Hard Disk dan SSD
Mulai dari perbankan online hingga media sosial dan streaming, sebagian besar pengalaman manusia saat ini bergantung pada infrastruktur digital yang didukung oleh dua teknologi penyimpanan, yakni hard disk dan SSD (solid-state drive). Sementara bagi kebanyakan orang, teknologi ini mungkin tampak tersembunyi di balik pengalaman sehari-hari, keduanya membentuk cara data disimpan, diakses, dan dikelola. Memahami perkembangan dan perbedaannya mengungkapkan bahwa tidak hanya bagaimana keduanya mendukung infrastruktur saat ini, tetapi juga bagaimana keduanya dapat memenuhi tuntutan di masa mendatang.
Mulai dari masa awal kerangka utama dan komputer pribadi hingga beban kerja berbasis AI saat ini, teknologi penyimpanan telah berevolusi untuk memenuhi tuntutan yang terus berubah. Seiring dengan berkembangnya kebutuhan digital, hard disk dan SSD telah ditingkatkan untuk memainkan peran yang berbeda dan penting dalam infrastruktur modern. Evolusinya mencerminkan adaptasi konstan media penyimpanan untuk mendukung beragam aplikasi dan lingkungan, dengan menghadirkan kapasitas, performa, ukuran, dan keberlanjutan untuk kebutuhan data dunia yang terus meningkat.
Hard disk dan SSD telah mendukung infrastruktur digital dunia selama beberapa dekade, dan akan terus hidup berdampingan.
Garis waktu di atas menunjukkan cara teknologi penyimpanan telah berevolusi untuk memenuhi permintaan yang terus berubah.
Sepanjang tahun 1950-an hingga 1980-an, hard disk yang menggunakan kerangka utama berkemampuan LMR (perekaman magnetik longitudinal), yang merupakan pendukung komputasi awal, mendukung berbagai tugas bisnis dan ilmiah. Pada 1980-an, hard disk berbasis LMR terus memainkan peran penting dalam meningkatkan kapasitas komputasi. Sistem awal ini mewakili komputasi terpusat, tempat pemrosesan data terkonsentrasi dalam server kerangka utama dengan penyimpanan berkapasitas besar, dan biasanya diakses melalui terminal klien dengan sedikit atau tanpa penyimpanan.
Pada 1980-an dan 1990-an, komputer pribadi, termasuk laptop, menjadi mainstream, mengandalkan hard disk secara eksklusif untuk menghadirkan kapasitas dan keterjangkauan untuk tugas sehari-hari. Seagate menciptakan hard disk PC pertama di era ini, menggunakan LMR untuk mencapai kapasitas 5 MB yang inovatif dalam ukuran 5,25 inci. Hard disk ini memungkinkan pengguna menyimpan sistem operasi, aplikasi, dan file dalam jumlah besar secara lokal, sehingga mendorong pertumbuhan pasar PC yang cepat. Periode ini menandai perubahan menuju komputasi terdesentralisasi, karena PC memungkinkan pemrosesan data di titik akhir lokal daripada sistem pusat. Hard disk tetap menjadi media penyimpanan PC yang dominan hingga tahun 2000-an, menawarkan solusi hemat biaya untuk memperluas penggunaan desktop dan laptop.
Pada akhir 1990-an dan awal 2000-an, karena permintaan konsumen untuk komputasi yang lebih portabel berkembang, laptop menjadi semakin populer. Selama periode ini, SSD yang memanfaatkan memori flash NAND, yakni teknologi yang menyimpan data sebagai muatan listrik dalam sel semikonduktor telah hadir. Diluncurkan secara komersial pada tahun 1987, iterasi pertama menggunakan 2D NAND, yang menyimpan data dalam satu lapisan sel. Dalam struktur ini, flash SLC (sel level tunggal) digunakan untuk menyimpan satu bit data per sel, memenuhi permintaan akan kecepatan dan responsivitas dalam perangkat konsumen. Saat laptop berkembang lebih jauh ke awal tahun 2000-an, prioritas beralih ke desain yang lebih tipis dengan masa pakai baterai yang lebih lama. SSD memfasilitasi kemajuan ini dengan mengurangi pemakaian daya sekaligus memungkinkan kecepatan baca dan tulis yang tinggi melalui akses langsung dan acak ke data, menjadikannya sangat efektif untuk mempercepat waktu boot OS, serta meningkatkan pengalaman aplikasi. SSD juga memperkenalkan ukuran yang jauh lebih tipis (mis., mSATA, M.2, dan U.2), yang berkontribusi pada desain laptop modern yang lebih tipis dan ringan. Ukuran ini menggantikan hard disk berukuran 2,5 inci dan 3,5 inci yang lebih besar di laptop, sehingga memungkinkan profil perangkat yang lebih ramping.
