Hard disk merupakan salah satu media penyimpan data pada komputer yang terdiri dari kumpulan piringan magnetis yang keras dan berputar, serta komponen-komponen elektronik lainnya. Hard disk menggunakan piringan datar yang disebut dengan platter, yang pada kedua sisinya dilapisi dengan suatu material yang dirancang agar bisa menyimpan informasi secara magnetis. Platter-platter tersebut disusun dengan melubangi tengahnya dan disusun pada suatu spindle. Platter berputar dengan kecepatan yang sangat tinggi yang dikendalikan oleh spindle motor yang terhubung pada spindle. Alat elektromagnetik baca tulis khusus yang bernama head terpasang pada slider dan digunakan untuk menyimpan informasi ke dalam piringan atau membacanya. Slider terpasang di atas arm, yang kesemuanya terhubung secara mekanis pada suatu kumpulan tunggal dan tersambung pada permukaan piringan melalui suatu alat yang disebut dengan actuator. Selain itu ada juga logic board mengatur aktifitas komponen-komponen lain dan berkomunikasi dengan PC.Setiap permukaan pada satu platter bisa menampung sekitar sepuluh milyar bit data yang diorganisasikan pada suatu “potongan” yang lebih besar dengan alasan kemudahan, dan memungkinkan pengaksesan informasi dengan lebih mudah dan cepat. Setiap platter memiliki dua head, satu di atas dan satu lagi di bawah, sehingga hard disk dengan dua platter memiliki empat permukaan dan empat head. Setiap platter menyimpan informasi dalam lingkaran-lingkaran yang disebut dengan track. Kemudian tiap track “dipotong-potong” lagi menjadi beberapa bagian yang disebut dengan sector, yang mana masing-masing sector menampung informasi sebesar 512 bytes.
Seluruh hard disk harus dibuat dengan tingkat presisi yang sangat tinggi karena komponen-komponennya berukuran sangat kecil. Bagian terpenting dari hard disk harus ditempatkan pada suatu tempat yang tidak bisa dimasuki udara untuk memastikan tidak ada benda asing yang masuk dan menempel pada permukaan platter yang bisa menyebabkan kerusakan head.

Platter

Platter (sering disebut juga dengan “disks” atau “discs”) terdiri dari dua bahan: benda padat yang membentuk platter itu sendiri dan zat magnetis yang membungkus platter, yang digunakan untuk menyimpan data. Nama “hard disk” itu sendiri sesungguhnya didapatkan dari sifat platter yang keras jika dibandingkan dengan “platter” yang dimiliki disket (floppy disk) atau media lainnya yang fleksibel.
Dikarenakan platter adalah bagian yang digunakan untuk menyimpan data, maka kualitasnya harus benar-benar baik. Tiap permukaan platter benar-benar dibuat dan diperlakukan dengan sangat tepat (melalui mesin tentunya) untuk menghindari cacat, serta hard disk itu sendiri dibuat pada suatu ruangan yang bersih (“clean room”) untuk menghindari partikel-partikel asing menempel pada platter pada saat pembuatannya.
Ukuran dari platter adalah hal utama yang menentukan ukuran hard disk secara keseluruhan, yang juga sering disebut dengan form factor. Setiap hard disk diproduksi dengan berbagai jenis form factor yang standar, diantaranya 5.25-inchi, 3.5-inchi, 2.5-inchi, PC Card dan CompactFlash.

ATA
Hardisk IDE/ATA disebut juga parallel ATA (PATA). ATA memiliki standar yaitu ATA-1 s/d ATA-7 dimana standar ATA-1 diperkenalkan pada tahun 1986. Standar ATA hanya mengizinkan panjang kabel sampai dengan 46 sentimeter (18inchi) walaupun kabel sampai dengan 91 cm (36 in) dapat dibeli.

