MEDIA PENYIMPANAN

I. MEDIA PENYIMPANAN TERSIER

Karakteristik dari perangkat penyimpanan tersier pada dasarnya adalah menggunakan removable media yang relatif lebih murah. Sebagai contoh: 1 VCR dengan banyak kaset akan lebih murah daripada 1 VCR yang hanya bisa memainkan satu kaset saja. Memori tersier menyimpan data dalam jumlah yang besar (terabytes, atau 10¹² bytes).

Memori tersier tidak butuh banyak operasi menulis tapi memori tersier tipikal-nya write ones atau read many. Meskipun per-megabites-nya pada harga terendah, memory tersier umumnya yang paling mahal, elemen tunggal pada modern supercomputer installations. Ciri-ciri lain: non-volatile, penyimpanan off-line , umumnya dibangun pada removable media contoh optical disk, flash memory.

DIRECT ACCESS STORAGE DEVICES (DASD)

Flash Memory Card

Kartu memory flash merupakan sebuah media penyimpanan tipe memory berjenis "non-volatile" yang berarti chip memory yang tidak memerlukan power untuk menjaga keberadaan data dalam kartu memory, berbeda dengan memory RAM yang digunakan dalam komputer yang membutuhkan power untuk menjaga keberadaan data.
CF atau Compact Flash adalah tipe kartu memory "non-volatile" yang pertama dikembangkan dan biasanya digunakan dalam kamera digital dan PDA, tapi CF tidak pernah digunakan dalam produk telepon selular karena ukurannya yang besar 36.4 x 42.8 x 3.3 mm dan memiliki 50 pin. Banyaknya total pin yang digunakan dalam CF dikarenakan desain kontroller yang kompatible dengan spesifikasi interface ATA. SD atau Secure Digital, adalah generasi penerus CF, tujuan dibuatnya SD adalah agar ukuran kartu memory lebih kecil dan lebih ringan. Alasan lain dibuatnya SD adalah keamanan data yang direpresentasikan dengan kata “secure” pada SD, dengan menggunakan mekanisme "lock" (write protect) yang sama seperti disket floppy pada bagian samping kirinya, juga dengan mengimplementasikan sistim CPRM (Content Protection for Recordable Media) yang menjaga agar file audio/video yang di copyright tidak dapat ditransfer atau dicopy. SD berukuran 24 x 32 x 2.1 mm (sedikit lebih tebal dari MMC) dan memiliki 9 pin.

Floppy Disk

Menurut Silberschatz et. al. [Silberschatz2002], floppy disk adalah sebuah media penyimpanan yang terbuat dari cakram fleksibel tipis yang dilapisi oleh bahan magnetik dan ditutupi oleh plastik. IBM memperkenalkan disket pertama kali pada tahun 1969 dengan ukuran 8 inci dan kapasitas penyimpanan 81 KB. Sedangkan disket yang paling populer adalah yang 3,5 inci dengan kapasitas penyimpanan 1.44 MB (Sumber : detikinet). Ciri-ciri floppy disk:

1. Memiliki kapasitas kecil (1 - 2 Mb).

2. Kemampuan aksesnya hampir secepat hard disk.

3. Lebih rentan terhadap gesekan di permukaan magnetiknya.

Media penyimpanan floppy disk ini termasuk dalam kategori media penyimpanan Direct Access Storage Devices (DASD) yaitu alat penyimpanan langsung. Prinsip ini juga digunakan oleh disk magnetik yang memiliki kapasitas sebesar 1 GB yang memiliki kecepatan akses yang hampir sama dengan hard disk. Seiring dengan perkembangan zaman media penyimpanan ini mulai tergusur dengan media peenyimpanan yang berkapasitas lebih besar dan lebih murah.

Magneto-optic Disk

Dalam magneto-optic disk, data ditulis di atas sebuah piringan keras yang dilapisi oleh suatu bahan magnetik lalu dilapisi pelindung untuk melindungi head dari disk tsb. Dalam suhu ruangan, medan magnet yang ada tidak dapat digunakan untuk menyimpan bit data sehingga harus ditembakkan laser dari disk head. Tempat yang terkena sinar laser ini dapat digunakan untuk menyimpan bit. Head membaca data yang telah disimpan dengan bantuan Kerr Effect. Efek ini timbul karena head dari magneto-optic disk terlalu jauh dari permukaan disk sehingga tidak dapat dibaca dengan cara yang sama yang diterapkan ke hard disk. Oleh karena itu digunakan Kerr Effect.

Menurut Silberschatz et. al. [Silberschatz2002], prinsip dari Kerr Effect adalah ketika suatu sinar laser dipantulkan dari sebuah titik magnetik, polarisasinya akan diputar searah atau berlawanan arah dengan arah jarum jam, tergantung dari orientasi medan magnetiknya. Rotasi inilah yang dibaca oleh head sebagai sebuah bit.