Pada pertengahan 2000-an, penyimpanan data telah berubah lagi. Pada tahun 2005, hard disk mulai menggunakan PMR (perekaman magnetik tegak lurus), yang secara signifikan meningkatkan densitas data dan memungkinkan kapasitas penyimpanan yang lebih tinggi dengan biaya yang lebih rendah. Tidak seperti LMR, yang menyelaraskan bit magnetik secara horizontal pada plater, PMR menempatkan bit secara vertikal, memungkinkan pengemasan yang lebih ketat dan stabilitas yang lebih baik. Pendekatan ini membahas batas superparamagnetik, yakni fenomena saat bit magnetik menjadi tidak stabil dan rentan terhadap kehilangan data jika dikemas terlalu berdekatan. Dengan mengorientasikan bit magnetik secara tegak lurus, PMR mengatasi batas ini, memungkinkan penyimpanan data yang andal pada densitas yang jauh lebih tinggi. Densitas data PMR yang meningkat memberikan dasar yang diperlukan untuk mendukung permintaan penyimpanan sangat besar yang muncul di pusat data selama tahun 2010-an. Perkembangan ini sangat penting di pusat data, yang mengambil sebagian besar beban pengelolaan volume data yang berkembang sangat cepat.
Mulai dari akhir 2000-an hingga 2010-an, proliferasi ponsel, komputasi cloud, peningkatan kecepatan internet, dan munculnya konektivitas 4G, yang mendorong aplikasi seluler intensif data yang semakin memicu permintaan penyimpanan berbasis cloud, sehingga mendorong perubahan sosial dan teknologi yang monumental. Pemrosesan dan penyimpanan data dipindahkan dari perangkat lokal ke pusat data cloud terpusat, yang mulai berfungsi sebagai hub utama untuk mengelola dan menyimpan data yang dihasilkan oleh perangkat seluler dan IoT. Pusat data berskala besar berkembang pesat karena aplikasi dan data bermigrasi ke cloud. Transisi ini dipercepat pada tahun 2010-an, saat penerapan cloud perusahaan melonjak karena efisiensi biaya dan potensi inovasi penyimpanan terpusat. Sebagian besar penyimpanan berkapasitas besar, yang didukung oleh hard disk dengan peningkatan densitas data yang dimungkinkan oleh teknologi PMR, mulai beralih ke infrastruktur cloud, yang menjadi repositori pusat untuk mengelola volume data yang terus bertambah dari jarak jauh. Meskipun ponsel menyimpan data secara lokal pada flash NAND tertanam, sebagian besar konten yang dihasilkannya diunggah ke cloud, yakni pusat data regional terutama dibuat pada hard disk yang mendukung penyimpanan data berskala besar dan efisien. Demikian pula, laptop modern berhenti menggunakan hard disk lokal untuk penyimpanan utama. Sebagai gantinya, laptop modern mulai menyimpan dan mencadangkan data melalui sistem berbasis cloud, yang menangani sebagian besar manajemen dan pembagian file. Perubahan ini menunjukkan kembalinya beberapa sentralisasi dalam manajemen data, karena infrastruktur cloud memenuhi kebutuhan untuk mengelola volume data yang berkembang pesat dalam skala besar.
Sementara itu, inovasi SSD seperti MLC (sel multilevel) dan TLC (sel tiga tingkat) NAND meningkatkan kapasitas dan performa di perangkat ringkas dan lingkungan perusahaan yang memerlukan pengambilan data cepat. Dirilis pada tahun 2013, 3D NAND menandai terobosan yang signifikan dengan menumpuk sel memori secara vertikal untuk meningkatkan densitas dan menurunkan biaya per bit. Inovasi ini memungkinkan SSD untuk lebih memperluas kapasitas dan mencapai daya tahan yang lebih baik. Selain itu, SSD M.2, yang muncul pada awal 2010-an, menawarkan desain yang lebih fleksibel dan hemat ruang dibandingkan SSD SATA biasa, yang berkontribusi pada pengurangan lebih lanjut dalam ketebalan dan berat laptop. Sekitar waktu yang sama, hard disk kemudian mendorong kapasitasnya lebih jauh dengan SMR (shingled magnetic recording), yang diperkenalkan pada tahun 2013, yakni pendekatan pemformatan yang dibuat pada PMR yang menciptakan sirap trek data yang tumpang tindih untuk memaksimalkan densitas penyimpanan.
