Media Penyimpanan Data Eksternal

Magnetic Disk

Magnetic Disk adalah piranti penyimpanan sekunder yg paling banyak dijumpai pada sistem personal komputer terbaru. Disk yakni sebuah piringan bulat yang dibuat dari logam atau plastic yang dilapisi menggunakan materi yg sanggup dimagnetisasi. Data yang dikirim akan direkam di atasnya & lalu bisa dibaca berdasarkan disk dengan menggunakan kumparan penginduksi (conducting coil) yang dikenal menggunakan sebutan head. Selama operasi pembacaan dan penulisan, headakan bekerja menggunakan sifat stasioner, sedangkan piringan berputar dibawah head tadi.

Pada ketika disk digunakan, motor drive berputar menggunakan kecepatan yang sangat tinggi (umumnya 60 - 100 putaran per detik). Mekanisme penulisan dari pada medan magnet yang dihasilkan sang arus listrik yg mengalir melalui sebuah kumparan, tegangan dikirim ke head, & pola magnetik direkam dalam bagian atas di bawahnya, dengan pola yang tidak selaras di pada kumparan yang didapatkan sang medan listrik yang berkiprah nisbi terhadap kumparan. Pada saat disk melintasi pecahan bawah head, maka permukaan disk mengeluarkan arus yg mempunyai polaritas yang sama dengan polaritas ketika merekam pada disk tersebut.

Lebar piringan disk berkisar antara 1,8 sampai 14 inci. Disk yang ukuran besar masih ada pada sistem-sistem yg akbar karena daya simpannya jua sengat akbar & proses transfer datanya yang tinggi. Disk yg kecil biasanya digunakan dalam PC (personal computer).

Gambar : Susunan Magnetik Disk

Head merupakan perangkat kecil yg sanggup membaca & menulis berdasarkan pecahan piringan yang ada di bawahnya. Hal ini sangat akbar lengan berkuasa pada organisasi data dalam piringan buat membentuk track. Masing-masing track mempunyai lebar sama menggunakan head, bisa dilihat pada Gambar berikut :

Gambar : Hard Disk Layout

Sebuah disk magnetik terdiri dari satu atau lebih piringan aluminium dengan sebuah lapisan yang sanggup melekat. Awalnya piringan-piringan ini berdiameter 50 cm, namun sekarang diameternya hanya 3 – 12 cm, dengan piringan untuk komputer-komputer notebook telah berdiameter kurang dari 3 cm dan masih sanggup lebih kecil lagi. Sebuah head disk yang berisi sebuah koil induksi menggantung di atas permukaan, yang tertahan pada sebuah buntalan udara (kecuali untuk floppy disk, dimana head disk ini menyentuh permukaan). Ketika sebuah arus positif atau negatif melewati head tersebut, arus tersebut menarik permukaan di bawah head itu, dengan menyatukan partikel-partikel magnetik yang menghadap ke kiri atau menghadap ke kanan, tergantung pada polaritas arus drive tersebut. Ketika head tersebut melewati kawasan yang bermagnet, sebuah arus positif dan negatif dimunculkan pada head tersebut, yang memungkinkannya untuk membaca kembali bit-bit yang telah disimpan sebelumya. Makara ketika piringan itu berputar di bawah head disk, serangkaian bit-bit sanggup ditulis dan kemudian dibaca kembali.

Urutan melingkar bit-bit yang ditulis ketika disk melaksanakan sesuatu putaran penuh disebut track. Setiap track dibagi ke dalam sektor-sektor yang mempunyai panjang tetap, yang berisi 512 byte data, yang didahului oleh sebuah permulaan yang memungkinkan head disk disinkronisasikan sebelum menulis atau membaca. Setelah data yakni Error-Correcting Code (ECC), entah itu sebuah isyarat Hamming, atau lebih umum lagi, sebuah isyarat yang sanggup mengoreksi aneka macam macam kesalahan yang disebut isyarat Reed-Solomon. Antara sektor-sektor yang berurutan terdapat sebuah gap antarsektor kecil. Beberapa perusahaan pembuat komputer menciptakan kapasitas-kapasitas disk mereka dalam keadaan tidak diformat (seolah-olah setiap track hanya berisi data), anmun suatu ukuran yang bersama-sama yakni kapasitas yang telah diformat, yang tidak memasukkan permulaan, ECC dan gapgap sebagai data. Kapasitas yang telah diformat biasanya sekitar 15 persen lebih rendah daripada kapasitas yang tidak diformat.

