Hard disk drive (HDD) versus Solid-state drive (SSD): Apa bedanya?

Hard drive atau hard disk drive (HDD) adalah jenis perangkat penyimpanan data yang digunakan pada laptop dan komputer desktop. HDD adalah penyimpanan “non-volatile”, yang berarti dapat mempertahankan data yang tersimpan meskipun tidak ada daya yang dipasok ke perangkat. Sistem operasi (OS) memberitahu HDD untuk membaca dan menulis data sesuai kebutuhan oleh program. Kecepatan drive membaca dan menulis data ini semata-mata bergantung pada drive itu sendiri.

HDD dimulai sebagai perangkat besar yang mengisi ruangan dengan kapasitas sekitar 3,75 megabyte. Saat ini, sebagai perbandingan, HDD yang mudah dipasang di komputer desktop dapat memiliki penyimpanan senilai lebih dari 18 terabyte.

HDD memiliki objek seperti disk yang disebut “piringan.” Platters adalah tempat data disimpan menggunakan muatan listrik. Muatan listrik ini berasal dari lengan aktuator atau “kepala baca/tulis.” Kepala baca/tulis diinstruksikan ke mana harus pindah di piringan oleh perangkat lunak di CPU dan board sistem.

Setiap piringan memiliki lengan dengan kepala magnetik, dan setiap piringan berputar dan dibagi menjadi beberapa sektor. Sektor-sektor ini memiliki ribuan subdivisi (disebut bit) yang semuanya dapat menerima muatan listrik. Bit-bit dari sektor dan muatan yang sesuai dibaca oleh kepala baca/tulis dan dapat diterjemahkan ke dalam biner sebagai 1 atau 0.

Selama bertahun-tahun pengembangan HDD, telah terjadi perubahan dalam tata letak sektor pada piringan. Desain asli hard disk mencakup perekaman longitudinal yang menyelaraskan sektor-sektor secara horizontal dengan piringan putar drive. Penyelarasan horizontal ini menjadi masalah saat meningkatkan kapasitas HDD dengan mengecilkan sektor. Pada skala sekecil itu, bit akan membalik muatannya secara acak bergantung pada suhu, yang menyebabkan kerusakan data.

“Rekaman tegak lurus” adalah metode yang dibuat untuk memerangi masalah yang ditemukan dalam perekaman longitudinal. Metode ini menumpuk sektor pada ujungnya dan menciptakan lebih dari tiga kali lipat kapasitas penyimpanan perekaman longitudinal. Namun demikian, pengorbanannya adalah peningkatan sensitivitas terhadap medan magnet, yang mengharuskan lengan baca/tulis yang lebih akurat untuk didesain.

Saat CPU menulis data ke HDD, ia menggunakan sebagian sektor atau beberapa sektor, bergantung pada ukuran berkas. Ketika pembaruan terjadi pada data, CPU memerintahkan HDD untuk menuliskannya di sektor berikutnya yang tersedia. Jarak dari sektor pertama ke sektor baru ini menambah waktu seberapa cepat data dapat dibaca. Meskipun waktu diukur dalam milidetik, semakin banyak contoh pemisahan data dapat menyebabkan perlambatan yang signifikan. Pemisahan data ini disebut “fragmentasi disk”, dan sebagian besar OS memiliki program bawaan yang mendefrag disk, menyusun ulang data sehingga informasi untuk suatu program berada di satu tempat.

Hard disk drive tradisional (HDD) dikenal sebagai teknologi lama yang telah ada lebih lama dari SSD. Namun, usia datang dengan kelebihannya yang memberikan banyak kesempatan untuk membuat kemajuan dalam semua aspek teknologi.

Tujuan HDD adalah membaca, menulis, dan menyimpan data. HDD adalah perangkat yang andal untuk cadangan serta proses komputer normal. Teknologi HDD telah disempurnakan secara signifikan, menurunkan biayanya sekaligus meningkatkan kapasitas keseluruhannya.

HDD telah tumbuh dalam kapasitas selama bertahun-tahun dan sekarang dikirim secara komersial dengan penyimpanan 20 terabyte. Banyak laptop dan PC desktop saat ini hadir standar dengan penyimpanan 250 GB.

Kinerja biasanya diukur dalam kecepatan dan keandalan perangkat. Tingkat di mana HDD memproses data telah tumbuh secara signifikan selama bertahun-tahun dan sesuai dengan tujuannya dengan baik.

Komponen fisik dalam HDD menciptakan lebih banyak keterbatasan daripada perangkat penyimpanan lainnya. Lengan yang presisi akan kehilangan akurasi jika piringan pindah terlalu cepat, dan piringan hanya bisa berputar begitu cepat sebelum mulai melengkung atau bahkan patah. Mempercepat piringan untuk mencapai tingkat optimal membutuhkan waktu, dan Hasil dalam waktu boot-up yang lebih lambat.