Pada tahun 2024, PMR telah mencapai batas fisiknya; yakni tidak bisa lagi meningkatkan densitas area dengan mengemas bit magnetik lebih dekat satu sama lain tanpa membuat data tidak stabil. HAMR (perekaman magnetik dengan bantuan panas) mengatasi masalah ini dengan menggunakan jenis media magnetik baru yang menjaga butiran tetap stabil bahkan saat butiran menjadi lebih kecil dan lebih padat. Hal ini dicapai dengan memanaskan permukaan disk secara singkat dengan laser kecil, yang memungkinkan head perekaman untuk menulis bit data pada densitas yang lebih tinggi. Kemajuan teknologi ini menunjukkan perubahan besar dalam industri penyimpanan, memungkinkan densitas bit 5 TB per plater, atau 50 TB per hard disk.
Saat ini, hard disk tercanggih menggunakan platform teknologi Seagate Mozaic 3+™ guna menerapkan HAMR untuk peningkatan densitas area yang belum pernah terjadi sebelumnya, sementara SSD memanfaatkan QLC (sel empat tingkat) NAND. Kemajuan ini telah mengarahkan setiap teknologi ke peran yang berbeda. Hard disk sangat penting bagi pusat data cloud, tepi jaringan, dan perusahaan yang sangat besar, tempat hard disk secara ekonomis menyimpan dan melindungi volume data yang sangat besar untuk memungkinkan pelatihan model AI di antara beban kerja lainnya. SSD sangat penting dalam aplikasi berperforma sangat tinggi di pusat data ini dan menyediakan penyimpanan lokal yang penting untuk perangkat konsumen.
Lingkungan ini terus mendorong lanskap penyimpanan.
Hard disk dan SSD masing-masing memainkan peran unik dalam kasus penggunaan penyimpanan karena pendekatan teknologi yang berbeda secara mendasar untuk membaca dan menulis data.
SSD dibuat di memori flash NAND, tempat data disimpan sebagai muatan listrik dalam sel semikonduktor. Kemajuan di bidang penelitian, pengembangan, dan manufaktur telah meningkatkan densitas bit dengan mengecilkan ukuran sel dan menambahkan lapisan vertikal. SSD menawarkan performa yang sangat cepat, ideal untuk aplikasi yang menuntut akses cepat dan latensi rendah.
Tetapi SSD hadir dengan pengorbanan. Data ditulis dan ditulis ulang menggunakan siklus penghapusan program, yang seiring waktu, melemahkan sel NAND. Penurunan bertahap ini berdampak pada daya tahan SSD, terutama di lingkungan tulis yang berat. Teknik seperti pencegah keausan dan penyediaan berlebih telah dikembangkan untuk memperpanjang masa pakai SSD, tetapi langkah-langkah ini dapat menyebabkan hilangnya efisiensi.
Hard disk mengandalkan teknik mesin yang rumit untuk menyimpan dan mengambil data. Inti dari setiap hard disk adalah plater yang berputar dengan cepat, yang dilapisi dengan bahan magnetik. Plater ini berputar dengan kecepatan tinggi, memungkinkan data ditulis dan dibaca secara efisien. Data direkam pada permukaan plater menggunakan head magnetik, yang dipasang pada lengan aktuator yang bergerak. Lengan ini bergerak dengan presisi skala nano, menempatkan head untuk menulis dan membaca data pada trek tertentu pada plater.
Tidak seperti SSD, yang mengandalkan muatan listrik, hard disk menggunakan perekaman magnetik yang tidak menurun selama penulisan berulang, sehingga memastikan ketahanan jangka panjang. Bagian yang bergerak memperkenalkan beberapa latensi fisik, tetapi desainnya sangat andal. Perekaman magnetik juga menyimpan data tanpa masalah keausan yang terkait dengan sel NAND, menjadikan hard disk sangat cocok untuk penyimpanan data berskala besar yang memprioritaskan kapasitas daripada kecepatan.
Dengan perbedaan ini, tidak mengherankan jika pusat data modern sering menggunakan kedua teknologi tersebut. SSD menangani tugas yang memerlukan akses cepat dan acak, sedangkan hard disk menyimpan data dalam jumlah besar secara terjangkau. Keduanya membentuk pasangan harmonis yang memenuhi beragam kebutuhan dunia yang didorong oleh data saat ini.