Semua disk memiliki lengan-lengan yang sanggup bergerak keluar-masuk dalam kumparan & piringan yg berputar sebagai akibatnya terbentuk jeda-jeda radial yg tidak selaras. Pada setiap jeda radial, sebuah track berbeda sanggup ditulis. Jadi, track-track yakni serangkaian lingkaran-bundar konsentrik di lebih kurang kumparan. Lebar sebuah track tergantung pada seberapa besar head tadi dan seberapa akurat head itu bisa ditempatkan secara radial. Harus diperhatikan bahwa sebuah track bukan sebuah alur fisik dalam bagian atas, tetapi hanya sebuah cincin berbahan magnet, dengan wilayah-daerah pelindung mini yg memisahkannya menurut track-track di dalam atau di luar track tersebut.

Densitas bit linier pada bulat track tersebut tidak sinkron berdasarkan densitas bit radial. Densitas ini ditentukan sebagian akbar oleh kebersihan permukaan & kualitas udara yang mendukung. Sebagian akbar disk terdiri menurut poly piringan yg disusun secara vertikal. Setiap bagian atas memiliki lengan dan headnya sendiri. Seluruh lengan disatukan sehingga mampu beranjak ke posisi-posisi radial berbeda sekaligus. Kumpulan track-track dalam suatu posisi radial tertentu diklaim silinder.

Kinerja disk tergantung dalam aneka macam macam faktor. Untuk membaca atau menulis sebuah sektor, pertama-tama lengan harus digerakkan ke posisi radial sebelah kanan. Gerakan ini disebut menjadi sebuah pencarian. Waktu pencarian rata-rata (antara tracktrack acak) berkisar pada jangka lima sampai 15 msec, meskipun pencarian antara tracktrack yg berurutan kini kurang berdasarkan 1 msec. Setelah head berada pada posisi radial, terjadi suatu penundaan, yang dianggap latensi rotasi, sampai sektor yang diinginkan berotasi pada bawah head itu. Sebagian akbar disk berotasi dalam 3600, 5400, atau 7200 RPM, sehingga penundaan rata-rata (separuh rotasi) yakni 4 hingga 8 msec. Disk yang berotasi dalam 10.800 RPM (yaitu 180 rotasi/dtk) juga tersedia. Waktu transfer bergantung dalam densitas linier dan kecepatan rotasi. Dengan laju kecepatan transfer sekitar lima hingga 20 MB/dtk, sebuah sektor 512 byte membutuhkan antara 25 & 100 msec. Oleh karena itu, saat pencarian & latensi rotasi mendominasi ketika transfer. Membaca sektor-sektor rambang pada disk seluruhnya terang adalah cara yg tidak efisien buat beroperasi.

Penting buat dikemukakan bahwa ditimbulkan lantaran permulaan, ECC, jarak antarsektor, saat pencarian, & latensi rotasi, masih ada disparitas besar antara kecepatan picu maksimun sebuah drive dengan kecepatan tetap maksumun. Kecepatan picu maksimun yakni tingkat kecepatan data sehabis head melewati bit data pertama. Komputer harus sanggup menangani data yg timbul dengan kecepatan ini. Namun, drive hanya mampu mempertahankan kecepatan tadi buat satu sektor. Untuk beberapa pelaksanaan, menyerupai multimedia, selain kecepatan tetap rata-homogen pada suatu periode menggunakan hitungan dtk, yg juga perlu diperhatikan yakni dibutuhkan adanya pencarian & penundaan-penundaan rotasi.

Ketika disket berotasi dalam kecepatan 60 sampai 120 revolusi/dtk, disket tersebut sebagai panas dan memuai, sebagai akibatnya mengubah geometri fisiknya. Beberapa drive perlu menyesuaikan balik prosedur-prosedur posisinya secara berkala buat mengimbangi pemuaian ini. Drive-drive melaksanakan ini menggunakan memaksa head-head keluar atau masuk. Penyesuaian balik (rekalibrasi) tadi mampu menghambat pelaksanaan-pelaksanaan multimedia, yang mengharapkan paling tidak anutan bit-bit yg konstan menggunakan kecepatan tetap maksimum. Untuk menangani aplikasi-aplikasi multimedia, beberapa perusahaan membangun drive-drive disk audio-visual spesifik, yg tidak memmiliki rekalibrasi termal ini.

