Pengertian Solid State Drive (SSD) Sebagai Pengganti Hardisk

                                             SOLID STATE DRIVE (SSD)
A.  PPENGERIAN

Solid state drive adalah media penyimpanan data (storage ) yang menggunakan
solid  state  memory  untuk  menyimpan  datanya.  Berbeda  dengan  hard  disk  yang
menggunakan  platter  magnetis  yang  berputar,  SSD  menggunakan  semi  konduktor  .

Solid disk drive dapat menggantikan hard disk drive tradisional, sehingga sering disebut
solid state disk, meskipun secara teknis bukanlah sebuah disk. Bentuk dan dimensi SSD
juga sama dengan hard drive, sehingga dapat diletakkan pada slot standar yang terdapat
pada komputer.

SSD juga menggunakan interface SATA atau IDE yang sama dengan
hard disk, sehingga fungsionalitasnya pun sama. Prinsip dibalik solid state drive adalah tidak ada bagian yang  bergerak, tidak platter yang berputar, tidak ada head yang berpindah-pindah.

Data dibagi dalam ukuran word dan disimpan dalam memori. Data kemudian diakses dengan cepat menggunakan metode pengalamatan yang unik pada seluruh sistem. Teknologi ini telah digunakan
untuk RAM selama bertahun-tahun, tetapi tidak digunakan untuk hard disk drive karena terlalu  mahal  untuk  diproduksi  dalam  jumlah  yang  cukup  untuk  menggantikan  hard disk.

B.  SEJARAH SSD

SSD  yang  menggunakan  memori  ferrite,  atau  lebih  populer  dengan  istilah auxiliary memory unit saat ini, muncul pada era komputer yang menggunakan vacuum tube atau pipa kedap udara.Tetapi penggunaannya terhenti setelah kemunculan drum storage  unit  yang  lebih  murah.

Pada  tahun  1970an  dan  1980an,  SSD  menggunakan memori semikonduktor dan digunakan untuk supercomputer milik IBM. Amadahl, dan Crat. Tetapi harga SSD yang sangat mahal menjadi penyebab drive ini tidak populer.

Pada  tahun  1978,  StorageTek  mengembangkan  solid  state  drive  dengan  tipe terbaru. Pada pertengahan tahun 1980, Santa Clara Systems memperkenalkan BatRam, yaitu 1 megabit DIP RAM chip dan card controller yang mengemulasikan sebuah hard disk.

BatRam  juga  dilengkapi  dengan  baterai  yang  dapat  diisi  ulang  untuk mempertahankan  isi  dari  memori  saat  array  tidak  dialiri  listrik.  Sharp  PC-5000 diperkenalkan  pada  tahun  1983,  menggunakan  128  kilobyte  (128  KiB)  solid-state cartrige untuk media penyimpanan, yang mengandung bubble memory.

Pada tahun 1980an, RAM “disk” populer digunakan sebagai media boot karena harga hard drive mahal, floppy disk yang lambat, dan beberapa sistem seperti Amiga, Apple Iigs dan Macintosh Portable mendukung booting tersebut. Sistem dapat di softreboot  dan  sistem  operasi  dapat  diaktifkkan  dalam  hitungan  detik.

Beberapa sistem menggunakan baterai sehingga isinya tetap tersimpan saat sistem dalam kondisi mati. Pada  tahun  1995,  M-Systems  memperkenalkan  solid  state  drive  yang menggunakan  flash  memory  (SanDisk  kemudian  mengambil  alih  M-Systems  pada

November 2006).Sejak saat itu, SSD dapat digunakan sebagai pengganti hard disk drive dalam  bidang  militer  dan  penerbangan,  dan  aplikasi  penting  lainnya  yang  kritis. Aplikasi-aplikasi ini membutuhkan tingkat MTBF (Mean Time BetweenFailures) yang khusus karena SSD dapat menahan benturan yang kuat, getaran, dan range suhu yang besar.

Pada  tahun  2007,  SSD  dengan  kapasitas  beberapa  gigabyte  memperoleh popularitas untuk netbook dan subnotebook. Pada tahun 2008 SSD berkembang dengan sangat pesat. Pada Maret 2008, Samsung mengumumkan akan meluncurkan solid state disk berkapasitas 258 GB pada tahun 2009.

Super Talent meluncurkan SSD 256 GB tertipis.  Pada  Oktober  2008,  Intel  memproduksi  SSD  khusus  untuk  server  dan workstation. Drive ini seharga $695 untuk pembelian 1000 unit. Enterprise Flash Drives (EFDs)  didesain  untuk  aplikasi  yang  membutuhkan  performansi  tinggi  (IOPS  –
Input/Output per Second), realiabilitas, dan efisiensi daya.

