyebabkan kesalahan dalam pembacaan data di CD. CD sebaik disimpan di dalam kotak penyimpanan CD, setiap kotak penyimpanan CD hanya berisi satu CD. Jangan menumpuk CD dalam satu tempat,karena ada kemungkinan untuk merusak lapisan data CD karena gesekan antara CD. Jika goresan yang ada sangat besar dan dalam, data yang ada di CD kemungkinan besar tidak akan bisa dibaca oleh alat pembaca CD.

Format logis

CD memiliki format standar, panduan format standar ada pada “buku merah” yang diterbitkan oleh Sony dan Philips. Formatnya adalah dua-channel 16-bit PCM encoding dengan sampling rate sebesar 44,1 kHz per Channel. Pemilihan tingkat sampling rate didasarkan pada kebuuhan untuk reporduksi rentang frekuensi antara 20 Hz- 20 Khz Dalil sampling Nyquist-Shannon menyatakan bahwa tingkat sampling lebih ari dua kali frekuensi maksimun dari sinyal yang akan direkam. Sehingga perekam di CD membutuhkan minimal 40 kHz. Pemilihan tingkat sampling 44,1 kHz berdasarkan metode konversi suara digital ke penyimpanan sinyal analog video untuk disimpan di U-matic video tape.

Anti penyalinan

Buku Merah audio hanya memuat sedikit mengenai anti penyalinan CD, di dalamnya juga tidak dimasukan mengenai mekanisme anti penyalinan. Pada awal 2002, dilakukan upaya perusahaan rekaman untuk melindungi CD dari penyalinan data. CD ini tidak dapat dengan mudah disalin atau digandakan, di rusak ataupun dikonversi kedalam MP3. Salah satu kelemahan utama adalah CD anti-penyalinan biasanya tidak dapat digunakan atau dibaca oleh peralatan CD-ROM komputer ataupun pemutar CD biasa yang menggunakan mekanisme CD-ROM. Philips menyatakan bahwa CD anti-penyalinan tidak berhak menggunakan label compact disc digital audio karena melanggar spesifikasi yang ada di buku merah. Banyak sistem anti-penyalinan ini dilawan oleh konsumen CD dengan menggunakan perangkat lunak di Internet yang tersedia secara gratis.

ROM

Memori hanya baca (bahasa Inggris: Read-only Memory) adalah istilah untuk media penyimpanan data pada komputer. ROM ini adalah salah satu memori yang ada dalam computer. ROM ini sifatnya permanen, artinya program / data yang disimpan di dalam ROM ini tidak mudah hilang atau berubah walau aliran listrik di matikan.

Menyimpan data pada ROM tidak dapat dilakukan dengan mudah, namun membaca data dari ROM dapat dilakukan dengan mudah. Biasanya program / data yang ada dalam ROM ini diisi oleh pabrik yang membuatnya. Oleh karena sifat ini, ROM biasa digunakan untuk menyimpan firmware (peranti lunak yang berhubungan erat dengan peranti keras).

Salah satu contoh ROM adalah ROM BIOS yang berisi program dasar system komputer yang mengatur / menyiapkan semua peralatan / komponen yang ada dalam komputer saat komputer dihidupkan.

ROM modern didapati dalam bentuk IC, persis seperti medium penyimpanan/memori lainnya seperti RAM. Untuk membedakannya perlu membaca teks yang tertera pada IC-nya.fpp Biasanya dimulai dengan nomor 27xxx, angka 27 menunjukkan jenis ROM , xxx menunjukkan kapasitas dalam kilo bit.

Jenis-jenis ROM

• Mask ROM
• PROM
• EPROM
• EEPROM
• Flash Memory
• CD-ROM

Contoh ROM BIOS

Mask ROM

Data pada ROM dimasukkan langsung melalui mask pada saat perakitan chip. Hal ini membuatnya sangat ekonomis terutama jika kita memproduksi dalam jumlah banyak. Namun hal ini juga menjadi sangat mahal karena tidak fleksibel. Sebuah perubahan walaupun hanya satu bit membutuhkan mask baru yang tentu saja tidak murah. Karena tidak fleksibel maka jarang ada yang menggunakannya lagi.