Optical Disk

Disk tipe ini tidak menggunakan magnetik melainkan suatu bahan yang dapat dibelokkan oleh sinar laser. Setelah dimodifikasi dengan dengan sinar laser pada disk akan terdapat spot yang gelap atau terang. Spot ini menyimpan satu bit.

Teknologi optical-disk dapat dibagi menjadi:

1. Phase-change disk, dilapisi material yang dapat membeku menjadi crystalline atau amorphous state. Kedua state ini memantulkan sinar laser dengan kekuatan yang berbeda. Drive menggunakan sinar laser pada kekuatan yang berbeda. Kekuatan rendah digunakan untuk membaca data yang telah ditulis, kekuatan medium untuk menghapus data dengan cara melelehkan permukaannya dan kemudian dibekukan lagi ke dalam keadaan crystalline. Kekuatan tinggi digunakan untuk melelehkan disk-nya ke dalam amorphous state sehingga dapat digunakan untuk menulis data.

2. Dye-polimer disk, merekam data dengan membuat bump. Disk dilapisi plastik yang mengandung dye yang dapat menyerap sinar laser. Sinar laser membakar spot yang kecil sehingga spot membengkak dan membentuk bump. Sinar laser juga dapat menghangatkan bump sehingga spot menjadi lunak dan bump menjadi datar.

WORM = Write Once Read Many-times

WORM merupakan media penyimpanan yang terbentuk dari sebuah aluminium film yang dilapisi oleh plastik di bagian atas dan bagian bawahnya. Untuk menulis data, pada media ini digunakan sinar laser untuk membuat lubang pada aluminiumnya sehingga disk ini hanya dapat ditulis sekali.

Ciri-ciri WORM Disk :

1. Hanya dapat ditulis sekali.

2. Data lebih tahan lama dan dapat dipercaya.

Media penyimpanan WORM ini dianggap tahan banting dan paling terpercaya karena lapisan metalnya dilindungi dengan aman oleh lapisan plastiknya dan juga datanya tidak dapat dirusak dengan pengaruh medan magnet. Kebanyakan removable-disk lebih lambat dari non-removable-disk karena kinerja mereka juga dipengaruhi oleh waktu yang dibutuhkan untuk menulis data. Waktu ini dipengaruhi oleh waktu rotasi, dan juga kadang-kadang seek time.

SEQUENTIAL ACCESS STORAGE DEVICES (SASD)

Punched Card

Prinsip Kerja Prinsip kerja penyimpanan memori "punch" ini sesungguhnya tidak terlalu rumit. Permukaan dari chip tersebut harus terdiri dari beberapa lapisan plexiglass di atas lempeng silikon. Menulis atau "writing" data membutuhkan pemanasan pada ujung indentor hingga 400? celcius. Hanya dengan temperatur setinggi ini saja jejak mikro bisa muncul di permukaan plexiglass. Untuk membaca chip, indentor yang juga berperan sebagai sensor itu panasnya harus dikurangi menjadi 300? celcius. Perubahan temperatur inilah yang diterjemahkan sebagai data.

Tapes

Sebuah tape dapat menyimpan data lebih banyak dari optical maupun magnetic disk cartridge, harga cartridge dari tape drive relatif lebih murah namun memiliki random access yang lebih lambat karena membutuhkan operasi fast-forward dan rewind yang kadang-kadang bisa membutuhkan waktu beberapa detik bahkan menit. Tape ini biasa digunakan oleh supercomputer center untuk menyimpan data yang besar dan tidak membutuhkan random access yang cepat. Dalam skala yang besar biasanya digunakan Robotic Tape Changers yaitu sebuah alat yang dipakai untuk mengganti tape dalam sebuah library. Stacker menyimpan beberapa tape, sedangkan silo untuk menyimpan ribuan tape.

Masalah Kinerja

Tiga aspek utama dari kinerja penyimpanan tersier berdasarkan Silberschatz et. al. [Silberschatz2002]:

1. Kecepatan

Kecepatan dari penyimpanan tersier memiliki 2 aspek: bandwidth dan latency. Menurut Silberschatz et. al. [Silberschatz2002], Sustained bandwidth adalah rata-rata tingkat data pada proses transfer, yaitu jumlah byte dibagi dengan waktu transfer. Effective bandwidth menghitung rata-rata pada seluruh waktu I/O, termasuk waktu untuk seek atau locate. Istilah bandwidth dari suatu drive sebenarnya adalah sustained bandwidth.

2. Kehandalan

Removable magnetic disk tidak begitu bisa diandalkan dibandingkan dengan fixed hard-disk karena cartridge lebih rentan terhadap lingkungan yang berbahaya seperti debu, perubahan besar pada temperatur dan kelembaban, dan gangguan mekanis seperti tekukan. Optical disks dianggap sangat bisa diandalkan karena lapisan yang menyimpan bit dilindungi oleh plastik transparan atau lapisan kaca.