C.  ARSITEKTUR DAN FUNGSIONALITAS

Solid  state  disk  dapat  menggunakan  dua  jenis  memori  sebagai  media penyimpanan, yaitu NAND flash (memori non-volatile) atau DRAM (memori volatile). Istilah  NAND  flash  berawal  dari  penggunaan  teknologi  gerbang  NAND  dan  sering digunakan untuk USB flash drive dan berbagai jenis memory card.

NAND flash drive bersifat  non-volatile,  yang  dapat  menyimpan  data  meskipun  tidak  ada  aliran  listrik, sehingga dapat digunakan sebagai hard disk drive. Dynamic Random AccessMemory  DRAM) bersifat volatile dan membutuhkan sumber listrik tersendiriapabila digunakan terpisah dari komputer.

Prinsip dibalik solid state drive adalah tidak ada bagian yang  bergerak, tidak platter yang berputar, tidak ada head yang berpindah-pindah. Data dibagi dalam ukuran word dan disimpan dalam memori. Data kemudian diakses dengan cepat menggunakan metode pengalamatan yang unik pada seluruh sistem.

Teknologi ini telah digunakan untuk RAM selama bertahun-tahun, tetapi tidak digunakan untuk hard disk drive karena terlalu  mahal  untuk  diproduksi  dalam  jumlah  yang  cukup  untuk  menggantikan  harddisk.

Jika  anda  melihat  bagian  atau  komponen  dari  hardisk  maka  anda  akan  melihat konsep  piringan  hitam.  Sebelum  jarum  tersebut  menulis  atau  membaca,  piringan tersebut harus berputar hingga pada lokasi yang sesuai.

SSD menggunakan semacam jaringan sel elektrik yang dengan cepat mengirim dan memanggil data. Jaringan listrik ini terbagi menjadi bagian-bagian yang disebut “pages”, dimana “pages” atau halaman ini merupakan tempat dimana data disimpan.

“Pages” ini kemudian dijadikan satu untuk membentuk “block”. Penjelasan tersebut diperlukan  untuk  mempermudah  memahami  konsep  SSD,  dimana  SSD  hanya  bisa menulis data pada page yang kosong di sebuah block.

Pada HHD data akan dituliskan pada lokasi dimana piringan magnetic pada saat itu berhenti. Ini artinya sebuah data dapat dengan mudah di-Overwrite . SSD tidak bisa langsung menimpa data yang sudah ada.

Pertama-tama SSD akan mencari page yang kosong dalam sebuah block kemudian menulisnya pada page yang kosong tersebut. Bagaimana dengan konsep penghapusan pada SSD? Saat page dalam sebuah block ditandai sebagai file tidak berguna, SSD akan mengambil block tersebut dan kemudian akan menghapusnya secara keseluruhan.

Saat anda memiliki SSD baru yang kosong maka akan terdapa banyak  blox page  yang  kosong.  Saat  pertama  kali  mengisi  page  tersebut  dengan  sebuah  atau beberapa  data  maka  proses  penulisan  akan  berlangsung  sangat  cepat.

Namun  lama kelamaan kamua anda akan kehabisan page kosong dan akhirnya terdapat page kosong
yang  tidak  rapi.  Hasilnya  didalam  SSD  akan  terdapat  banyak  page  yang  berantakan disana-sini.

Karena SSD tidak bisa langsung menimpa data, jika kamu ingin menulis data pada kondisi SSD yang sudah mencapai kondisi ini, maka drive tersebut akan menjalani proses berikut :

  Mencari blok dengan page kosong yang cukup
  Menyimpan data page apa saja yang masih diperlukan dalam block tersebut
  Reset setiap page dalam blok tersebut
  Menulis ulang data  yang diperlukan ke dalam page pada blok  yang baru  di-reset
tersebut
  Menuliskan data baru

Intinya, apabila anda sudah menggunakan setiap page kosong yang tersedia di dalam  blok  pada  SSD,  drive  tersebut  akan  perlu  menjalani  proses  diatas  setiap  kali menuliskan  data  baru.  Akibatnya,  semakin  lama,  SSD  akan  malah  akan  menjadi semakin lambat

  1.   DRAM
SSD  yang  dibuat  dengan  memori  volatile  seperti  DRAM  memiliki pengaksesan data yang sangat cepat, secara umum 0.01 milidetik. SSD  terutama digunakan untuk mempercepat aplikasi yang tertahan oleh latency dariFlash SSD atau Hard Disk Drive.

