Hard Disk Drive (HDD)

Hard Disk Drive (HDD) adalah perangkat penyimpanan data non-volatil yang menggunakan teknologi penyimpanan magnetik untuk menyimpan dan mengambil informasi digital. Mekanisme internal HDD terdiri dari satu atau lebih piringan (cakram) magnetik yang berputar pada kecepatan tinggi, serta lengan aktuator dengan kepala baca/tulis yang bergerak di atas permukaan piringan tersebut. Perangkat ini telah menjadi standar industri untuk penyimpanan data selama lebih dari empat dekade, dimulai sejak diperkenalkannya IBM 350 Disk Storage Unit pada tahun 1956. Meskipun teknologi Solid State Drive (SSD) semakin populer, HDD tetap relevan karena efisiensi biaya untuk penyimpanan kapasitas besar.

Mekanisme dan Arsitektur

HDD bekerja secara mekanis dengan komponen bergerak untuk memproses data. Di dalam perangkat terdapat piringan berputar yang dilapisi material magnetik, di mana data disimpan pada lingkaran konsentris yang disebut trek (track) dan segmen. Setiap lokasi penyimpanan memiliki alamat unik yang ditentukan oleh nomor trek dan sektor.

Proses operasional HDD meliputi:

Proses Baca: Saat perintah diberikan, sinyal dikirim ke pengontrol I/O yang menggerakkan lengan aktuator ke lokasi data yang relevan. Kepala baca (read head) kemudian membaca muatan bit pada segmen tersebut.
Proses Tulis: Kepala tulis bergerak ke lokasi yang tersedia dan mengubah polaritas magnetik (muatan bit) pada trek dan sektor untuk merekam informasi baru. Algoritma internal memproses data sebelum penulisan untuk memastikan format yang benar.

Kecepatan kinerja HDD dibatasi oleh hukum fisika terkait putaran piringan mekanis. Kecepatan putar piringan diukur dalam Rotations Per Minute (RPM), dengan varian umum yang tersedia di pasaran adalah 5.400 RPM dan 7.200 RPM.

Spesifikasi dan Kinerja

Kinerja HDD diukur melalui kecepatan transfer data dan waktu akses. Kecepatan baca/tulis HDD umumnya berkisar antara 30 MB/s hingga 150 MB/s, dengan rata-rata 100–200 MB/s pada model tertentu. Latensi, atau waktu yang dibutuhkan lengan aktuator untuk memposisikan diri di atas sektor yang tepat, berkisar antara 10 hingga 15 milidetik.

Dibandingkan dengan SSD yang menggunakan sirkuit elektronik, HDD memiliki konsumsi daya yang lebih tinggi dan menghasilkan lebih banyak panas serta kebisingan akibat komponen mekanis yang berputar. Namun, untuk aplikasi spesifik seperti perekam video jaringan (NVR) dan pengawasan CCTV, HDD dinilai memiliki keandalan tinggi; beberapa model dirancang untuk beban kerja penulisan data 24/7 dengan rating beban kerja tahunan mencapai 180 TB hingga 550 TB.

Jenis dan Faktor Bentuk

HDD tersedia dalam berbagai ukuran fisik (form factor) dan antarmuka koneksi:

Ukuran Fisik: Ukuran standar yang umum adalah 3,5 inci (biasanya untuk komputer desktop dan server) dan 2,5 inci (umumnya untuk laptop dan perangkat portabel). HDD berukuran 3,5 inci biasanya memiliki kapasitas lebih besar dan performa lebih tinggi dibandingkan varian 2,5 inci.
Konektivitas: HDD modern umumnya menggunakan antarmuka SATA (Serial Advanced Technology Attachment), yang menggantikan standar PATA (Parallel ATA) lama. Selain itu, terdapat HDD eksternal yang berfungsi sebagai penyimpanan portabel.

Evolusi Teknologi dan Kapasitas

Meskipun menghadapi persaingan dari teknologi flash memory, pengembangan HDD terus berlanjut untuk meningkatkan densitas penyimpanan. Beberapa teknologi perekaman magnetik canggih meliputi:

Shingled Magnetic Recording (SMR): Metode penulisan data secara tumpang tindih seperti genteng atap untuk meningkatkan kapasitas trek, meskipun dapat memperlambat kecepatan penulisan ulang.
Heat-Assisted Magnetic Recording (HAMR): Teknologi yang menggunakan panas untuk meningkatkan densitas perekaman, memungkinkan kapasitas drive mencapai kisaran 20 TB atau lebih.
Microwave-Assisted Magnetic Recording (MAMR): Pemanfaatan gelombang mikro untuk membantu penulisan data pada densitas tinggi.
Multi-Actuator: Penggunaan aktuator ganda (seperti pada teknologi Mach.2) untuk meningkatkan throughput data, yang memungkinkan kecepatan transfer mendekati 530 MB/s pada drive 7.200 RPM.

Perbandingan Biaya dan Penggunaan

HDD menawarkan keunggulan utama dalam hal biaya per gigabyte (GB). Biaya penyimpanan pada HDD berkisar antara $0,03 hingga $0,06 per GB, yang jauh lebih rendah dibandingkan SSD yang dapat mencapai $0,20 hingga $0,40 per GB untuk tingkat pemula. Karena karakteristik biayanya yang efisien, HDD sering digunakan untuk penyimpanan arsip, pencadangan data (backup), perpustakaan media besar, dan pusat data (data centers) yang membutuhkan kapasitas masif.

Namun, karena memiliki komponen bergerak, HDD lebih rentan terhadap kerusakan fisik akibat guncangan atau jatuhan yang dapat menyebabkan kegagalan mekanis (head crash). Oleh karena itu, untuk aplikasi yang membutuhkan kecepatan tinggi, latensi rendah, dan ketahanan fisik—seperti sistem operasi komputer, gaming, dan perangkat mobile—industri telah beralih ke SSD.