Desain Head Read / Write
Perkembangan desain head baca/tulis terjadi bersamaan dengan perkembangan teknologi disk drive. Head paling awal hanyalah inti besi sederhana dengan kumparan (electromagnet). Dibanding standar saat ini, desain head awal memiliki ukuran fisik yang sangat besar dan dioperasikan pada kerapatan perekaman yang sangat rendah. Selama bertahun-tahun, desain head berkembang dari desain pertama yang berupa inti ferit sederhana menjadi beberapa tipe dan teknologi yang tersedia saat ini. Bagian ini membahas berbagai tipe head yang terdapat dalam drive hard disk PC, termasuk pula aplikasi, kekuatan relative, dan kelemahan masing-masing.
Berikut ini lima tipe utama head yang telah digunakan dalam drive hard disk selama bertahun-tahun:
- Ferrite
- Thin-Film (TF)
- Metal-In-Gap (MIG)
- Magneto-resitive (MR)
- Giant magneto-resitive (GMR)
- Ferrite
Head ferrit (atau ferit), tipe tradisional desain head-magnetic, berkembangdari drive IBM 30-30 Wincester awal. Head ini memiliki inti oksida besi dililit dengan kumparan elektromagnetik. Drive menghasilkan medan magnetic dengan cara memberi power pada kumparan atau melewatkan medan magnetic di dekatnya, sehingga head mendapat kemampuan penuh untuk baca/tulis. Head ferit lebih besar dan lebih berat dibandingkan dengan head thin-film dan karena itu memerlukan ketinggian pengambanganyang lebih besar untuk menghindari kontak dengan disk pada saat berputar.
Produsen telah membuat banyak perbaikan terhadap desain head ferit (monolitik) awal. Salah satu tipe head ferit, yang disebut head ferit komposit, memiliki inti ferit yang lebih kecil yang diikat dengan kaca dalam sebuah kotak keramik. Desain ini mengizinkan penggunaan celah head yang lebih kecil, sehingga memungkinkan kerapatan track yang lebih tinggi. Head ini lebih tahan terhadap medan magnetik stray dibanding head desain monolitik
Selama tahun 1980-an, head ferit komposit popular pada banyak drivelow-end, misal Seagate ST-225. Permintaan terhadap kerapatan yang lebih tinggi semakin meningkat, sehingga desain MIG dan thin-film menggantikan ferit, yang sekarang telah usang. Head ferit tidak dapat menulispada media yang memiliki coercivity 3 tinggi yang diperlukan pada desian disk kerapatan tinggi dan head ferit memiliki respon frekuensi yang buruk pada tingkat derau tinggi. Kelebihan utama head ferit adalah sebagai satu-satunya tipe termurah yang ada.
Metal-In-Gap
Head Metal-in-Gap merupakan versi perbaikan dari desain ferit komposit. Dalam head MIG, suatu substansi logam terdapat pada celah perekam head. Terdapat dua versi head MIG: single-sided dan double sided. Head MIG single-sided didesain dengan lapisan paduan magnetic di sepanjang pinggir luar celah. Desain head MIG double-sided menggunakan lapisan pada kedua sisi celah. Paduan logam dimasukkan dengan menggunakan proses deposisi vakum yang disebut sputtering.
Thin Film
Head thin-film diproduksi dengan cara yang mirip dengan pembuatan chip semikonduktor-melalui proses fotolitografi. Proses ini menghasilkan ribuan head pada wafer4 sirkuler tunggal dan menghasilkan produk sangat kecil berkualitas tinggi.
Head TF memiliki celah head yang sangat tipis dan teratur dihasilkan dari sputtering bahan aluminium keras. Karena bahan ini sepenuhnya menutup celah,maka area tersebut terlindungi dengan baik, meminimalisasi kemungkinan kerusakan karena kontak dengan disk yang berputar.Inti tersebut merupakan kombiasi paduan besi dan nikel yang memilki dua atau empat kali power magnetik disbanding inti head ferit.
Head TF menghasilkan pulsa magnetic yang tajam sehingga memungkinkan penulisan dengan kerapatan sangat tinggi. Karena tidak menggunakan kumparan knventional, maka head TF lebih tahan terhadap variasi impedansi kumparan. Head yang ringan dan kecil ini dapat mengambang lebih rendah daripada head ferit dan MIG; pada beberapa desain, tinggi pengambangan adalah 2mikro-inci atau kurang. Karena pengurangan tinggi tersebut memungkinkan head untuk mengambil dan menstrasmisi sinyal yang lebih kuat dari piringan, maka rasio singnal-to-noise dan akurasi meningkat. Pada track dan kerapatan linier tinggi dibeberapa drive, head ferit standar tidak akan mampu mengambil sinyal data dari derau latar. Keuntungan lain menggunakan head TF adalah ukurannya yang kecil memungkinkan piringan untuk disusun lebih berdekatan, sehingga lebih banyak piringan dapat dimasukkan dalam ruang yang sama.
Hingga beberapa tahun terakhir ini, head TF relative mahal disbanding dengan teknologi sebeloumnya, missal ferit dan MIG. Akan tetapi teknik produksi yang lebih baik dan kebutuhan kerapatan yang lebih tinggi, telah mengarahkan pasar untuk menggunakan head TF. Penyebarluasan penggunaan head ini menyebabkan biayanya kompotitif, jika tidak disebut lebih murah, daripada head MIG.