Aplikasi lain yang mirip dengan ROM adalah CD-ROM prerecorded yang familiar dengan kita, salah satunya CD musik. Berbeda dengan pendapat banyak orang bahwa CD-ROM ditulis dengan laser, kenyataannya data pada CD-ROM lebih tepatnya dicetak pada piringan plastik.

PROM
PROM kependekan dari Programmable Read Only Memory. PROM adalah salah satu jenis ROM, merupakan alat penyimpan berupa memori (memory device) yang hanya bisa dibaca isinya. PROM memang tergolong memori non-volatile, artinya program yang tersimpan di dalamnya tidak akan hilang walaupun komputer dimatikan (tidak mendapatkan daya listrik). Program yang tersimpan di dalamnya bersifat permanen. Biasanya digunakan untuk menyimpan program bahasa mesin yang sudah menjadi bagian hardware (perangkat keras) komputer. Contohnya adalah program yang men-start komputer ketika komputer baru dinyalakan (di-on-kan).
Program yang ada di dalam PROM diisi oleh pabrik pembuatnya. Pengisian program ke dalam PROM menggunakan alat khusus bernama PROM burner, atau PROM Writer Program atau informasi yang telah diisikan atau direkamkan ke dalam PROM, tidak dapat dihapus lagi.

EPROM
EPROM kependekan dari Erasable Programmable Read Only Memory. EPROM berbeda dengan PROM. EPROM adalah jenis chip memori yang dapat ditulisi program secara elektris. Program atau informasi yang tersimpan di dalam EPROM dapat dihapus bila terkena sinar ultraviolet dan dapat ditulisi kembali. Kesamaannya dengan PROM adalah keduanya merupakan jenis ROM, termasuk memori non-volatile, data yang tersimpan di dalamnya tidak bisa hilang walaupun komputer dimatikan, tidak membutuhkan daya listrik untuk mempertahankan atau menjaga informasi atau program yang tersimpan di dalamnya.

Alat yang dapat digunakan untuk menghapus isi chip EPROM adalah UV PROM eraser. Alat ini akan menyinarkan sinar ultraviolet ke memori tempat data disimpan dalam chip EPROM (disinarkan tepat pada lubang kuarsa bening). Dengan demikian, chip EPROM dapat digunakan kembali dan dapat diisikan informasi/program baru ke dalamnya. Informasi lain menyebutkan bahwa alat yang dapat digunakan untuk menghapus isi EPROM adalah EPROM Rewriter.

EEPROM
EEPROM kependekan dari Electrically Erasable Programmable Read Only Memory. Seperti halnya PROM dan EPROM, EEPROM merupakan memori non-volatile. Informasi, data atau program yang tersimpan di dalamnya tidak akan hilang walaupun komputer dimatikan, dan tidak membutuhkan daya listrik untuk mempertahankan atau menjaga informasi atau program yang tersimpan di dalamnya.EEPROM adalah komponen yang banyak digunakan dalam komputer dan peralatan elektronik lain untuk menyimpan konfigurasi data pada peralatan elektronik tersebut. Kapasitas atau daya tampung simpan datanya sangat terbatas. Pada sistem hardware komputer, chip EEPROM umumnya digunakan untuk menyimpan data konfigurasi BIOS dan pengaturan (setting) sistem yang berhubungan dengannya.EEPROM memiliki kelebihan tersendiri dibandingkan EPROM. EEPROM dapat dihapus secara elektris menggunakan sinar ultraviolet, sehingga proses penghapusannya lebih cepat dibandingkan EPROM. Penghapusan juga dapat dilakukan secara elektrik dari papan circuit dengan menggunakan perangkat lunak EEPROM Programmer. Alat yang dapat digunakan untuk menghapus isi EEPROM disebut EEPROM Rewriter. Produk EEPROM versi awal, hanya dapat dihapus dan diisi ulang kurang lebih sebanyak 100 kali. Sedangkan produk-produk terbaru dapat dihapus dan diisi ulang (erase-rewrite) sampai ribuan kali (bahkan beberapa informasi menyebutkan mampu sampai 100 ribu kali)

