Cara Kerja Hard Drive: Penyimpanan Yang Memukau

Bayangkan sebuah pesawat terbang satu milimeter di atas tanah dan mengelilingi Bumi setiap 25 detik sekali sambil menghitung setiap helai rumput.

Kecilkan semua yang kamu bayangkan tersebut hingga pas di telapak tangan Kamu, dan Kamu akan memiliki sesuatu yang setara dengan hard drive modern, sebuah objek yang kemungkinan dapat menyimpan lebih banyak informasi daripada perpustakaan lokal Kamu.

Jadi bagaimana cara kerja hard drive sehingga bisa menyimpan begitu banyak informasi hanya dalam ruang sekecil itu?

Cara Kerja Hard Drive

bagaimana hard drive bekerja

Inti dari setiap hard drive adalah tumpukan cakram berputar berkecepatan tinggi dengan kepala perekam terbang di atas setiap permukaan. Setiap cakram dilapisi dengan film butiran logam bermagnet mikroskopis, dan data Kamu tidak berada di sana dalam bentuk yang dapat Kamu kenali.

Sebaliknya, itu dicatat sebagai pola magnetis yang dibentuk oleh kelompok butir-butir kecil itu. Di setiap kelompok, juga dikenal sebagai bit, semua butir memiliki magnetisasi yang disejajarkan di salah satu dari dua kemungkinan keadaan, yang sesuai dengan nol dan satu.

Data ditulis ke disk dengan mengubah string bit menjadi arus listrik yang diumpankan melalui elektromagnet. Magnet ini menghasilkan medan yang cukup kuat untuk mengubah arah magnetisasi butiran logam.

Setelah informasi ini ditulis ke disk, cara kerja hard drive selanjutnya yaitu, drive menggunakan pembaca magnetik untuk mengubahnya kembali menjadi bentuk yang berguna, seperti jarum fonograf menerjemahkan alur rekaman menjadi musik.

Tapi bagaimana Kamu bisa mendapatkan begitu banyak informasi hanya dari nol dan satu? Nah inilah hebat cara kerja hard drive, yaitu dengan menempatkan banyak dari mereka bersama-sama.

Misalnya, sebuah huruf direpresentasikan dalam satu byte, atau delapan bit, dan rata-rata foto Kamu membutuhkan beberapa megabyte, yang masing-masing berukuran 8 juta bit.

Karena setiap bit harus ditulis ke area fisik disk, kita selalu berusaha untuk meningkatkan kerapatan area disk, atau berapa banyak bit yang dapat diperas menjadi satu inci persegi.

Kepadatan area hard drive modern adalah sekitar 600 gigabit per inci persegi, 300 juta kali lebih besar dari hard drive pertama IBM dari tahun 1957. Kemajuan luar biasa dalam kapasitas penyimpanan ini bukan hanya masalah membuat semuanya lebih kecil, tetapi melibatkan banyak inovasi.

Sebuah teknik yang disebut proses litografi film tipis memungkinkan para insinyur untuk mengecilkan pembaca dan penulis. Dan terlepas dari ukurannya, pembaca menjadi lebih sensitif dengan memanfaatkan penemuan baru dalam sifat magnetik dan kuantum materi sehingga memaksimalkan cara kerja hard drive.

Bit juga dapat dikemas lebih dekat berkat algoritme matematika yang menyaring kebisingan dari interferensi magnetik, dan menemukan urutan bit yang paling mungkin dari setiap potongan sinyal baca-balik.

Dan kontrol ekspansi termal kepala, diaktifkan dengan menempatkan pemanas di bawah penulis magnetik, memungkinkannya terbang kurang dari lima nanometer di atas permukaan cakram, sekitar lebar dua untai DNA.

Selama beberapa dekade terakhir, pertumbuhan eksponensial dalam kapasitas penyimpanan komputer dan kekuatan pemrosesan telah mengikuti pola yang dikenal sebagai Hukum Moore, pada tahun 1975, meramalkan bahwa kepadatan informasi akan berlipat ganda setiap dua tahun.

Tetapi pada sekitar 100 gigabit per inci persegi, menyusutkan butiran magnet lebih jauh atau menjejalkannya lebih dekat menimbulkan risiko baru yang disebut efek superparamagnetik.

Ketika volume butiran magnetik terlalu kecil, magnetisasinya mudah terganggu oleh energi panas dan dapat menyebabkan bit beralih secara tidak sengaja, yang menyebabkan hilangnya data.

Para ilmuwan memecahkan batasan ini dengan cara yang sangat sederhana: dengan mengubah arah perekaman dari membujur menjadi tegak lurus, memungkinkan kerapatan area mendekati satu terabit per inci persegi. Baru-baru ini, batas potensial telah ditingkatkan lagi melalui perekaman magnetik dengan bantuan panas.

Hal tersebut menggunakan media perekaman yang bahkan lebih stabil secara termal, yang resistansi magnetiknya berkurang sesaat dengan memanaskan tempat tertentu dengan laser dan memungkinkan data ditulis.

Sementara drive tersebut saat ini masih dalam tahap prototipe, para ilmuwan sudah memiliki trik potensial berikutnya untuk memaksimalkan cara kerja hard drive di lengan mereka, yaitu: media berpola bit, di mana lokasi bit diatur dalam struktur berukuran nano yang terpisah, berpotensi memungkinkan kepadatan area dua puluh terabit per persegi. inci atau lebih.

Penutup

Jadi, berkat upaya gabungan dari generasi insinyur, ilmuwan material, dan fisikawan kuantum, alat dengan kekuatan dan presisi yang luar biasa ini dapat berputar di telapak tangan Kamu. Bagaimana? Apa kamu sudah paham mengenai cara kerja hard drive? Kalau sudah silahkan tinggalkan komentar ya..

Tinggalkan komentar