Selain itu, SSD  yang menggunakan DRAM lebih murah daripada  NAND  flash.  Namun  saat  tidak  ada  aliran  listrik,  semua  data  yang tersimpan dalam DRAM akan hilang. Beberapa SSD yang menggunakan  DRAM berusaha mengatasi kelemahan ini dengan menambahkan baterai yang dapat diisi ulang dan sistem backup.

Jika arus listrik terputus, baterai akan menyediakan daya sementara semua data dikopi dari RAM ke media penyimpanan backup, atau ditransfer ke komputer lain.  Saat  listrik  ada  kembali,  data  dari  media  penyimpanan  backup  akan dikembalikan  lagi  ke  RAM  sehingga  SSD  dapat  berjalan  seperti  biasa  (mirip dengan  fungsi  hibernate  pada  sistem  operasi  modern).

Namun  solusi  ini  tidak menguntungkan, karena baterai menambah berat, memiliki umur yang terbatas, dan reabilitasnya  masih  kalah  bila  dibandingkan  dengan  SSD  yang  menggunakan
NAND Flash.SSD jenis DRAM umumnya memiliki tipe yang sama dengan modul DRAM  yang  digunakan  pada  PC  biasa  dan  server.

Hal  ini  memungkinkan penukaran  dengan  yang  lebih  besar.  SSD  dengan  DRAM  terutama  bermanfaat untuk komputer yang sudah memiliki RAM maksimum. Misalnya, komputer yang menggunakan  arsitektur  x86-32  dapat  dipercepat  dari  batas  4  GB  dengan menambahkan  file  paging  atau  file  swap  dalam  sebuah  SSD.

Karena adanya bottleneck pada bandwith dalam bus yang terhubung, SSD dengan DRAM tidak dapat membaca dan menuliskan data secepat RAM utama, tetapi masih jauh lebih cepat daripada hard drive mekanis.

Penempatan file swap/scratch pada RAM SSD dapat meningkatkan performansi yang cukup signifikan.

      2.   NAND Flash

NAND Flash memiliki protokol khusus untuk penulisan dan pembacaan data. Berbeda  dengan  DRAM,  NAND  memory  harus  diakses  dengan  satuan  diskrit. Satuan kecil penulisan dan pembacaan data adalah page.

Page yang telah terisi data tidak  bisa  langsung  ditumpuki  dengan  data  baru,  namun  harus  dihapus  terlebih dahulu. Sedangkan satuan terkecil penghapusan data adalah block, yang biasanya terdiri  dari  64  atau  128  page.

Hal  penting  lainnya  untuk  media  yang  yang menggunakan NAND flash adalah pengaturan ukuran baca dengan tulis yang tidak simetris. Tampak  pada  tabel  di  atas,  penulisan  ke  NAND  flash  sangat  lambat dibandingkan  pembacaannya.

Penulisan  ke  page  8  kali  lebih  lambat  daripada pembacaan  page.  Penghapusan  block,  yang  jarang  dilakukan,  tetapi  termasuk bagian  dari  penulisan/pemrograman  NAND,  tujuh  kali  lebih  lambat  bila dibandingkan dengan penulisan page.

Walaupun perbedaan waktu eksekusi yang cukup besar ini berusaha ditangani, adalah penyebab semua media penyimpanan yang menggunakan NAND, misalkan USB drive atau solid state drive  memiliki performansi baca yang lebih baik bila dibandingkan dengan performansi tulis.

Flash  memory  adalah  sejenis  chip  EEPROM.  Flash  memory  memiliki deretan kolom dan baris dengan sebuah cell yang memiliki dua buah transistor pada masing-masing  persimpangannya.  Kedua  transistor  dipisahkan  antara  satu  dan lainnya dengan menggunakan sebuah lapisan oxide tipis.

Salah satu dari transistor tersebut dinamakan floating gate dan yang satunya dinamakan control gate. Jika link  ini  terhubung,  maka  cell  yang  bersangkutan  akan  memiliki  nilai  1.  Untuk mengubahnya  menjadi  bernilai  0  diperlukan  proses  yang  dinamakan  FowlerNordheim tunneling.

Gerbang  NAND  flash  menggunakan  tunnel  injection  untuk menulis  data  dan  tunnel  release  untuk  menghapus.  NAND  flash  memory merupakan  pembentuk  media  penyimpanan  USB,  antara  lain  USB  flash  drive, memory card, dan berbagai macam media penyimpanan Nintendo DS seperti NCard.

Anda bisa mendownload versi pdf dari artikel ini  di sini
Labels: komputer

Thanks for reading Pengertian Solid State Drive (SSD) Sebagai Pengganti Hardisk. Please share...!

1 Comment for "Pengertian Solid State Drive (SSD) Sebagai Pengganti Hardisk"

Back To Top