Flash Memory
Flash memory yang dikenal pula dengan sebutan memori flash, adalah memori sejenis EEPROM yang memberikan banyak lokasi memori untuk dihapus atau ditulisi dalam suatu operasi pemrograman. Flash memory tetap dapat menyimpan data tanpa memerlukan penyediaan listrik. Penulisan ke dalam flash memori dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut EEPROM Writer atau software yang dapat menulisi Flash ROM. Sedangkan penghapusan datanya dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut EEPROM Writer, atau langsung secara elektrik dari papan sirkuit dengan menggunakan software Flash BIOS Programmer.
Memori jenis ini banyak digunakan dalam kartu memori, drive flash USB, kamera digital, pemutar MP3, hingga telepon genggam.

Harddisk

Diska keras (bahasa Inggris: harddisk atau harddisk drive disingkat HDD atau hard drive disingkat HD) adalah sebuah komponen perangkat keras yang menyimpan data sekunder dan berisi piringan magnetis. Diska keras diciptakan pertama kali oleh insinyur IBM, Reynold Johnson pada tahun 1956. Diska keras pertama tersebut terdiri dari 50 piringan berukuran 2 kaki (0,6 meter) dengan kecepatan rotasinya mencapai 1.200 rpm (rotation per minute) dengan kapasitas penyimpanan 4,4 MB. Diska keras zaman sekarang sudah ada yang hanya selebar 0,6 cm dengan kapasitas 750 GB. Kapasitas terbesar diska keras saat ini mencapai 3 TB dengan ukuran standar 3,5 inci.

Jika dibuka, terlihat mata diska keras pada ujung lengan bertuas yang menempel pada piringan yang dapat berputar

Data yang disimpan dalam diska keras tidak akan hilang ketika tidak diberi tegangan listrik (yakni: “tak gabar”^[1], “mantap” atau non-volatile). Dalam sebuah diska keras, biasanya terdapat lebih dari satu piringan untuk memperbesar kapasitas data yang dapat ditampung.

Dalam perkembangannya kini diska keras secara fisik menjadi semakin tipis dan kecil namun memiliki daya tampung data yang sangat besar. Diska keras kini juga tidak hanya dapat terpasang di dalam perangkat (internal) tetapi juga dapat dipasang di luar perangkat (eksternal) dengan menggunakan kabel USB ataupun FireWire.

Karena sifatnya yang rapuh dan tidak tahan guncangan, diska keras bisa dikategorikan sebagai barang pecah-belah.

Sejarah[sunting | sunting sumber]

Cakram keras ditemukan pada tahun 1956 sebagai media penyimpan data untuk perangkat pengolah transaksi IBM dan dibuat untuk penggunaan umum pada komputer mainframe maupun komputer mini. IBM 350 RAMAC adalah cakram keras pertama yang memiliki ukuran sebesar 2 kali lemari pendingin dan mampu menyimpan 5 juta 6-bit karakter (atau sama dengan 3,75 juta 8-bit bytes) dalam 50 cakram bertumpuk.

Pada tahun 1961 IBM memperkenalkan cakram keras model 1311 yang berukuran sebesar mesin cuci dan menyimpan 2 juta karakter pada sebuah paket cakram mudah bongkar. Pengguna dapat membeli paket tambahan dan menggantinya apabila diperlukan sebagaimana halnya pita magnetik. Paket cakram mudah bongkar model selanjutnya menjadi keharusan dalam kebanyakan instalasi komputer dan mencapai kapasitas 300 megabytes pada awal tahun 1980an.