Yang berafiliasi dengan setiap drive yakni pengontrol disk, yaitu sebuah chip yg mengontrol drive. Beberapa pengontrol berisi sebuah CPU penuh. Tugas-tugas pengontrol tadi antara lain menerima perintah-perintah dari aplikasi, menyerupai READ, WRITE, & FORMAT (menulis semua permulaan), mengontrol gerakan lengan, mendeteksi & memperbaiki kesalahan-kesalahan, & mengkonversi baca byte 8 bit dari memori sebagai anutan bit serial & sebaliknya. Beberapa pengontrol juga bertugas menyangga banyak sektor, menyembunyikan Baca sektor untuk pemakaian dimasa mendatang, dan memetakan pulang sektor-sektor yang rusak. Fungsi terakhir ini disebabkan sang eksistensi sektor-sektor dengan spot yang buruk (yg selalu mengandung magnet). Ketika pengontrol menemukan sebuah sektor yg tidak baik, ia menggantikannya menggunakan salah satu sektor-sektor cadangan yang disiapkan buat tujuan ini pada setiap silinder atau zona.

Teknologi RAID ( Redundant Array of Independent Disks )

RAID (Redundant Array of Independent Disks) atau dalam bahasa indonesia penyimpan data redundan yaitu sebuah teknologi dalam penyimpanan data yang digunakan untuk meminimalkan kesalahan pada ketika penyimpanan dan pembacaan data dengan memakai redundansi (penumpukan data) dengan memakai perangkat lunak atau memakai hard disk itu sendiri. Pola RAID terdiri atas enam level dan level nol sampailima. Level ini tidak mengartikan hubungan hierakis (urutan tingkat) namun penandaan arsitektur rancangan yang berbeda yang mempunyai tiga karakteristik umum :

1. RAID merupakan sekumpulan disk drive yang dianggap oleh sistem operasi sebagai sebuah drive logical tunggal.
2. Data didistribusikan (disalurkan) ke drive fisik.
3. Kapasitas redundant disk digunakan untuk menyimpan informasi paritas (penggunaan sandi),yang menjamin pemulihan data ketika terjadi kegagalan disk.

 RAID level 0

RAID 0 adalah non-redundant disk array, tidak memiliki redundansi sama sekali. Bagan ini menampakan peningkatan performa & penambahan media penyimpanan namun tanpa toleransi fault. Semakin banyak disk yang dipakai semakin akbar pula kemungkinan disk failurnya. Peningkatan bandwidth tetapi memiliki resiko kehilangan data yg lebih akbar. Biasanya digunakan buat komputer yang membutuhkan performa & kapasistas yg besar , bukan reliabilitas, menyerupai pada lingkungan super-computing. Data dibagi-bagi dan ditulis dalam satuan yang dianggap blok-blok. Urutan blok ini ditandai menggunakan stripe-size yg adalah paramater konfigurasi array. Masing-masing blok dituliskan dalam disk yg tidak selaras secara simultan. Ini memungkinkan pecahan yg lebih mini dari keseluruhan data buat dibaca secara parallel dari drive-drive, sehingga performa I/Onya didapatkan

gambar :  RAID 0

RAID 0 yang dikenal juga dengan metode striping digunakan untuk mempercepat kinerja hard disk. Kapasitas total hard disk pada metode ini yakni jumlah kapasitas hard disk pertama ditambah hard disk kedua. Metodenya dilakukan dengan cara membagi data secara terpisah ke dua hard disk. Jadi, separuh data ditulis ke hard disk pertama dan separuhnya lagi ditulis ke hard disk kedua. Secara teoritis cara ini akan mempercepat penulisari / pembacaan hard disk. Keburukan dari cara ini yakni apabila salah satu hard disk rusak maka seluruh data akan hilang.