Head Magneto-Resistive
Perkembangan yang lebih baru dalam perekaman magnetik – atau lebih spesifiknya dalam fase pembacaannya pada perekaman magnetic – adalah head magneto-resistive, yang juga sering disebut head anisotropic magneto-resistan (AMR). Pada beberapa tahun terakhir, sebenarnya semua desain hard disk modern telah bergeser menggunakan head MR. Head MR mampu meningkatkan kerapatan empat kali atau lebih dibanding head inductive-only sebelumnya. IBM memperkenalkan drive dengan head MR yang tersedia secara komersial pertama kali pada tahun 1991, dengan model 1GB 3.5”.
Semua head adalah detector:; yang berarti semua head didesain untuk mendeteksi transisi fluks dalam media dan mengkonversinya kembali menjadi sinyal listrik yang dapat diinterprestasikan sebagai data. Satu masalah pada perekaman magnetic adalah keinginan untuk mendapatkan peningkatan kerapatan yang lebih tinggi dan lebih tinggi lagi, sehingga dapat memasukkan lebih banyak informasi (transisi fluks) pada ruang yang lebih kecil dan lebih kecil lagi. Apabila domain magnetik pada disk semakin kecil, sinyal dari head selama opersi baca semakin lemah; sehingga akan semakin sulit untuk membedakan sinyal sebenarnya dengan derau acak ataumedan stray yang ada. Sehingga diperlukan head baca yang lebih efisien untuk mendeteksi transisi pada disk secara lebih efisien.
Efek magnetik lain yang terkenal saat ini digunakan pada drive modern. Pada saat suatu kawat melalui medan magnet ik, kawat tersebut tidak hanya membangkitkan arus, tetapi juga mengalami perubahan resistans. Head baca standar menggunakan head tersebut sebagai generator mini, berdasarkan fakta bahwa head tersebut akan membangkitkan arus berpulsa pada saat melalui transisi fluks magnetik. Sebaliknya pada desain tipe head baru yang dirintis oleh IBM, mendasarkan pada fakta bahwa pada kawat terjadi juga perubahan resistansi.
Head magneto-resistive menggunakan head sebagai resistor daripada menggunakan head untuk membangkitakan arus yang sangat kecil, yang kemudian harus difilter, diperkuat, dan didekode. Sebuah sirkuit melewatkan suatu tegangan melalui head dan mengamati perubahan tegangan yang akan terjadi pada saat resistansi head berubah saat melalui pembalikan fluks pada media. Mekanisme dengan menggunakan head inni menghasilkan sinyal yang lebih kuat dan lebih jelas daripada yang terdapat pada media dan memungkinkan peningkatan kerapatan.
Head MR mengandalkan fakta bahwa resistansi konduktor sedikit berubah saat muncul medan eksternal. Head normal akan mengatasinya dengan melewatkan tegangan melalui pembalikan fluks medan magnetic, sedangkan head MR akan menggunakan pembalikan fluks tersebut dan mengubah resistansi. Sedikit arus akan mengalir melalui head, keberadaan arus ini akan mempengaruhi perubahan resistansi. Desain ini menghasilkan keluaran dengan kekuatan tiga kali atau lebih dibanding head TF selama proses baca. Akibatnya, head MR adalah head yang berkekuatan baca, yang bertindak lebih sebagai sensor daripada generator.
Pembuatan head MR membutuhkan biaya yang lebih banyak dan proses yang lebih rumit disbanding head tipe lain karena adanya beberapa fitur atau langkah yang harus ditambahkan:
Harus ada kabel tambahan dari dan ke head untuk membawa sensecurrent.
Diperlukan empat hingga lima langkah masking.
Karena head MR yang sangat sensitif, sehingga rentan terhadap medan magnetick stray, maka harus di-shielded.
Karena prinsip MR hanya dapat digunakan untuk menyimpan data dan tidak digunakan untuk menulis, maka head MR sebenarnya adalah dua head dalam satu head. Assembly tersebut juga menyertakan head TF induktif standar untuk menulis data dan head MR untuk menulis. Karena dua head terpisah digabung dalam satu assembly, maka tiap head dapat dioptimisasi untuk melakukan tugasnya. Head Ferit, MIG, dan TF dikenal sebagai head celah tunggal karena menggunakan celah yang sama untuk membaca dan menulis, sedangkan head MR menggunakan celah yang terpisah untuk tiap operasi.
Masalah pada celah tunggal adlah panjang celah selalu merupakan hasil kompromi antar panjang terbaik untuk baca dan untuk tulis. Fungsi baca memerlukan celah yang lebih tipis untuk mendapatkan resolusi tinggi; funsi tulis membutuhkan celah yang lebih lebar untuk penetrasi fluks yang lebih dalam saat berganti media. Pada head MR dua celah, celah baca dan tulis dapat mengoptimisasikan dua fungsi tersebut secara mandiri. Celah tulis (TF) menuliskan track yang lebih lebar daripada saat celah baca (MR) membaca. Sehingga head baca lebih sedikit dalam mengambil informasi magnetic stary dari track terdekat.
SUMBER : kaskus.co.id
0 komentar:
Posting Komentar