Beberapa cakram keras kinerja tinggi seperti IBM 2305 dibuat dengan satu pembaca-tulis (read and write head) di tiap alurnya untuk mengurangi kehilangan waktu dari pergerakan pembaca. Sistem pembaca-tulis tetap atau pembaca-tulis tiap alur ini harganya sangat mahal dan tidak diproduksi lagi.

Pada tahun 1973, IBM memperkenalkan cakram keras jenis baru dengan kode "Winchester". Perbedaan pokok dari jenis ini, pembaca-tulis tidak sepenuhnya diam di susunan plat ketika cakram keras mati. Pembaca-tulis diletakan di tempat khusus pada permukaan cakram saat tidak berputar dan kembali ke posisi kerja saat cakram keras dihidupkan lagi. Ini lumayan banyak mengurangi biaya produksi motor penggerak lengan (actuator) mekanis pembaca-tulis, namun membatasi penggantian cakram seperti pada paket cakram model sebelumnya. Bahkan, model pertama dari cakram berteknologi Winchester ini memiliki fasilitas modul cakram mudah bongkar, termasuk paket cakram dan perakitan pembaca-tulis, meninggalkan motor penggerak pengan dalam cakram saat pemindahan. Di kemudian hari cakram Winchester tidak dipergunakan lagi dan kembali ke sistem plat cakram yang tidak mudah bongkar.

Seperti paket cakram mudah bongkar pertama, cakram Winchester jenis pertama menggunakan plat cakram berdiameter 14" atau 360 mm. Kemudian, desainer mencoba memperkecil ukuran plat untuk menambah keuntungan. Cakram tetap dibuat menggunakan plat berukuran 8" sehingga cakram keras bisa berukuran 5 1/4" atau 130 mm dan dapat dipasang pada dudukan pembaca disket. Yang terakhir ini ditujukan untuk pasar komputer pribadi (PC)

Awal tahun 1980an, cakram keras termasuk barang langka dan dianggap perangkat tambahan yang sangat mahal pada komputer pribadi. Namun pada akhir 1980an, harganya bisa ditekan sehingga bisa menjadi perlengkapan standar pada komputer pribadi berharga murah.

Awal tahun 1980an kebanyakan cakram keras dipakai pengguna akhir komputer pribadi sebagai perangkat luar untuk tambahan subsistem. Subsistem ini tidak dijual atas nama pabrik cakram melainkan atas nama produsen subsistem semacam Corvus System atau Tallgrass Technologies. Bisa juga atas nama pabrikan personal komputer misalnya Apple ProFile. IBM PC/XT pada tahun 1983 sudah menyertakan cakram keras internal berukuran 10MB dan tak lama kemudian cakram keras internal berkembang pada komputer pribadi

Cakram keras luar tetap populer lebih lama pada Apple Macintosh. Setiap Mac buatan tahun 1986 sampai 1998 memiliki sebuah port SCSI di bagian belakang supaya penambahan cakram luar lebih mudah. Masalahnya Compact Mac tidak mungkin dipasang pada dudukan cakram keras seperti pada kasus Mac Plus atau dudukan cakram keras umumnya. Makanya pada model tersebut, tambahan cakram keras SCSI pemakaian luar menjadi pilihan yang masuk akal.

Mengikuti kepadatan media penyimpanan yang meningkat dua kali lipat setiap 2 sampai 4 tahun sejak awal ditemukan, cakram keras terus berkembang karakteristiknya, dengan sedikit poin penting sebagai berikut :

• Kapasitas per cakram bertambah dari 3,75 MB menjadi 4 TB atau lebih, meningkat jutaan kali lipat.
• Ukuran fisik cakram keras berkurang dari 1,9 m3 (setara dengan dua buah lemari pendingin) menjadi kurang dari 20 mm
• Berat berkurang dari 920 kg menjadi 48 gram.
• Harga berkurang dari USD 15.000 per MB menjadi kurang dari USD 0.00006 per MB
• Waktu akses rata-rata berkurang dari 100 millidetik menjadi 40 kali lebih cepat.
• Aplikasi pasar berkembang dari komputer mainframe pada akhir tahun 1950 ke berbagai aplikasi penyimpanan data termasuk konten hiburan.

