Media Penyimpanan Data Eksternal

1. Media Penyimpanan Eksternal

1. Definisi Media Penyimpanan Eksternal

Komputer mempunyai perangkat keras untuk media penyimpanannya. Memori eksternal adalah perangkat keras(HardWare) untuk melakukan operasi penulisan, pembacaan dan penyimpanan data, di luar komponen utama yang telah disebutkan di atas. Contoh dari memori eksternal adalah floppy disk, harddisk, cd-rom, dvd, dan masih banyak yang lainnya. Hampir semua memori eksternal yang banyak dipakai belakangan ini berbentuk disk/piringan sehingga operasi data dilakukan dengan perputaran piringan tersebut. Dari perputaran ini, dikenal satuan rotasi piringan yang disebut RPM (Rotation Per Minute). Makin cepat perputaran, waktu akses pun semakin cepat,namun makin besar juga tekanan terhadap piringan sehingga makin besar panas yang dihasilkan. Untuk media berkapasitas besar dikenal beberapa sitem yang ukuran RPM nya sebagai berikut :

• 3600 RPM Pre-IDE

• 5200 RPM IDE

• 5400 RPM IDE/SCSI

• 7200 RPM IDE/SCSI

2. Teknologi RAID

RAID merupakan kependekan dari Redundant Array of Inexpensive Disk dimana menggunakan lebih dari satu hard disk yang bekerja sama untuk memperoleh kinerja yang lebih dibanding menggunakan satu hard disk dan yang paling penting adalah memiliki redundant dimana jika ada hard disk yang bermasalah (mati) data tidak akan hilang .

Beberapa RAID yang umum digunakan adalah RAID 0, 1,5 ,6, 10, 1E, 50 dan 60.Raid 0 (Stripping)

                                                 

Menggunakan 2 hard disk yang identik

Cara kerja :  Separuh dari jumlah hard disk yang diposisikan sebagai RAID 1 digunakan sebagai mirror ari hard disk yang lain. Dengan kata lain bahwa hanya satu hard disk sebagai penyimpanan data, yang lain berfungsi sebagai mirror atau backup data dari hard disk lainnya.

Contoh :  Dua hard disk berkapasitas 1TB dikonfigurasikan dengan RAID 1, maka hanya satu hard disk 1TB yang dapat digunakan sebagai  penyimpanan data, hard disk yang lain (1TB)  diugunakan sebagai mirror atau backup.

Kelebihan :   Jika salah satu hard disk yang berfungsi sebagai penyimpanan data rusak, maka hard disk mirror akan secara otomatis menggantikan hard disk yang rusak, maka server tetap berjalan normal dan data tetap utuh.

Kekurangan :  RAID 1 bisa dikatakan mahal karena hanya setengah dari total jumlah hard disk yang dapat digunakan sebagai tempat penyimpanan data.

Cara kerja : Hard disk yang dikonfigurasi dalam RAID 10 bisa dikatakan di-striping ( di-raid 0 lalu di raid 1), dengan kata lain data yang disimpan dalam hard disk akan dipecah (stripe) dan hasil stripe didistribusikan ke separuh dari hard disk  RAID 10 tersebut ke masing-masing array RAID 10.  Dalam  array  yang sama data hasil stripe akan didistibusikan ke masing-masing hard disk. Proses ini juga berlaku sama persisi pada array yang lain. RAID 10 merupakan penggabungan antara RAID 0 dan 1.

Contoh :   Empat hard disk berkapasitas 1TB dikonfigurasi dengan RAID 10 maka kapasitas yang dapat di gunakan untuk penyimpanan data adalah 2TB dan data yang disimpan akan di-stripping atau dibagikan ke kedua array RAID 10 tersebut, dimana masing-masing hard disk dalam array yang sama akan memiliki data sama persisi dengan hard disk lainnya (dalam array yang sama).

Kelebihan :  Performance dari baca tulis hard disk meningkat jauh dibanding RAID 1 karena ada proses striping. Perlindungan data kuat selama masing masing hard disk dalam anggota group array tidak rusak lebih dari satu.

Kekurangan : MAHAL juga seperti RAID 1 karena hanya separuh yang bisa digunakan untuk penyimpanan data.

Minimum hard disk digunakan adalah 3 hard disk yang identik.

Cara kerja : Data disebar (striped) pada masing-masing hard disk dan masing-masing hard disk terdapat sebuah parity yang bisa dianalogikan sebagai gabungan blok image dari 2 hard disk lainnya. Efisiensi penyimpanan data menggunakan 3 hard disk adalah 66.7%, bila menggunakan empat hard disk efisiensi volume menjadi 75%. Atau lebih mudah jika anda menggunakan RAID 5 maka kapasitas total adalah total kapasistas hard diskdikurangi dengan kapasitas 1 hard disk ( n-1)

Contoh :    Tiga hard disk berkapasitas 1TB  dikonfigurasi RAID 5 maka kapasitas yang dapat digunakan untuk penyimpanan data adalah 2TB ((66.7/100 )x 3TB), sisa kapasitas yang tidak terdeteksi digunakan untuk penyimpanan parity.  Atau lebih mudahnya 3 hard disk 1TB akan hilang 1 hard disk 1TB sehingga kapasitasnya tinggal 2TB.