HDD dapat diandalkan dalam penyimpanan data untuk jangka waktu yang lama tanpa dipasok daya dan merupakan metode penyimpanan yang disukai untuk cadangan. Umur panjang di bawah penggunaan konstan untuk hard disk internal adalah tiga hingga lima tahun. Masa pakainya bisa lebih lama jika perangkat adalah hard disk drive eksternal dan disimpan di ruang terkontrol. Keausan dan kerusakan rutin pada perangkat adalah hal yang biasa terjadi, terutama karena menulis dan menulis ulang data pada sektor yang sama pada piringan. Penyimpanan jangka panjang untuk beberapa drive bisa semudah menggunakan hard disk eksternal. Cara lain untuk mengakses file cadangan ini dari mana saja adalah dengan menggunakan sistem Network Attached penyimpanan (NAS). NAS adalah lokasi penyimpanan terpusat yang memungkinkan penyimpanan dan pengambilan data untuk pengguna jaringan resmi.

Hard disk portabel eksternal menjalankan fungsi dasar yang sama dengan HDD internal dan dapat digunakan dengan komputer laptop atau desktop. Drive eksternal dijual dengan catu daya eksternalnya sendiri. Hard disk drive internal komputer bersifat “portabel” — artinya dapat dipindahkan dari satu perangkat ke perangkat lain dengan mudah. Namun, mereka kurang kompatibel dengan semua perangkat dan memerlukan upaya lebih besar untuk dipindah.

HDD adalah jenis penyimpanan yang paling terjangkau karena memiliki biaya per gigabyte yang paling efisien. Ketika kapasitas penyimpanan meningkat, harga HDD yang lebih kecil menurun. Misalnya, HDD dengan kapasitas 500 gigabytes dijual dengan harga kurang dari 40 USD.

Komponen inti komputer, solid-state drive (SSD) memiliki fitur waktu baca, tulis, dan boot yang cepat pada mesin modern yang tak tertandingi oleh hard disk tradisional.

Solid-state drive adalah perangkat keras komputer memori non-volatile (NVM) yang menyimpan data tanpa bagian yang bergerak. Sementara hard disk drive (HDD) menggunakan piringan magnetik yang berputar dan kepala tulis mekanis untuk memanipulasi data, SSD menggunakan muatan dalam semikonduktor.

SSD internal dipasang di dalam komputer, sedangkan SSD eksternal dicolokkan seperti HDD eksternal — sering kali ke port USB 3.0 — dan melayani tujuan yang sama. SSD adalah perangkat penyimpanan memori yang mengimplementasikan sirkuit terintegrasi daripada komponen mekanis untuk penyimpanan. Sirkuit terintegrasi mengurangi ukuran keseluruhannya dan membuatnya senyap saat bekerja. Misalnya, produk Apple seperti MacBook memiliki SSD untuk hard disk, memberikan profil ramping pada Mac.

Non-volatile memory express (NVMe) adalah protokol antarmuka perangkat logis untuk mengakses media penyimpanan non-volatile komputer. NVMe adalah spesifikasi standar yang digunakan pada drive SSD sehingga setiap produsen tidak memiliki driver perangkat yang unik. SSD NVMe menggunakan Peripheral component interconnect express (PCIe atau PCI express), yang dapat menangani beberapa permintaan bolak-balik dari OS ke SSD. PCIe adalah antarmuka koneksi berkecepatan tinggi yang umum di papan sistem.

Solid-state drive bekerja dengan menggunakan sirkuit elektronik untuk menyimpan dan mengambil data. Data disimpan dalam “blok,” dan blok ini hanya dapat ditulis sepenuhnya sekali. Untuk menjaga agar data yang berurutan tetap bersama dan waktu respons tetap rendah, blok harus benar-benar dihapus dan ditulis ulang pada blok yang berbeda. Sayangnya, blok tidak tahan lama dan rusak dalam proses penghapusan. Penulisan/penghapusan adalah cara keausan terjadi pada SSD dan itulah sebabnya sebagian besar SSD dilengkapi dengan teknologi "perataan keausan" terintegrasi, yang mendistribusikan keausan secara merata dan memperpanjang masa pakai perangkat.

Beberapa sirkuit elektronik dalam SSD adalah memori flash NAND (gerbang logika “Not AND”) yang terdiri atas transistor NAND non-volatile. Transistor NAND non-volatile menyimpan data sebagai muatan dalam semikonduktor pada chip memori silikon yang disusun dan terkadang ditumpuk pada papan sirkuit. Tumpukan disebut 3D NAND dan membanggakan kapasitas penyimpanan yang jauh lebih besar karena sel memori ditumpuk di atas satu sama lain. Sel tingkat tunggal (SLC) adalah variasi teknologi SSD yang paling mahal — tetapi paling tahan lama. Oleh karena itu, menambahkan sedikit penyimpanan tambahan per sel mengurangi biaya dan setiap bit tambahan yang disimpan dilambangkan secara berbeda. Terakhir, dimulai dengan sel multi-level (MLC), sel tiga tingkat (TLC) dan sel quad-level (QLC).