RAID level 1

Skema yg digunakan pada RAID 1 yakni mirrorring. Data yang dituliskan dalam satu drive akan diduplikasi atau dituliskan juga dalam drive lainnya. Dalam umumnya bagan ini diterapkan dengan 2 harddisk/diskdrive akan tetapi aplikasi mengunakan tiga atau lebih disk drive jua memungkinkan. Dengan bagan ini didapatkan data yang reliable, kerusakan pada satu disk tidak akan menghipnotis disk yang lain, sistem akan tetap bekerja selama galat satu disk berada pada syarat yang baik. Kekurangannya yakni penurunan performa pada penulisan data. Cara ini sanggup meningkakan kinrja disk, namun jumlah disk yang dibutuhkan menjadi dua kali lipat, sebagai akibatnya biayanya menjadi sangat mahal. Pada level 1 (disk duplexing & disk mirroring) data pada suatu partisi hard disk disalin ke sebuah partisi pada hard disk yang lain sehingga bila keliru satu rusak, masih tersedia salinannya di parrisi mirror.

gambar : RAID level 1

Metodenya dilakukan RAID 1yaitu dengan cara menyalin isi hard disk pertama ke hard disk kedua. Jadi, apa yang ditulis pada hard disk pertama juga akan ditulis di hard disk kedua. Apabila salah satu hard disk rusak, maka data pada hard disk yang satunya masih ada. Keburukan dan cara ini yakni tidak adanya peningkatan kinerja sama sekali, performanya malah akan sedikit lebih pelan dibanding performa hard disk single (nonRAID). Selain itu kapasitas total yang kau sanggup dengan metode ini hanyalah sebesar kapasitas satu hard disk saja.

RAID level 2

RAID level 2 pada level ini, menggunakan teknik susukan paralel, semua anggota disk berpartisipasi dalam mengeksekusi setiap request I/O. Umumnya, pemutaran setiap drive disinkronisasikan sebagai akibatnya semua head disk selalu berada dalam posisi yang sama dalam setiap disk yg masih ada dalam array.

gambar : RAID level 2

Pada RAID level dua dipakai striping data, dengan RAID level dua code errorcorrecting dihitung melalui seluruh bit-bit yang bersangkutan dalam setiap disk data. RAID Level dua hanya akan sebagai pilihan yang sempurna buat lingkungan yg tak jarang mengalami disk error. Pada keadaan rehabilitas disk dan disk drive yg tinggi RAID Level 2 tidak paripurna buat dipakai.

Pada RAID2 data pada stripe buat beberapa disk dengan putaran disk yg sama, masing-masing bit data dimasukkan kedalam masing-masing disk, disertai dengan parity yg digunakan buat melaksanakan identifikasi disk yg error/keliru dan melaksanakan error recovery. Bit level party dalam RAID type ini diterapkan memakai Hamming Code. Karena striping & parity dilakukan pada level bit sinkron menggunakan Hamming Code maka diperlukan disk-disk spesifik untuk menyimpan masing masing bit paritynya yang jumlahnya akan menyesuaikan dengan jumlah harddisk primer yg ingin dipakai.

RAID level tiga

Gambar : RAID level tiga

Pada level ini pengorganisasian sama dengan pada level 2. Perbedaan yang fundamental yakni level 3 hanya mebutuhkan disk redundant tunggal, tidak bergantung pada besarnya array disk. Level 3 memakai susukan paralel dengan data yang didistribusikan dalam bentuk-bentuk kecil, code error-correcting tidak dihitung, melainkan bit paritas sederhana yang dihitung untuk sejumlah bit-bit individual yang berada dalam posisi yang sama pada seluruh disk data.

RAID level 4

gambar : RAID level 4

RAID level 4 memakai konsep yang sama dengan RAID level tiga hanya saja pada RAID 4 striping dilakukan pada blok-blok yang ukurannya didefinisikan dalam stripesize. ukuran masing-masing blok pada umumnya dalam satuan KiB. Stripe size yang ada biasanya dalam rentang 2KiB hingga 512 Kib, dengan ukuran yang diijinkan yakni dalam 2 pangkat x, (2, 4, 8, ... ) KiB. dengan ukuran blok menyerupai ini dan dedicated parity / parity yang disimpan khusus dalam sebuah drive sanggup timbul bottleneck. Request pembacaan file yang ukurannya lebih kecil dari stripe-size akan mengakses hanya 1 disk. Request penulisan file harus melaksanakan update terhadap blok dan melaksanakan penghitungan parity.