3. Harga

II. MEDIA PENYIMPANAN MASA DEPAN (Future Technology)

Penyimpanan Holographic

Teknologi ini digunakan untuk menyimpan foto hologram di media khusus. Misalkan pada foto hitam putih digunakan array 2 dimensi yang merepresentasikan warna hitam dan putih (bit 0 dan 1) maka di teknologi holographic ini satu pixel gambar dapat menyimpan jutaan bit sehingga gambarnya menjadi tajam dan pixelnya ditransfer menggunakan sinar laser sehingga transfer rate-nya tinggi. Microelectronic Mechanical Systems (MEMS), Teknologi yang bertujuan mengembangkan sebuah media penyimpanan yang bersifat non-volatile dengan kecepatan yang lebih cepat dan lebih murah dari semiconductor DRAM.

Technologi hard disk masa depan

Hard disk tahan banting amat penting untuk perangkat bergerak seperti notebook atau MP3 player. Technologi hard disk masa depan ini diharapkan jika permukaan hard disk rusak karena tersentuh head atau kepanasan, ia dapat mereparasi diri sendiri dengan partikel-partikel karbon dari tanki bahan pelumas yang disalurkan lewat pipa-pipa karbon nano. Untuk iPod Video yang baru misalnya, dalam waktu dekat, Seagate akan mengeluarkan hard disk berukuran 1,8 inci dengan kapasitas hingga 120 GB. Solid State Disk, hard disk fix tanpa bagian yang bergerak menjadi saingan berat hard disk konvensional. Mungkin juga nantinya akan muncul varian ke-3 karena IBM, HP dan Seagate sedang mengembangkan teknologi baru tanpa keping berputar. Mereka memakai sebuah bidang dengan banyak head yang membaca data dari hard disk yang bergetar. Akan tetapi, sampai saat ini belum ada yang berani memastikan kapan teknologi ini akan siap digunakan.

Cara Kerja HAMR:

Laser dan Kumparan Magnet Sebagai Tim bits lebih kecil - Agar HAMR berfungsi, head magnet dan berkas laser harus bertemu pada sebuah titik berukuran sekitar 60 nanometer. Cara kerja Heat Assistance Magnetic Recording sangat jelas terlihat di sini. Sebuah laser dalam head tulis/baca mendukung sistem hard disk dalam perubahan kutub Bit. Dengan pemanasan per titik oleh laser, material lebih keras seperti FePt bisa digunakan sebagai lapisan magnetik. Bits yang lebih kecil juga dapat disimpan lebih stabil.

Aplikasi Antarmuka

Sistem operasi tidak menangani tapes sebagaimana sistem operasi menangani removable disk maupun fixed disk. Sistem operasi biasanya menampilkan tape sebagai media penyimpanan secara keseluruhan. Suatu aplikasi tidak membuka suatu berkas pada tape, melainkan membuka tape drive secara keseluruhan sebagai raw device. Biasanya tape drive disediakan untuk penggunaan aplikasi tersebut secara eksklusif, sampai aplikasi tersebut berakhir atau aplikasi tersebut menutup tape device. Eksklusivitas ini masuk akal, karena random access pada tape bisa memakan waktu yang lama, sehingga membiarkan beberapa aplikasi melakukan random access pada tape bisa menyebabkan thrashing.

Sistem operasi tidak menyediakan sistem berkas sehingga aplikasi harus memutuskan bagaimana cara menggunakan blok-blok array. Tiap aplikasi membuat peraturannya masing-masing tentang bagaimana mengatur tape supaya suatu tape yang penuh terisi dengan data hanya dapat digunakan oleh program yang membuatnya.

Tape drive mempunyai set operasi-operasi dasar yang berbeda dengan disk drive. Sebagai pengganti operasi seek (sebagaimana yang digunakan pada disk drive), tape drive menggunakan operasi locate. Operasi locate ini lebih akurat dibandingkan dengan operasi seek karena operasi ini memposisikan tape ke logical block yang spesifik.

Sebagian besar tape drive mempunyai operasi read position yang berfungsi memberitahu posisi tape head dengan menunjukkan nomor logical blok. Selain itu banyak juga tape drive yang menyediakan operasi space yang berfungsi memindahkan posisi tape head. Misalnya operasi space akan memindahkan posisi tape head sejauh dua blok ke belakang.

Untuk sebagian jenis tape drive, menulis pada blok mempunyai efek samping menghapus apapun yang berada pada posisi sesudah posisi penulisan. Hal ini menunjukkan bahwa tape drive adalah append-only devices, maksudnya adalah apabila kita meng- update blok yang ada di tengah berarti kita akan menghapus semua data yang terletak sesudah blok tersebut. Untuk mencegah hal ini terjadi maka digunakan tanda EOT ( end-of-tape) yang diletakkan pada posisi sesudah posisi blok yang ditulis. Drive menolak untuk mencari lokasi sesudah tanda EOT, tetapi adalah suatu hal yang penting untuk mencari lokasi EOT kemudian mulai menulis menulis data. Cara ini menyebabkan tanda EOT yang lama tertimpa, lalu tanda yang baru diletakkan pada posisi akhir dari blok yang baru saja ditulis.