Kelebihan :  Memiliki performa read yang bagus dibandung RAID 1 dan performa write yang bagus pada mode write back.

Kekurangan : Penulisan data lebih lambat dibanding RAID 0 dan RAID 1 bila pada mode write through. Hanya memperbolehkan satu hard disk mengalami kerusakan.

Carakerja :
RAID 50 memiliki dua array dimana masing-masing array umumnya memiliki anggota minimal 3 hard disk. Data di-stripe kedua array disk (RAID 0) kemudian pada setiap array data di-stripe lagi dengan satu parity (RAID 5). Minimal membutuhkan enam hard disk. RAID 50 merupakan penggabungan antara RAID 5 dan RAID 0

Contoh : enam hard disk berkapasitas 250GB dikonfigurasi RAID 5 maka kapasitas yang dapat digunakan untuk penyimpanan data adalah 1000GB ((66.7/100 )x 1500GB), sisa kapasitas yang tidak terdeteksi digunakan untuk penyimpanan parity. Atau untuk lebih mudahnya Anda akan kehilangan 2 kapasitas hard disk pada RAID 50.

Kelebihan : Memiliki performa read/write yang lebih baik dari pada RAID 5. Memperbolehkan total dua hard disk gagal (setiap array maksimal satu hard diskrusak).

Carakerja :
RAID 50 memiliki dua array dimana masing-masing array umumnya memiliki anggota minimal 3 hard disk. Data di-stripe kedua array disk (RAID 0) kemudian pada setiap array data di-stripe lagi dengan satu parity (RAID 5). Minimal membutuhkan enam hard disk. RAID 50 merupakan penggabungan antara RAID 5 dan RAID 0

Contoh : enam hard disk berkapasitas 250GB dikonfigurasi RAID 5 maka kapasitas yang dapat digunakan untuk penyimpanan data adalah 1000GB ((66.7/100 )x 1500GB), sisa kapasitas yang tidak terdeteksi digunakan untuk penyimpanan parity. Atau untuk lebih mudahnya Anda akan kehilangan 2 kapasitas hard disk pada RAID 50.

Kelebihan : Memiliki performa read/write yang lebih baik dari pada RAID 5. Memperbolehkan total dua hard disk gagal (setiap array maksimal satu hard diskrusak).

Cara kerja :

RAID 50 memiliki dua array dimana masing-masing array umumnya memiliki anggota minimal 3 hard disk. Data di-stripe kedua array disk (RAID 0) kemudian pada setiap array data di-stripe lagi dengan satu parity (RAID 5). Minimal membutuhkan enam hard disk. RAID 50 merupakan penggabungan antara RAID 5 dan RAID 0

Contoh : enam hard disk berkapasitas 250GB dikonfigurasi RAID 5 maka kapasitas yang dapat digunakan untuk penyimpanan data adalah 1000GB ((66.7/100 )x 1500GB), sisa kapasitas yang tidak terdeteksi digunakan untuk penyimpanan parity. Atau untuk lebih mudahnya Anda akan kehilangan 2 kapasitas hard disk pada RAID 50.

Kelebihan : Memiliki performa read/write yang lebih baik dari pada RAID 5. Memperbolehkan total dua hard disk gagal (setiap array maksimal satu hard diskrusak).

Cara kerja : RAID 6 memiliki 2 array dimana masing-masing array memiliki anggota 4 hard disk. Mimimal membutuhkan delapan hard disk identik. Data dipecah (stripe) pada dua array, dan pada masing-masing array data di-pecah dan didistribusikan ke empat hard disk dengan memiliki 2 parity setiap hard disk parity yang bisa  dianalogikan sebagai image dari masing-masing blok data pada dua hard disklainnya. Efisiensi penyimpanan data menggunakan delapan hard disk adalah 50%.

Contoh : Delapan hard disk berkapasitas 1000 GB dikonfigurasi RAID 60 maka kapasitas yang dapat digunakan untuk penyimpanan data adalah 4000GB ((50/100 )x 8000GB), sisa kapasitas yang tidak terdeteksi digunakan untuk penyimpanan parity.

Kelebihan : Memiliki performa read yang bagus dan performa write yang bagus pada mode write back (tapi masih dibawah RAID 5 mode write back). Mengijinkan dua hard disk rusak secara random setiap array-nya.

Kekurangan : Penulisan data lebih lambat dibanding RAID 0 dan RAID 1 dan RAID 5 bila pada mode write through.

Karakteristik Sistem Memori

Sistem memori adalah komponen-komponen elektronik yang perintah - perintah yang menunggu untuk di eksekusi oleh prosesor, data yang diperlukan oleh instruksi ( perintah ) tersebut dan hasil-hasil dari data yang diproses ( informasi ).