Untuk file akbar yg penulisannya membutuhkan striping pada setiap disk (seluruh disk), maka perhitungan parity akan gampang dilakukan, sedang buat penulisan file yg ukurannya lebih mini berdasarkan 1 blok maka harus dilakukan pengaksesan & penulisan pada blok yang telah terdapat. Perbandingan data gres & data usang dalam blok tersebut pula wajib dilakukan buat kemudian dituliskan parity-nya. Proses ini diklaim juga read-modifywrite procedure. Bottleneck mampu muncul karena pada setiap penulisan arsip, parity mungkin akan dihitung ulang & diupdate, efeknya timbul pada pengaksesan secara lebih pada disk yang digunakan buat khusus menyimpan parity

RAID level lima

RAID 5 menyerupai menggunakan RAID 4 dalam bagan blok stripingnya, namun RAID 5 memakai parity yg didistribusikan ke pada tiap disk, tentu saja untuk menghilangkan bottleneck yg mungkin ada dalam bagan RAID 4. Skema ini memiliki performa yang paling baik untuk request pembacaan file kecil & penulisan file yang ukuran akbar. Peningkatan performa pembacaan karena semua disk mampu berkontribusi pada pengaksesan. Kekurangan dari bagan ini yakni dalam penulisan file berukuran mini karena proses read, modify, write yg terjadi buat penulisan arsip mini .

Prosedure ini juga mengakibatkan penulisan arsip kecil dalam RAID lima kurang efisien dibandingkan menggunakan mirrorring pada RAID 1.

Gambar : RAID level lima

RAID level 6

RAID level 6 disebut juga redundansi P + Q. Mirip menyerupai RAID level lima, tetapi menyimpan informasi redundan perhiasan untuk mengantisipasi kegagalan dan beberapa disk sekaligus.RAID level 6 melaksanakan dua perhitungan paritas yang herbeda, kemudian disimpan di dalam blok-blok yang terpisah pada disk-disk yang berbeda. Jadi, kalau disk data yang digunakan sebanyak n buah disk, maka jumlah disk yang dibutuhkan untuk RAID level 6 ini yakni n + 2 disk. Keuntungan dari RAID level 6 ini yakni kehandalan data yang sangat tinggi, lantaran untuk mengakibatkan data hilang, kegagalan harus terjadi pada tiga buah disk dalam interval rata-rata untuk perbaikan data (Mean Time To Repair atau MTTR). Kerugiannya yaitu pinalti waktu pada ketika penulisan data, lantaran setiap penulisan yang dilakukan akan menghipnotis dua paritas blok.

Gambar : RAID level 6

RAiD level 0 + I dan I + 0

RAID level 0 1 dan 1 0 ini merupakan kombinasi dan RAID level 0 & 1. RAID Level 0 memiliki kinerja yg baik, sedangkan RAID level 1 mempunyai kehandalan. Namun, pada kenyataannya kedua hal ini sama pentingnya. Dalam RAID 0 1, sekumpulan disk pada-strip,kemudian strip tersebut pada-mirror ke disk-disk yg lain, menghasilkan strip-strip data yang sama. Kombinasi Iainnya yaitu RAID 1 0, pada mana disk-disk pada-mirror secara berpasangan,dan lalu output pasangan mirromya di-strip.

Gambar : RAiD level 0 + I dan I + 0

RAID 1 + 0 ini mempunyai laba lebih dibandingkan dengan RAID 0 + 1. Sebagai contoh, kalau sebuah disk gagal pada RAID 0 + 1, seluruh strip-nya tidak sanggup diakses, hanya sebagian strip saja yãng sanggup diakses, sedangkan pada RAID 1 + 0, disk yang gagal tersebut tidak sanggup diakses, tetapi pasangan mirror-nya masih sanggup diakses, yaitu disk-disk selain dan disk yang gagal.

Metode ini merupakan kombinasi RAID 0 & RAID 1. Selain memperoleh kecepatan jua memperoleh keamanan data. Untuk metode ini diperlukan minimal 4 hard disk. Kapasitas total yg kau bisa yakni sejumlah kapasitas dua hard disk.

Lihat juga : Pengertian, Ciri dan Jenis Optical Disk