How do hard drives work? - Kanawat Senanan

Translator: Reno Kanti Riananda Reviewer: Syifa Sabrina

Imagine an airplane flying one millimeter above the ground

Bayangkan sebuah pesawat terbang satu milimeter di atas tanah

and circling the Earth once every 25 seconds

dan mengelilingi bumi setiap 25 detik sekali

while counting every blade of grass.

sambil menghitung setiap helai rumput.

Shrink all that down so that it fits in the palm of your hand,

Kecilkan semua itu sehingga muat di telapak tanganmu

and you'd have something equivalent to a modern hard drive,

dan kamu akan memiliki sesuatu yang setara dengan hard drive modern,

an object that can likely hold more information than your local library.

benda yang mungkin menampung informasi lebih banyak dari perpustakaan lokal Anda.

So how does it store so much information in such a small space?

Bagaimana ia menyimpan begitu banyak informasi

dalam ruang sekecil itu?

At the heart of every hard drive is a stack of high-speed spinning discs

Inti setiap hard drive adalah tumpukan piringan berputar berkecepatan tinggi

with a recording head flying over each surface.

dengan kepala perekam terbang di atas setiap permukaan.

Each disc is coated with a film of microscopic magnetised metal grains,

Setiap piringan dilapisi dengan butiran logam magnetis mikroskopis,

and your data doesn't live there in a form you can recognize.

dan data Anda disimpan di sana dalam bentuk yang tidak dapat dikenali.

Instead, it is recorded as a magnetic pattern

Lebih tepatnya, datanya dicatat sebagai pola magnet

formed by groups of those tiny grains.

yang dibentuk oleh kelompok butir-butir kecil itu.

In each group, also known as a bit,

Dalam setiap kelompok, yang disebut ‘bit’,

all of the grains have their magnetization's aligned

semua butir memiliki magnetisasi yang selaras

in one of two possible states,

di salah satu dari dua kemungkinan keadaan,

which correspond to zeroes and ones.

yang berarti nol dan satu.

Data is written onto the disc

Data ditulis ke dalam piringan

by converting strings of bits into electrical current

dengan mengubah benang-benang bit menjadi arus listrik

fed through an electromagnet.

yang disalurkan melalui elektromagnet.

This magnet generates a field strong enough to change the direction

Magnet ini menghasilkan medan yang cukup kuat

untuk mengubah arah magnetisasi butiran logam.

of the metal grain's magnetization.

Once this information is written onto the disc,

Setelah informasi ini ditulis ke dalam piringan,

the drive uses a magnetic reader to turn it back into a useful form,

drive menggunakan pembaca magnetik untuk mengubahnya menjadi bentuk yang berguna,

much like a phonograph needle translates a record's grooves into music.

seperti jarum Fonograf menerjemahkan lekukan rekaman menjadi musik.

But how can you get so much information out of just zeroes and ones?

Nanun, bagaimana bisa mendapatkan begitu banyak informasi hanya dari nol dan satu?

Well, by putting lots of them together.

Dengan menempatkan itu semua bersama.

For example, a letter is represented in one byte, or eight bits,

Misalnya, sebuah huruf diwakili dalam satu bita, atau delapan bit,

and your average photo takes up several megabytes,

dan rata-rata fotomu membutuhkan beberapa megabita,

each of which is 8 million bits.

yang masing-masing berukuran 8 juta bit.

Because each bit must be written onto a physical area of the disc,

Karena setiap bit harus ditulis ke area fisik piringannya,

we're always seeking to increase the disc's areal density,

kita selalu berusaha untuk meningkatkan kerapatan area piringan,

or how many bits can be squeezed into one square inch.

atau berapa banyak bit yang dapat dipadatkan menjadi satu inci persegi.

The areal density of a modern hard drive is about 600 gigabits per square inch,

Kepadatan area hard drive modern adalah sekitar 600 gigabit per inci persegi,

300 million times greater than that of IBM's first hard drive from 1957.

300 juta kali lebih besar dari hard drive pertama IBM dari tahun 1957.

This amazing advance in storage capacity

Kemajuan luar biasa dalam kapasitas penyimpanan ini

wasn't just a matter of making everything smaller,

tidak hanya membuat segalanya menjadi lebih kecil,

but involved multiple innovations.

tetapi juga melibatkan banyak inovasi.

