“Zaman sekarang mah pakenya yang SSD jangan yang HDD!”
Adakah Sobat Solid yang pernah mendengar kalimat ini ketika masuk toko komputer? Ungkapan singkap ini secara tidak langsung menyatakan keunggulan SSD dibanding HDD. Tentunya tidak hanya karena ingin merayu pembeli dengan harganya yang lebih mahal ya Sob, tapi SSD memang memiliki kelebihan-kelebihan yang akan dibahas lebih lanjut di artikel ini. Jadi, jangan lupa dibaca sampai habis ya Sob! -CHIMP
Overview HDD dan SSD
Sebagian dari kalian mungkin sudah tahu apa kepanjangan dari HDD dan SSD. Nahh bagi yang belum tahu, HDD merupakan singkatan dari Hard Disk Drive, sementara SSD merupakan singkatan dari Solid State Drive. Seperti namanya, hard disk dalam akronim HDD merujuk ke piringan yang terdapat didalamnya ya Sob. Piringan-piringan ini berputar dengan kecepatan sangat tinggi, yaitu sekitar 5400 atau 7200 RPM dengan tujuan agar data-data yang tersimpan didalamnya dapat diakses darimana saja di drive. Data-data tersebut tersimpan secara magnetik sehingga tidak akan hilang walau sumber daya listriknya dimatikan loh.
Jadi secara keseluruhan, HDD merupakan sebuah perangkat penyimpanan data elektromekanis yang memanfaatkan penyimpanan magnetik untuk menyimpan dan mengambil informasi digital melalui penggunaan satu atau lebih piringan yang dilapisi dengan material magnetik serta berputar dengan kecepatan tinggi. Wah panjang banget ya deskripsinya Sob, tapi tenang aja CHIMP hari ini akan membahas lebih ke proses pembuatan serta kelebihan dan kekurangannya dari HDD dibandingkan dengan SSD.
Oh ya, kalau untuk penyimpanan data dalam SSD itu memanfaatkan flash storage (NAND) yang tidak mempunyai komponen bergerak, jadi berbeda halnya dengan HDD yang memiliki piringan berputar ya Sob! Ketidakbergantungan pada piringan menyebabkan SSD memiliki ukuran yang lebih kecil dan bahkan bisa langsung dipasangkan ke motherboardnya untuk beberapa komputer atau laptop. NAND itu sendiri terdiri atas floating gate transistor yang dirancang untuk mempertahankan kondisi muatannya walau tidak ada listrik. Hal ini menyebabkan NAND disebut sebagai non-volatile memory.
Jadi Sob, secara sederhana HDD terdiri atas pita magnetik, piringan-piringan, dan komponen mekanik lainnya, sementara SSD terdiri atas chip-chip flash memory dan tidak memiliki komponen bergerak sama sekali. Selain ukurannya yang lebih besar dari SSD, penyimpanan data dalam HDD lebih lambat untuk dibaca, ditulis, dan dihapus.
Proses Pembuatan HDD
Tau ga sih Sob kalau piringan yang berputar dalam HDD terbuat dari kaca untuk laptop dan aluminium untuk komputer desktop? Terlebih lagi, didalam piringan tersebut juga terdapat 2 unsur logam yang terlangka dan termahal di dunia, yaitu ruthenium dan platinum. Tapi jangan salah ya Sob, pemilihan material untuk piringan tersebut tidaklah cukup untuk membuat HDD dapat menyimpan data dalam jumlah banyak. Terdapat juga banyak tahapan pemrosesan yang membutuhkan presisi dan kebersihan sangat tinggi. Untuk mempermudah penjelasan proses pembuatan HDD, CHIMP bakal berusaha menjabarkannya dalam poin-poin seperti berikut:
1.Proses ektrasi dan pemrosesan mineral
Pada tahapan ini, mineral-mineral yang dibutuhkan, termasuk platinum dan ruthenium, ditambang dan diseparasi menggunakan proses kimia multitahap.
2.Pembuatan blanks dari aluminium
Piringan dalam HDD dibuat mulai dari proses fabrikasi blanks aluminium. Bagi yang belum kebayang apa itu blanks aluminium, blanks aluminium merupakan produk berbentuk bulat yang didapat sebagai hasil proses blanking, dimana selembar logam aluminium dimasukkan kedalam cetakan untuk ditekan menggunakan alat punch. Untuk dapat gambaran lebih jelasnya, Sobat Solid dapat melihat skema proses blanking pada gambar berikut.