Pengontrol mengelola semua sel memori flash dengan memberi tahu mereka memori mana yang akan diakses atau dimanipulasi. Selain itu, mereka bertanggung jawab atas distribusi data yang merata dan penanganan pengumpulan sampah.

Praktik umum yang bergantung pada faktor bentuk adalah SSD menyimpan data yang diminta dengan waktu respons yang lebih cepat, mirip dengan modul RAM. Waktu respons yang lebih cepat lebih diinginkan jika dibandingkan dengan caching permintaan panas dari HDD yang biasanya memiliki waktu respons yang rendah.

SSD memiliki persyaratan konsumsi daya yang lebih sedikit daripada HDD karena tidak memiliki komponen bergerak. SSD juga bergantung pada daya konstan dari perangkat operasi untuk berfungsi. Meskipun SSD yang tidak berdaya akan kehilangan data saat tidak diberi daya, sebagian besar SSD dilengkapi dengan baterai internal, yang memungkinkan perangkat untuk menganggur dan menjaga integritas data.

Setiap jenis penyimpanan memiliki manfaat dan kekurangan. Oleh karena itu, perbandingan hard disk drive (HDD) dan solid-state drive (SSD) diperlukan untuk menentukan yang paling sesuai untuk beban kerja.

Perbedaan utama dalam ruang penyimpanan adalah bahwa SSD menggunakan memori flash, bukan piringan magnetik. SSD yang lebih baru memiliki kapasitas yang umum digunakan seperti 128 GB, 256 GB, 512 GB, 1 TB, dan 2 TB. Sirkuit terintegrasi yang mengurangi ukuran perangkat juga meningkatkan kepadatan penyimpanan.

Untuk konsumen rata-rata, SSD terbesar yang ditemukan adalah sekitar 8 terabyte. Pada tahun 2018, Samsung dan Toshiba memperkenalkan SSD 30,72 TB ke pasaran menggunakan faktor bentuk 2,5 inci yang sama, tetapi dengan ketebalan drive 3,5 inci yang menggunakan antarmuka SAS. Untuk menunjukkan kemampuan SSD, Nimbus Data mengumumkan dan mengirimkan drive berkapasitas 100 TB yang menggunakan antarmuka SATA. Teknologi SSD terus diperluas dan disempurnakan, meninggalkan kemungkinan yang tampaknya tak terbatas.

HDD telah ada lebih lama, memungkinkan mereka untuk tumbuh secara signifikan dalam kapasitas selama bertahun-tahun dan sekarang dikirimkan secara komersial dengan penyimpanan 20 terabyte. Banyak laptop dan PC desktop saat ini hadir standar dengan penyimpanan 250 GB.

Kecepatan di mana SSD mengakses data lebih tinggi dari kecepatan HDD. Sementara HDD dapat memproses 500 MB/s, sebagian besar SSD dapat memproses pada 7000 MB/d. Kecepatan yang lebih cepat ini memungkinkan pengaktifan seketika dan latensi yang lebih rendah ketika masuk ke perangkat atau load times pada aplikasi. Selain itu, transfer dan penyalinan file lebih cepat pada SSD. Karena masa pakai baterainya, konsumsi daya sekitar seperempat hingga sepertiga lebih sedikit daripada HDD.

HDD adalah perangkat penyimpanan jangka panjang yang lebih baik. SDD cenderung kurang andal untuk penyimpanan jangka panjang karena kebocoran data yang dimulai setelah satu tahun tidak berdaya. Selain itu, ketika mereka mendekati terabyte maksimum yang ditulis (TBW), efektivitasnya terus menurun hingga mencapai kondisi yang tidak dapat digunakan. TBW SSD adalah jumlah total data yang dapat disimpan dan dihapus dari perangkat

Kesamaan muncul antara SSD dan HDD dalam hal portabilitas. Versi eksternal SSD adalah SSD yang lebih portabel daripada rekan internal stasionernya. SSD sangat berguna di pusat data di mana sejumlah besar data perlu ditransfer dari satu sistem ke sistem lainnya dengan cepat. HDD eksternal lebih portabel daripada HDD internal, tetapi lebih banyak digunakan untuk penyimpanan jangka panjang daripada transfer data yang cepat.

Untuk drive berkapasitas lebih kecil bersama dengan data yang sering digunakan, SSD menawarkan kinerja terbaik untuk harganya. Semakin besar kapasitasnya, HDD semakin bermanfaat. Harga SSD berada di jalur untuk satu hari menjadi sama hemat biaya per gigabyte seperti HDD apa pun. SSD 500 Gigabyte saat ini dijual seharga sekitar USD 55, sedangkan HDD 500 Gigabyte kira-kira USD 24 (pada saat penulisan).

SSD digunakan terutama untuk pengambilan data cepat dan penggunaan yang konstan pada laptop atau desktop karena konsumsi daya rendah dan ukurannya yang rendah. SSD digunakan untuk proses sehari-hari dan tidak boleh digunakan untuk penyimpanan yang lebih lama seperti HDD. SSD adalah perangkat yang disukai dalam hal memindahkan file besar dengan cepat dan mudah.