Sebagian besar pusat data menggunakan kedua teknologi secara bersamaan, dengan masing-masing memainkan keunggulannya. Meskipun lebih mahal daripada hard disk, SSD menghadirkan performa berlatensi rendah yang penting untuk kasus penggunaan permintaan tinggi tertentu. SSD dapat menjadi pilihan yang lebih disukai untuk aplikasi yang menuntut waktu respons cepat, seperti perdagangan berfrekuensi tinggi, analitik secara real-time, dan streaming konten.
Sebagai perbandingan, hard disk unggul dalam hal penyimpanan data berskala besar, yang didorong oleh pertumbuhan pesat komputasi cloud dalam exabyte. Dalam pusat data terbesar di dunia, hard disk menyimpan hampir 90% data karena efisiensi biaya, skalabilitas, dan keberlanjutannya yang tak tertandingi. Inovasi Seagate di bidang densitas area telah memberikan hard disk keunggulan biaya per TB 6:1, yang sangat penting bagi organisasi yang berfokus pada pengelolaan biaya akuisisi dan TCO (total biaya kepemilikan).
Dengan memanfaatkan SSD untuk aplikasi dan hard disk dengan performa yang sangat penting untuk volume besar data yang tidak terlalu sensitif terhadap waktu, pusat data dapat mengoptimalkan biaya dan performa secara efektif. Kombinasi ini memberikan solusi yang fleksibel dan ekonomis.
Sebagian besar data perusahaan dikaitkan dengan beban kerja tujuan umum yang memprioritaskan kapasitas daripada kecepatan: analitik, layanan file, pencadangan, dan penyimpanan objek. Hard disk, dengan keunggulan biaya per TB dan ketahanannya, sangat cocok untuk beban kerja ini. Kasus penggunaan yang memerlukan akses data cepat dan latensi rendah, seperti simulasi keuangan dan sains, perenderan grafis secara real-time, dan basis data transaksional memerlukan proporsi data perusahaan yang jauh lebih kecil. Flash unggul dalam skenario berperforma tinggi yang lebih khusus ini. Mengoptimalkan TCO untuk penerapan berskala besar bergantung pada penyelarasan media penyimpanan yang tepat dengan persyaratan beban kerja tertentu.
Untuk penyedia cloud dan perusahaan, mengontrol CapEx adalah prioritas tetap saat penskalaan. Hard disk menawarkan solusi hemat biaya, dengan biaya akuisisi yang jauh lebih rendah dibandingkan SSD. Hal ini menjadikannya ideal untuk penerapan berskala besar yang mana kapasitas adalah kebutuhan utama. Hard disk juga menghadirkan TCO yang lebih baik, karena keunggulan biaya per TB-nya memungkinkan organisasi untuk memperluas kapasitas secara terjangkau sekaligus meminimalkan biaya operasional jangka panjang. Selain menawarkan manfaat TCO, efisiensi manufaktur unik industri hard disk, hingga sembilan kali lebih efisien CapEx daripada produksi NAND, memungkinkannya menghasilkan jauh lebih banyak exabyte dengan investasi modal yang lebih kecil yang diperlukan oleh industri NAND. Efisiensi ini sangat penting dalam membantu pusat data memenuhi permintaan penyimpanan sangat besar secara terjangkau dan andal, mendukung pertumbuhan cloud, tepi jaringan, dan pusat data perusahaan yang berkelanjutan. Akibatnya, hard disk memungkinkan pusat data untuk mengoptimalkan anggaran CapEx mereka tanpa mengorbankan skala atau keberlanjutan infrastruktur mereka. Keunggulan ini sangat relevan untuk perusahaan yang harus menyeimbangkan pertumbuhan dengan batasan anggaran, karena hard disk dapat menyediakan penyimpanan berkapasitas besar yang terukur tanpa biaya mahal yang terkait dengan SSD.
Efisiensi CapEx ini memastikan rantai pasokan yang lebih konsisten. Dengan memanfaatkan lini produksi dan skala ekonomi yang sudah mapan, produsen dapat memproduksi hard disk dalam volume yang lebih besar dengan biaya lebih rendah, sehingga menyediakan kapasitas besar yang diperlukan pusat data untuk menangani ledakan pertumbuhan data. Skalabilitas ini sangat penting bagi perusahaan yang perlu memperluas penyimpanan sekaligus mengelola biaya, menjadikan hard disk sebagai pusat strategi data jangka pendek dan jangka panjang.