3.Pelapisan NiP
Aluminium itu sendiri hanya dapat dipoles sampai tingkat kehalusan tertentu. Maka dari itu, pelapisan NiP dibutuhkan agar blanks aluminium dapat dipoles sampai tingkat kehalusan yang sangat tinggi. Proses pelapisan ini merupakan proses electroless, dimana larutan supersaturated yang mengandung senyawa nickel dan fosfor bereaksi pada permukaan piringan agar terbentuk lapisan NiP.
4.Pemolesan
Setelah pelapisan NiP, piringan akan dipoles secara bertahap menggunakan ampelas yang semakin halus. Material ampelas disini terdiri atas silikon karbida, intan, dan aluminium oksida. Hasil akhir pemolesan yang diinginkan adalah piringan dengan kekasaran lebih kurang dari 1 Angstrom atau 0,0000001 mm. Wow, halus sekali ya Sob.
5.Pencucian dan inspeksi
Tahapan ini bertujuan untuk menghilangkan partikel, goresan, ataupun unsur pengotor yang mungkin terdapat dalam piringan. Tahapan pencucian ini melibatkan proses kimiawi (penggunaan larutan asam dan basa) dan mekanik (penggosokan dalam larutan sabun, lalu dibilas menggunakan air deionisasi). Setelah pencucian, dilakukan inspeksi menggunakan mesin optik untuk mengecek apakah piringan sudah terbebas dari partikel, goresan, dan unsur pengotor.
6.Pemberian lapisan magnetik
Tahapan ini melibatkan proses pengendapan lapisan-lapisan dengan beragam material yang mempunyai properti magnetik masing-masing, melalui sebuah proses bernama sputtering. Material dari lapisan magnetik ini terbuat dari campuran logam (alloy), seperti kobalt, nikel, dan besi.
7.Penambahan lapisan penyimpanan data
Lapisan penyimpanan data ini terbuat dari campuran logam kobalt, kromium, dan platinum (CoCrPt). Kobalt digunakan karena memiliki struktur kristal heksagonal, dimana kristal dalam logam tersebut dapat diorientasikan sesuai arah magnetisasi yang sesuai (dalam kasus ini berarti arah atas atau bawah). Kemudian, kromium dipakai untuk memberikan ketananan terhadap korosi. Akhirnya, platinum ditambahkan untuk memberikan stabilitas termal sehingga dapat mencegah terjadinya data loss jika piringan tersebut terkena medan magnet luar atau panas. Nah, ini juga alasan kenapa hard disk itu jangan didekatkan dengan magnet ya Sob karena ada kemungkinan data didalamnya bisa berubah secara tidak sengaja dan jadinya file corrupt deh.
8.Penambahan mantel pelindung
Tahapan ini bertujuan untuk melapisi piringan dengan lapisan mantel karbon seperti intan untuk memberikan ketahanan korosi dan meningkatkan reabilitas mekaniknya. Pada umumnya, ketebalan lapisan protektif ini sekitar 2 nanometer dan dibuat menggunakan ion-beam atau teknik plasma-enhanced chemical vapour deposition.
9.Lubrikasi piringan
Pada tahapan ini, piringan telah dikeluarkan ruang deposisi sputtering dan akan diberikan lapisan pelumas dengan ketebalan sekitar 1 nanometer, sebagai referensi ketebalan satu lembar kertas itu 102.000 (seratus dua ribu) nanometer ya Sob.
10.Pengujian dan sertifikasi
Setelah tahapan lubrikasi selesai, saatnya pengujian ya Sob. Piringan tersebut harus melewati pengujian glide baru bisa dimasukkan kedalam disk drive. Pengujian ini bertujuan untuk memastikan apakah masih ada kekasaran pada piringan yang dapat menyebabkan tabrakan ketika diputar pada kecepatan tinggi. Jika piringan berputar dengan mulus, maka piringan tersebut akan dicap lulus dan siap dikirimkan ke pabrik pembuat HDD untuk dirakit menjadi sebuah hard disk yang utuh.
Huff.. banyak juga ya Sob tahapan pembuatan piringan dari HDD, setiap prosesnya begitu rumit, kompleks, dan akurat. Terlebih lagi itu belum termasuk perakitan menjadi sebuah hard disk yang kita beli di toko loh. Setelah melewati tahap pemasangan dan pengecekan akhir di parbrik HDD maka hard disk sudah siap untuk dikirim, dijual, dan tentunya dipakai ya Sob.