SATA
SATA atau Serial ATA dirilis pada tahun 2002, interface yg jauh lebih ramping disbanding IDE/ATA. SATA menyederhanakan penggunaan peripheral storage sehingga setiap kabel hanya dapat dihubungkan dengan satu piranti.
Kelebihan utama dari HDD SATA adanya peningkatan bandwith mulai 100 MB/s menjadi 150 MB/s. Selain memaksimalkan transfer rate dari peripheral storage per kabel, SATA juga menyederhanakan instalasi, karean tidak perlu mengkonfigurasikan harddisk sebagai master.
SATA II dirilis pada tahun 2004, mampu melakukan transfer rate maksimum dari 300 MB/s hingga 600 MB/s dengan dukungan Native Command Queing ( NCQ ) yg merupakan salah satu fitur yang diadopsi dari standar SCSI untuk mengoptimalkan bandwidth tambahan.

SCSI
SCSI ( Small Computer System Interface ) awalnya bernama SASI ( Shugart Associate System Interface ). SCSI banyak digunakan untuk koneksi dalam Server.
1. SCSI-1 memiliki dua macam kecepatan yaitu : 3.5 MB/detik atau 5 MB/detik, keduanya bekerja secara asinkron. Panjang kabelnya dapat mencapai 6 meter.
2. SCSI versi 2 diluncurkan pada tahun 1989. SCSI versi 2 ini ada 2 varian yaitu :
1. Fast SCSI : memiliki kecepatan 10 MB/detik, 8 bit bus width.
2. Wide SCSI : memiliki kecepatan 20 MB/detik, 16 bit bus width
3. SCSI versi 3 muncul dengan 2 varian yaitu :
1. Ultra SCSI menggunakan bus width 8 bit
2. Ultra Wide SCSI menggunakan bus width 16 bit
Kedua varian ini memiliki 2x lebih cepat dari versi sebelumnya. Tetapi versi ini belum stabil.
RAID
Karekteristik umum dari RAID ini ad 3, yaitu:
1. RAID adalah sebuah set dari beberapa physical drive yang dipandang oleh sistem operasi sebagai sebuah logical drive.
2. Data didistribusikan kedalam array dari beberapa physical drive
3. Kapasitas disk yang belebihan digunakan untuk menyimpan informasi paritas, yang menjamin data dapat diperbaiki jika terjadi kegagalan pada salah satu disk.
RAID mempunyai beberapa level yang berbeda, yaitu :

1. Raid level 0 => Menggunakan kumpulan disk dengan striping pada level blok, tanpa redundansi. jadi hanya melakukan striping blok data kedalam beberapadisk.
Kelebihan level ini antara lain akses beberapa blok bisa dilakukan secara paralel sehingga bis lebih cepat.
• Kekurangan antara lain akses perblok sama saja seperti tidak ada peningkatan, kehandalan kurang karena tidak adanya pembekc-upan data dengan redundancy.
2. RAID level 1 => Merupakan disk mirroring, menduplikat data tanpa striping.
• Kelebihannya antara lain memiliki kehandalan (reliabilitas) yang baik karena memiliki back up untuk tiap disk dan perbaikan disk yang rusak dapat dengan cepat dilakukan karena ada mirrornya.
• Kekurangannya antara lain biaya menjadi sangat mahal karena membutuhkan disk 2 kali lipat dari yang biasanya.
3. RAID level 2 => Merupakan pengorganisasian dengan error correction code (ECC).
• Kelebihannya antara lain kehandalan yang bagus karena dapat membentuk kembali data yang rusak dengan ECC tadi, dan jumlah bit redundancy yang diperlukan lebih sedikit jika dibandingkan dengan level 1 (mirroring).
• Kelemahannya antara lain perlu adanya perhitungan paritas bit, sehingga menulis atau perubahan data memerlukan waktu yang lebih lama dibandingkan dengan yang tanpa menggunakan paritas bit, level ini memerlukan disk khusus untuk penerapannya yang harganya cukup mahal.
4. RAID level 3 => Merupakan pengorganisasian dengan paritas bit yang interleaved. Pengorganisasian ini hampir sama dengan RAID level 2, perbedaanya adalah pada level 3 ini hanya memerlukan sebuah disk redudan, berapa pun kumpulan disknya, hal ini dapat dilakukan karena disk controller dapat memeriksa apakah sebuah sektor itu dibaca dengan benar atau tidak (mengalami kerusakan atau tidak).