Teknologi

Sebuah cakram keras menyimpan data dengan cara memagnetkan selaput tipis material ''ferromagnetik'' pada piringan. Urutan perubahan arah pemagnetan akan mewakili data biner bit. Pembacaan data dari piringan dengan cara mendeteksi perubahan pemagnetan. Data pengguna disandikan menggunakan skema pengkodean yang menentukan bagaimana data ditampilkan ulang berdasarkan perubahan medan magnet.

Diagram komponen utama cakram keras

Merekam pemagnetan bit tunggal pada sebuah piringan 200 MB (Perekaman ditampilkan menggunakan CMOS-MagView)

Diagram perekaman membujur (standar) & perekaman tegak lurus

Umumnya cakram keras terdiri dari sebuah poros (spindle) yang menjaga putaran piringan (platter) tempat data disimpan. Piringan terbuat dari bahan non-magnetis, biasanya alumunium alloy, kaca atau keramik yang dilapisi satu lapisan tipis bahan magnetis setebal 10-20 nanometer yang kemudian dilapisi karbon sebagai pelindung terluar. Sebagai perbandingan, tebal selembar kertas standar adalah 0,07 - 0,18 millimeter.

Piringan pada cakram keras modern berputar secara bervariasi mulai dari 4.200 ppm pada perangkat ringan hemat energi sampai 15.000 ppm untuk server berkinerja tinggi. Cakram keras generasi pertama berputar pada kecepatan 1.200 ppm. Generasi berikutnya menggunakan kecepatan 3.600 ppm dan pada umumnya saat ini bekerja pada 5.400 - 7.200 ppm.

Informasi dibaca dan ditulis pada piringan berputar melalui alat pembaca-tulis (disk read and write head) yang bekerja sangat dekat (sekitar 10 nanometer) di atas permukaan piringan magnetis. Pembaca-tulis ini dipergunakan untuk mendeteksi dan mengubah kemagnetan media yang ada di bawahnya.

Pada cakram modern ada satu pembaca-tulis yang terpasang pada lengan bertuas untuk masing-masing permukaan piringan. Sebuah lengan bertuas menggerakan pembaca-tulis seperti busur melintasi piringan yang berputar, memungkinkan masing-masing pembaca-tulis mengakses hampir seluruh permukaan piringan. Lengan ini digerakan menggunakan motoran penggerak lengan sistem gulungan. Cakram keras model lama menuliskan data secara tetap dalam bit per detik, sehingga setiap alur memiliki ukuran data yang sama. Model terbaru (sejak tahun 1990an) menggunakan sistem perekaman area bit (zone bit recording) yang bisa menambah kecepatan penulisan dari piringan area terdalam ke area terluar. Dengan demikian data yang tersimpan di area terluar akan lebih banyak.

Pada cakram modern, kecilnya ukuran bidang magnetis membahayakan area kemagnetannya dari kemungkinan kehilangan karena efek panas (superparamagnetism). Untuk mengatasi hal ini, piringan dilapisi dengan dua lapisan magnetis sejajar, dipisahkan sejauh 3 atom menggunakan bahan non-magnetis ruthenium dan dua lapisan bermagnet yang arahnya bersebrangan saling memperkuat satu sama lain. Teknologi lain digunakan untuk mengatasi efek panas yang memungkinkan perekaman dengan kepadatan tinggi dibuat pertama kali tahun 2005 dan pada tahun 2007 teknologinya sudah banyak dipakai pada cakram keras.