Proses pembuatan SSD
Berbeda dengan HDD, SSD terbuat dari beberapa chip flash memory yang di-install didalam circuit board. Chip-chip ini dibuat pada silicon wafer, lempengan semikonduktor tipis {contohnya silikon kristalin (c-Si)} yang digunakan untuk pembuatan sirkuit terpadu. Wafer ini berfungsi sebagai fondasi pembuatan alat mikroelektronik. Perlu diketahui ya Sob, bahwa wafer silikon rentan terhadap kontaminasi sehingga perlu pemrosesan yang kompleks menggunakan robot.
Dalam pemrosesannya, akan dibentuk banyak lapisan material pada wafer, termasuk material konduktif seperti tembaga dan material non-konduktif seperti silikon dioksida. Setiap penambahan lapisan pada wafer selalui diikuti dengan pelapisan cairan yang peka cahaya (light-sensitive fluid), lalu cahaya UV akan di-flash ke wafe tersebut menggunakan sebuah stencil kaca. Bagian wafer yang terkena cahaya tersebut akan mengalami kerusakan dan terlarut. Sementara itu, bagian wafer yang terlindungi oleh stencil akan tetap utuh sehingga tercetaklah sebuah pola sirkuit pada wafer tersebut. Proses ini diakhiri dengan pencucian menggunakan larutan kimia agar menghilangkan sisa material yang terdapat dalam wafer.
Setelah proses pencetakan, setiap wafer berdiameter 30 cm akan memiliki ratusan chip yang harus dipotong-potong. Lalu, chip-chip yang sudah terpotong tersebut akan dimasukkan kedalam sebuah protective plastic housing.
Selanjutnya, papan sirkuit besar akan diselimuti dengan pasta solder berpaduan timah pada bagian-bagian yang akan dipasangkan chip-chip memory dan komponen lainnya. Oh ya Sob, penempelan komponen ini dilakukan secara otomatis oleh tangan robot ya, lalu dimasukkan kedalam oven yang berfungsi untuk menggabungkan komponen ke papan sirkuit tersebut.
Tahap terakhir dalam proses pembuatan SSD adalah pengontrolan kualitas, dimana digunakannya sebuah alat pemindaian optik dan x-ray untuk memastikan setiap komponen terpasang pada tempatnya. Setelah itu, papan sirkuit yang besar tersebut akan dipotong menjadi papan individu yang nantinya akan diberi label model, nomor seri, spesifikasi teknis, dan informasi-informasi lainnya. Tidak hanya diberi label ya Sob, tapi SSD ini akan diuji untuk mengetahui apakah berfungsi seperti seharusnya, lalu di-install juga firmwarenya dan barulah SSD tersebut dapat dikemas untuk dijual.
Kelebihan SSD vs HDD
Kalau dilihat dari tabel di atas, SSD memang memiliki banyak kelebihan ya dibanding HDD. Lalu, kenapa ya tidak semua laptop/komputer baru pakai SSD saja? Lah, alasannya jelas tuh Sob, yaitu HARGA. Yap, dibalik semua keunggulan ini tentu ada harga mahal yang menyebabkan banyak orang tidak rela untuk membeli SSD dan tetap memilih menggunakan HDD. Yaaa, sama-sama buat nyimpan data sih dan HDD dengan kapasitas penyimpanan yang lebih besar masih lebih murah dibandingkan SSD dengan kapasitas penyimpanan yang lebih kecil. Pada akhirnya, keputusan terakhir tetap di tangan pembeli, jadi kalau misal kalian ada anggaran lebih ya bisa coba beralih ke SSD, tapi kalau uang lebihnya mau dipakai buat makan juga gapapa ya Sob. Selamat berbelanja!
Penulis
Edbert Wing Hanitio (Teknik Material ITB 2018)
Evan Ariella Gumelar (Teknik Material ITB 2018)
Editor
Edbert Wing Hanitio (Teknik Material ITB 2018)
Referensi
Laplante, Phillip A. (2005). “Wafer”. Comprehensive Dictionary of Electrical Engineering (2nd ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press. p. 739. ISBN 978–0–8493–3086–5.
https://securis.com/news/what-is-a-hard-drive-and-the-difference-between-hdd-and-ssd/
https://www.nationalmaterial.com/steel-blanking-process/
https://www.extremetech.com/extreme/210492-extremetech-explains-how-do-ssds-work
https://www.pctechguide.com/hard-disks/hard-disk-hard-drive-construction
https://www.explainthatstuff.com/harddrive.html#invent
https://www.cactus-tech.com/resources/blog/details/solid-state-drives-101/
https://www.crucial.com/articles/about-ssd/how-are-ssds-made
https://www.techradar.com/news/computing-components/storage/how-the-humble-hard-drive-is-made-667183/3
http://www.laptoppricelist.in/kb/ssd-advantages-disadvantages