Kelebihannya antara lain kehandalan (rehabilitas) bagus, akses data lebih cepat karena pembacaan tiap bit dilakukan pada beberapa disk (parallel), hanya butuh 1 disk redudan yang tentunya lebih menguntungkan dengan level 1 dan 2.

Kelemahannya antara lain perlu adanya perhitungan dan penulisan parity bit akibatnya performannya lebih rendah dibandingkan yang menggunakan paritas.



5. RAID level 4 => Merupakan pengorganisasian dengan paritas blok interleaved, yaitu mengunakan striping data pada level blok, menyimpan sebuah parits blok pada sebuah disk yang terpisah untuk setiap blok data pada disk-disk lain yang bersesuaian. Jka sebuah disk gagal.
Blok paritas tersebut dapat digunakan untuk membentuk blok-blok data lagi pada disk yang bisa lebih cepat, karena bisa parallel dan kehandalannya juga bagus karena adanya paritas blok.
Kelemahannya antara lain akses setiap blok seperti biasa penggunaan 1 disk., bahkan untuk penulisan 1 blok memerlukan 4 pengaksesan untuk membaca ke disk data yang bersangkutan dan paritas disk, dan 2 lagi untuk penulisan ke 2 disk itu pula (read-modify-read).
6. RAID level 5 => Merupakan pengorganisasian dengan paritas blok interleaved terbesar. Data dan paritas disebar pada semua disk termasuk sebuah disk tambahan. Pada setiap blok, salah satu dari disk menyimpan paritas dan disk yang lainnya menyimpan data.
Sebuah paritas blok tidak disimpan pada disk yang sama dengan blok-blok data yang bersangkutan, karena kegagalan disk tersebut akan menyebabkan data hilang bersama dengan paritasnya dan data tersebut tidak dapat diperbaiki.
Kelebihannya antara lain seperti pada level 4 ditambah lagi dengan pentebaran paritas seperti ini dapat menghindari penggunaan berlebihan dari sebuah paritas bit seperti pada RAID level 4.
Kelemahannya antara lain perlunya mekanisme tambahan untuk penghitungan lokasi dari paritas sehingga akan mempengaruhi kecepatan dalam pembacaan blok maupun penulisannya.
7. RAID level 6 => Disebut juga redudansi P+Q, seperti RAID level 5, tetapi menyimpan informasi redudan tambahan untuk mengantisipasi kegagalan dari beberapa disk sekaligus.
RAID level 6 melakukan dua perhitungan paritas yang berbeda, kemudian disimpan di dalam blok-blok yang terpisah pada disk-disk yang berbeda. Jadi. Jika disk data yang digunakan sebanyak n buah disk, maka jumlah disk yang dibutuhkan pada RAID level 6 ini adalah n+2 disk.
Keuntungan dari RAID level 6 ini adalah kehandalan data yang sangat tinggi, karena untuk menyebabkan data hilang, kegagalan harus terjadi pada tiga buah disk dalam interval rata-rata data mean time to repair (MTTR).Kerugiannya yaitu penalty waktu pada saat penulisan data, karena setiap penulisan yang dilakukan akan mempengaruhi dua buah paritas blok.

8 Raid level 0+1 dan 1+0 => Ini merupakan kombinasi dari RAID level 0 dan RAID level 1. RAID level 0 memiliki kinerja yang baik., sedangkan RAID level 1 memiliki kehandalan. Namun, dalam kenyataannya kedua hal ini sama pentingnya.
Dalam RAID 0+1, sekumpulan disk di strip, kemudian strip tersebut di-mirror ke disk-disk yang lain, menghasilkan strip-strip data yang sama. Kombinasi lainnya adalah RAID 1+0, dimana disk-disk mirror secara berpasangan, dan kemudian hasil pasangan mirror-nya di-strip.
Keuntungannya lebih dibandingkan dengan RAID 0+1. sebagai contoh, jika sebuah disk gagal pada RAID 0+1, seluruh disknya tidak dapat di akses, sedangkan pada RAID 1+0, disk yang gagal tersebut tidak dapat diakses tetapi pasangan stripnya yang lain masih bisa, dan pasangan mirror-nya masih dapat diakses untuk menggantikannya sehingga disk-disk lain selain yang rusak masih bisa digunakan.