A technique called the thin film lithography process

Sebuah teknik yang disebut proses litografi film tipis

allowed engineers to shrink the reader and writer.

memungkinkan para insinyur untuk mengecilkan pembaca dan penulis.

And despite its size, the reader became more sensitive

Dan terlepas dari ukurannya, pembaca menjadi lebih sensitif

by taking advantage of new discoveries in magnetic and quantum properties of matter.

dengan memanfaatkan penemuan-penemuan baru dalam sifat magnetik dan kuantum materi.

Bits could also be packed closer together thanks to mathematical algorithms

Bit juga dapat dikemas lebih dekat berkat algoritma matematika

that filter out noise from magnetic interference,

yang menyaring kebisingan dari gangguan magnetik,

and find the most likely bit sequences from each chunk of read-back signal.

menemukan urutan bit yang paling mungkin dari tiap potongan sinyal baca-balik.

And thermal expansion control of the head,

Dan kontrol ekspansi termal kepala,

enabled by placing a heater under the magnetic writer,

diaktifkan dengan menempatkan pemanas di bawah penulis magnetik,

allowed it to fly less than five nanometers above the disc's surface,

memungkinkannya melayang kurang dari lima nanometer di atas permukaan piringan,

about the width of two strands of DNA.

kira-kira selebar dua untai DNA.

For the past several decades,

Selama beberapa dekade terakhir,

the exponential growth in computer storage capacity and processing power

pertumbuhan eksponensial dalam kapasitas penyimpanan

dan kekuatan pemrosesan

has followed a pattern known as Moore's Law,

telah mengikuti pola yang dikenal sebagai Hukum Moore,

which, in 1975, predicted that information density would double every two years.

yang pada tahun 1975 memprediksi kepadatan informasi berlipat ganda

tiap dua tahun sekali.

Namun, sekitar 100 gigabit per inci persegi,

But at around 100 gigabits per square inch,

shrinking the magnetic grains further or cramming them closer together

yang mengecilkan butiran magnet atau semakin berdesakan,

posed a new risk called the superparamagnetic effect.

menimbulkan risiko baru yang disebut efek superparamagnetik.

When a magnetic grain volume is too small,

Ketika volume butiran magnet terlalu kecil,

its magnetization is easily disturbed by heat energy

magnetisasinya mudah terganggu oleh energi panas

and can cause bits to switch unintentionally,

dan dapat menyebabkan bit beralih secara tidak sengaja,

leading to data loss.

yang menyebabkan hilangnya data.

Scientists resolved this limitation in a remarkably simple way:

Para peneliti mengatasi keterbatasan ini dengan cara yang sangat sederhana:

by changing the direction of recording from longitudinal to perpendicular,

dengan mengubah arah perekaman dari membujur menjadi tegak lurus,

allowing areal density to approach one terabit per square inch.

memungkinkan kerapatan area mendekati satu terabit per inci persegi.

Recently, the potential limit has been increased yet again

Baru-baru ini, batas potensial telah ditingkatkan lagi

through heat assisted magnetic recording.

melalui perekaman magnetik dengan bantuan panas.

This uses an even more thermally stable recording medium,

Ini menggunakan media perekaman yang bahkan lebih stabil secara termal,

whose magnetic resistance is momentarily reduced

yang resistansi magnetnya berkurang sesaat

by heating up a particular spot with a laser

dengan memanaskan tempat tertentu dengan laser

and allowing data to be written.

dan memungkinkan data untuk ditulis.

And while those drives are currently in the prototype stage,

Dan meskipun drive tersebut saat ini masih dalam tahap prototipe,

scientists already have the next potential trick up their sleeves:

para ilmuwan sudah memiliki trik potensial berikutnya:

bit-patterned media,

media berpola bit,

where bit locations are arranged in separate, nano-sized structures,

di mana lokasi bit diatur dalam struktur berukuran nano yang terpisah,

potentially allowing for areal densities of twenty terabits per square inch

berpotensi memungkinkan kepadatan area dua puluh terabit per inci persegi

or more.

atau lebih.

So it's thanks to the combined efforts of generations of engineers,

Berkat usaha gabungan dari berbagai generasi insinyur,

material scientists,

peneliti material,

dan fisikawan kuantum,

and quantum physicists

that this tool of incredible power and precision

alat dengan kekuatan dan presisi yang luar biasa ini

dapat berputar di telapak tangan anda.

can spin in the palm of your hand.