Komponen

Cakram keras dengan piringan dan motoran tengah dilepas menunjukan gulungan berwarna tembaga mengelilingi bantalan pada poros motoran. Garis oranye sepanjang lengan adalah sirkuit kabel tercetak. Bantalan poros ada di tengah dan penggerak lengan ada di kiri atas

Umumnya cakram keras memiliki dua motor listrik. Satu motoran poros pemutar cakram dan satu motoran penggerak lengan untuk pembaca-tulis yang terpasang melintasi piringan berputar. Motoran cakram memiliki rotor yang terpasang pada piringan dengan gulungan terpasang pada tempat yang tetap. Bersebrangan dengan motor penggerak lengan pada ujung lengan terdapat alat pembaca-tulis. Sirkuit kabel tercetak menghubungkan pembaca-tulis dengan penguat elektronik yang terpasang pada poros motor penggerak lengan. Penyangga pembaca-tulis ini sangat ringan namun kuat. Pada cakram modern, percepatan pada pembaca-tulis mencapai 550 Gaya Gravitasi (G-Force).

Susunan pembaca-tulis dan sebuah motor penggerak lengan di sebelah kiri dan pembaca-tulis di sebelah kanan

Motor penggerak lengan adalah sebuah magnet permanen dan gulungan bergerak untuk mengayunkan pembaca-tulis ke posisi yang diinginkan. Sebuah plat logam menyangga magnet NIB(neodymium iron boron) bermedan kuat. Di bawah plat ini ada gulungan bergerak yang sering disebut sebagai gulungan suara (voice coil yang disamakan dengan gulungan pada pengeras suara) yang terpasang pada as motor penggerak lengan dan di bawahnya terdapat magnet NIB kedua dipasang di bawah plat motoran. Namun ada juga beberapa cakram keras yang hanya memiliki satu magnet.

Gulungan suara itu sendiri bentuknya hampir mirip kepala panah dan terbuat dari kawat magnet berlapis tembaga ganda. Lapisan dalam adalah penyekat sedangkan lapisan luar adalah plastik tahan panas (thermoplastic) yang melekat pada gulungan menempel dasar secara mandiri. Bagian dari gulungan sepanjang dua sisi kepala panah (yang mengarah ke pusat bantalan motor penggerak lengan) mempengaruhi medan magnet membentuk gaya tangensial yang menggerakan motor penggerak lengan. Aliran arus keluar menjari sepanjang sisi kepala panah dan jari-jari masuknya pada hasil lain dari medan magnet. Jika medan magnetnya seragam, masing-masing sisi akan menghasilkan gaya bersebrangan yang akan membatalkan keluaran satu sama lain. Oleh karena itu permukaan magnet sebagian berkutub utara (N Pole) dan sebagian lain berkutup selatan (S Pole), dengan jari-jari yang membagi jalur pada bagian tengah, menyebabkan kedua sisi dari gulungan kelihatan terpisah medan magnetnya dan menghasilkan gaya yang menambah bukannya membatalkan. Arus sepanjang atas dan bawah gulungan jari-jari menghasilkan gaya yang tidak memutar pembaca-tulis.

Kontrol elektronik cakram keras mengatur gerakan motor penggerak lengan dan putaran piringan, juga melakukan pembacaan dan penulisan sesuai permintaan kontrol cakram (disk controller). Umpan balik dari bagian elektronik cakram didapat dengan mengartikan bagian khusus dari cakram untuk diserahkan ke pelayan umpan balik. Ini merupakan satu lingkaran sempurna (dalam kasus teknologi pelayan khusus /dedicated servo technology) atau bagian yang diselingi dengan data sebenarnya (dalam kasus teknologi pelayan tertanam / embedded servo technology). Pelayan umpan balik mengoptimalkan sinyal ke rasio penganggu dari sensor GMR dengan menyesuaikan gulungan suara pada lengan penggerak. Putaran piringan juga menggunakan sebuah motor pelayan. Perangkat usaha (firmware) cakram modern mampu menjadwalkan pembacaan dan penulisan secara efisien pada permukaan piringan dan memetakan ulang sektor yang mengalami kegagalan.