Ada 7 karakteristik sistem memori secara umum:
1. Lokasi
2. Kapasitas
3. Satuan Transfer
4. Metode Akses
5. Kinerja
6. Tipe Fisik
7. Karakter Fisik
Berikut adalah penjelasannya:

Lokasi
Ada 3 lokasi keberadaan memori dalam sistem komputer:
- "CPU" , memori ini built-in berada dalam CPU ( Mikroprosesor )dan diperlukan untuk semua kegiatan CPU, memori ini disebut register. Register digunakan sebagai memori sementara dalam perhitungan maupun pengolahan data dalam prosesor

- "Internal" , memori ini berada di luar chip processor tetapi bersifat internal terhadap sistem komputer dan diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program, hingga dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantara. Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori utama. Memori internal biasanya menggunakan media RAM.

- "External" , Memori ini bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar CPU dan diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permanen. Memori ini, tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU). Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrol/modul I/O. Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder. Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti : disk, pita magnetik, dll.

Kapasitas

- Ukuran word
Kapasitas memori internal maupun eksternal biasanya dinyatakan dalam bentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word.
- Jumlah word
Panjang word umumnya 8, 16, 32 bit.

Satuan Transfer

- Word , merupakan satuan “alami” organisasi memori. Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi.
- Block , adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan ke dalam memori pada suatu saat. Pada memori eksternal, tranfer data biasanya lebih besar dari suatu word,

Metode Akses

Terdapat 4 jenis pengaksesan satuan data, yaitu:
- Sequential access
Memori diorganisasikan menjadi unit-unit data, yang disebut record. Aksesnya dibuat dalam bentuk urutan linier yang spesifik. Informasi pengalamatan dipakai untuk memisahkan record-record dan untuk membantu proses pencarian. Mekanisme baca/tulis digunakan secara bersama (shared read/write mechanism), dengan cara berjalan menuju lokasi yang diinginkan untuk mengeluarkan record. Waktu access record sangat bervariasi.
Contoh sequential access adalah akses pada pita magnetik.

- Direct access

Seperti sequential access, direct access juga menggunaka shared read/write mechanism, tetapi setiap blok dan record memiliki alamat yang unik berdasarkan lokasi fisik. Aksesnya dilakukan secara langsung terhadap kisaran umum (general vicinity) untuk mencapai lokasi akhir. Waktu aksesnya pun bervariasi. Contoh direct access adalah akses pada disk.

- Random access

Setiap lokasi dapat dipilih secara random dan diakses serta dialamati secara langsung. Waktu untuk mengakses lokasi tertentu tidak tergantung pada urutan akses sebelumnya dan bersifat konstan. Contoh random access adalah sistem memori utama.

- Associative access

Setiap word dapat dicari berdasarkan pada isinya dan bukan berdasarkan alamatnya. Seperti pada RAM, setiap lokasi memiliki mekanisme pengalamatannya sendiri. Waktu pencariannya pun tidak bergantung secara konstan terhadap lokasi atau pola access sebelumnya. Contoh associative access adalah memori cache.

Kinerja
Ada 3 buah parameter untuk kinerja sistem memori, yaitu :
- Access time (Waktu Akses)
Bagi RAM, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi baca atau tulis. Sedangkan bagi non RAM, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan mekanisme baca tulis pada lokasi tertentu

- Cycle time (Waktu Siklus)
Waktu siklus adalah waktu akses ditambah dengan waktu transien hingga sinyal hilang dari saluran sinyal atau untuk menghasilkan kembali data bila data ini dibaca secara destruktif.

- Transfer rate (Laju Pemindahan)
Transfer rate adalah kecepatan pemindahan data ke unit memori atau ditransfer dari unit memori. Bagi RAM, transfer rate sama dengan 1/(waktu siklus).
Sedangkan bagi non-RAM berlaku persamaan sebagai berikut :

TN = Waktu rata-rata untuk membaca / menulis sejumlah N bit.
TA = Waktu akses rata-rata
N = Jumlah bit
R = Kecepatan transfer, dalam bit per detik (bps)

Tipe Fisik

- Semikonduktor

Memori ini memakai teknologi LSI atau VLSI (very large scale integration). Memori ini banyak digunakan untuk memori internal misalnya RAM.

- Magnetik

Memori ini banyak digunakan untuk memori eksternal yaitu untuk disk atau pita magnetik.

Karakter Fisik
- Volatile dan Non-volatile
Pada memori volatile, informasi akan rusak secara alami atau hilang bila daya listriknya dimatikan. Selain itu, pada memori non-volatile, sekali informasi direkam akan tetap berada di sana tanpa mengalami kerusakan sebelum dilakukan perubahan. Pada memori ini daya listrik tidak diperlukan untuk mempertahankan informasi tersebut. Memori permukaan magnetik adalah non volatile. Memori semikonduktor dapat berupa volatile atau non volatile.

- Erasable dan Non-erasable
Erasable artinya isi memori dapat dihapus dan diganti dengan informasi lain. Memori semikonduktor yang tidak terhapuskan dan non volatile adalah ROM.