Keberlanjutan juga memainkan peran penting, karena pusat data menggunakan sebagian besar daya global dan berkontribusi pada emisi karbon. Hard disk membantu mengurangi dampak ini dengan menggunakan daya operasional 75% lebih sedikit per terabyte dibandingkan SSD dan menghasilkan sepersepuluh kandungan karbon. Konsumsi daya yang lebih rendah secara langsung mengurangi biaya operasional dan dampak lingkungan, sementara pengurangan kandungan karbon selaras dengan tujuan keberlanjutan jangka panjang.
Hard disk dan SSD terus menghadirkan keunggulan unik ke berbagai lingkungan penyimpanan, mulai dari pusat data cloud yang besar hingga perangkat pribadi yang ringkas. Teknologi kontrasnya membentuk cara keduanya menangani kapasitas, performa, dan ketahanan, menjadikannya lebih cocok untuk kasus penggunaan dan aplikasi tertentu. Tabel di bawah menyoroti atribut utama ini, yang menggambarkan cara dan letak keunggulan masing-masing teknologi.
Hard Disk | SSD | |||||
Teknologi Perekaman | Menulis data secara magnetis ke disk yang berputar | Secara elektronik menulis data ke sel memori di papan sirkuit | ||||
Kasus Penggunaan Utama | Pusat data cloud dan tepi jaringan berskala besar | Pusat data tepi jaringan dan perangkat titik akhir/klien (termasuk PC, laptop, tablet, ponsel) | ||||
Beban kerja utama | Analitik, layanan file, penyimpanan objek Manajemen dokumen, hosting web, retensi AI, penyimpanan sekunder, arsip aktif, pencadangan, dan perlindungan data | E-commerce, VDI, game, CRM/ERP/CMS, basis data, pelatihan AI/ML, perenderan grafis secara real-time, simulasi keuangan dan sains [tambahkan kasus penggunaan tepi jaringan/titik akhir] | ||||
Persyaratan transfer data kasus penggunaan | Waktu-Nominal | Real dan Ultra Real-Time | ||||
Lingkungan penyimpanan | Cloud (pusat data besar) | Tepi jaringan (perusahaan kecil) | Titik akhir (PC/Laptop, tablet, ponsel) | Cloud (pusat data besar) | Tepi jaringan (perusahaan kecil) | Titik akhir (PC/Laptop, tablet, ponsel) |
Skala | Exabyte | Petabyte-Terabyte | Terabyte | >500 TB Petabyte | 50-500 TB Terabyte | 2-50 TB Terabyte |
Contoh kasus penggunaan | Penyimpanan S3, Analitik, Perlindungan Data | Layanan File, Arsip Aktif, Perlindungan Data | Pencadangan | E-commerce, simulasi keuangan, dan sains | Basis data, perenderan grafis secara real-time | Game |
Penyimpanan Besar | +++ | +/- | --- | +/- | +/- | +++ |
Total Biaya Kepemilikan | +++ | +++ | +/- | --- | +/- | +++ |
Skalabilitas | +++ | +++ | --- | --- | +/- | +++ |
Performa | +++ | +/- | --- | +++ | +++ | +++ |
Daya Tahan dan Ketahanan Data | +++ | +++ | T/A | --- | +/- | +++ |
Keberlanjutan (Dampak Siklus Hidup) | +++ | +++ | +++ | --- | --- | --- |
Pemakaian Daya | +++ | +/- | --- | --- | +/- | +++ |
$/TB | +++ | +++ | --- | --- | -/+ | +++ |
+++ = pilihan produk yang disukai
+/- = pilihan produk bergantung pada kasus penggunaan dan kapasitas
--- = bukan pilihan produk atau kasus penggunaan yang disukai
Performa = gabungan baca/tulis dan IOPS.
*Analisis Seagate dari IDC Worldwide Global StorageSphere Forecast 2024-2028; Juni 2024, IDC #US52312824.
Hard disk dan solid-state drive adalah teknologi penyimpanan yang penting dengan pendekatan yang berbeda secara mendasar untuk membaca dan menulis data. SSD menghadirkan performa berkecepatan tinggi dan latensi rendah, menjadikannya ideal untuk aplikasi yang memerlukan akses data dan pemrosesan cepat. Dengan menggabungkan efektivitas biaya, densitas area yang tinggi, dan keberlanjutan, hard disk memungkinkan perusahaan memenuhi kebutuhan data saat ini dan pertumbuhan di masa mendatang secara berkelanjutan, memberikan keseimbangan yang tidak dapat dicapai SSD saat diskalakan ke tingkat yang sama.