Penanganan Kesalahan

Cakram keras modern dibuat secara luas menggunakan koreksi kesalahan lanjutan (forward error correction), khususnya koreksi kesalahan Reed-Solomon. Teknik ini menyimpan bit tambahan yang ditentukan menggunakan rumus matematika untuk masing-masing blok data. Bit tambahan memungkinkan banyak kesalahan dibetulkan tanpa terlihat. Bit tambahan itu sendiri memakan tempat di cakram keras namun memungkinkan kepadatan perekaman lebih tinggi bisa dilakukan tanpa menyebabkan kesalahan yang tak bisa dibetulkan dalam banyak media penyimpanan berkapasitas besar. Pada cakram keras terbaru keluaran setelah tahun 2009, kode pemeriksaan keseimbangan kepadatan rendah atau LDPC (low-density parity-check code) menggantikan Reed-Solomon. LDPC memungkinkan kinerja cakram keras mendekati Batas Shannon dan menyediakan media penyimpan dengan kepadatan tertinggi

Umumnya cakram keras mencoba untuk memetakan ulang data dalam sebuah sektor fisik dari kegagalan menyediakan sektor fisik yang diharapkan, sementara kesalahan dalam sektor rusak belum terlalu banyak dan ECC bisa memulihkan tanpa ada yang hilang. Teknologi pengawasan mandiri, analisa dan pelaporan ''S.M.A.R.T'' akan menghitung jumlah kesalahan dalam cakram keras oleh ECC dan jumlah keseluruhan dari pemetaan ulang. Dengan demikian banyaknya kasus kesalahan dapat digunakan untuk memperkirakan kegagalan cakram keras (HDD failure).

Pengembangan Masa Depan

Kepadatan areal cakram keras yang ditunjukan oleh tingkat pertumbuhan tahunan jangka panjang sebetulnya tidak berbeda dari Hukum Moore, pengembangan terbaru berada di kisaran 20-25% per tahun, pada cakram berukuran 3,5" diperkirakan akan mencapai 12 TB pada tahun 2016. Teknologi penyimpanan magnetik baru dibangun untuk mendukung pertumbuhan areal kepadatan yang lebih tinggi dan memperbaiki daya saing cakram keras terhadap perangkat penyimpanan lain seperti SSD (Solid-state drive) yang berbasis memori kilat.

Teknologi baru cakram keras ini termasuk :

• Perekaman magnetik dibantu panas (HAMR / Heat-assisted magnetic recording)
• Perekaman bit terpola (BPR / Bit-patterned recording)
• Arus tegak lurus ke pesawat (CPP / Current perpendicular to plane) atau Magnet berdayatahan besar (GMR / Giant magneto resistance)
• Pengatapan penulisan (shingled write)

Dengan teknologi baru ini posisi relatif antara cakram keras dan SSD dengan memperhitungkan harga dan kinerja tidak akan berubah sampai tahun 2016

Ukuran performa

Waktu akses (access time)

Hal yang membatasi waktu akses biasanya berkaitan dengan perputaran piringan dan gerakan pembaca piringan.

Waktu pencarian data (seek time)

Waktu pencarian data adalah ukuran lamanya pembaca piringan untuk bergerak ke bagian piringan yang berisi data. Waktu pencarian yang lebih cepat memerlukan lebih banyak energi untuk menggerakkan pembaca piringan.

Kecepatan pemindahan data (data transfer rate)

Kecepatan pemindahan data pada cakram keras bergantung pada kecepatan rotasi dari piringan dan kerapatan dari penyimpanan data. Selain itu, letak data dalam piringan juga menentukan kecepatan; semakin luar letaknya, maka semakin cepat karena terdapat lebih banyak sektor data.

" Mungkin cukup sekian, terimakasih sudah membaca. Semoga ilmu ini bisa menjadi berkah untuk semua, AAmiin. "