Скільки фізично важить дані гігабайт даних на жорсткому диску?

Яка фізична вага одного гігабайта пам'яті / пам’яті? Скажімо, це на жорсткому диску.

Яка вага пов'язана з атомами, які насправді зберігають дані на диску? Як змінилося це значення зі збільшенням щільності дисків?

Щільність жорсткого диска вимірюється в бітах на квадратний дюйм, найвища з яких наразі становить (5/2013) 750 гігабіт на квадратний дюйм. Це означає, що гігабайт даних займе приблизно 6,88 міліметра ² . Вага площі блюдо складається з підкладки (зазвичай скла та кераміки) та магнітного шару, який фактично містить магнітні зерна, що зберігають дані. Магнітний шар, як правило, виготовлений із переважно сплаву кобальту товщиною 10-20 нм. Припускаючи товщину 10 нм для полегшення математики, це дає приблизно 6,88 * 10 ¹³ нм ³ матеріалу магнітного шару на один гігабайт.

Враховуючи щільність кобальту, це означає, що ми можемо наблизити вагу до 0,612471 мкг.

Я не впевнений, скільки важить підкладка, але майже напевно це більше.

Оновлення 2012 року: це все про накопичувачі, які зараз постачаються - останнім часом дуже багато шумів щодо Seagate , що досягає 1 терабіта на квадратний дюйм, але це демонстрація технологій, і поки що це не доставка.

Оновлення 2013 року: схоже, що ареальна щільність пластин на жорсткому диску застоюється, згідно з цікавим звітом IBM на предмет щільності Areal . TDK каже , що вони можуть наблизитися до 1.5Tbits / дюйм ² знака , але вони не будуть з'являтися на ринку до 2014 року Seagate технологія не рекламували в минулому році передбачається показати в 2014 році , а також . Наступний рік повинен бути захоплюючим для ваги гігабайт.

Раніше на тему "Скільки важить гігабайт на жорсткому диску?"

• 2009: Площа щільності 400 Гбіт / в ² = 1,1518 мкг (посилання)
• 2010: Площа щільності 541,4 Гбіт / в ² = 0,84817 мкг (посилання)
• 2011: Площа щільності 625 Гбіт / в ² = 0,734966 мкг (посилання)
• 2012 рік: Щільність ареалу 744 Гбіт / в ² = 0,617411 мкг (посилання)

Дані, що зберігаються на диску, не збільшують вагу диска. Єдині відмінності у вазі дисків полягали б у загальному розмірі диска (наприклад: звичайні жорсткі диски за розміром та типовою масою більше, ніж жорсткі диски ноутбуків, а великі розміри дисків можуть мати більше плати для зберігання даних, ніж старіші) в матеріалах, використаних для виготовлення диска.

Дані зберігаються шляхом перемикання магнітної полярності на диску, а не шляхом додавання або віднімання чогось із фактичної речовини. Повний диск матиме однакову масу і тому буде важити однакову (якщо припустити, що ви не переміщуєте диск у місце, де гравітація сильніша чи слабша, наприклад, Місяць).

Перемикання полярності жорсткого диска - це як повернення магніту, щоб перемикатися північний і південний полюси. Це не аналогічно створенню іона (видалення або додавання електронів атома, щоб дати йому позитивну чи негативну характеру). Це теоретично могло б регулювати масу диска, але для всіх намірів і цілей електрони мають -немають масу (настільки нескінченно малу, що майже не здається, щонайменше), тож ви знову повернетесь до квадратного, якщо диск якось діяв таким чином, якого вона не робить.

На диску окремий шматочок нічого не важить, це лише зміна магнітної полярності; див . відповідь TheTXI для більш детального пояснення цього.

У ОЗУ, однак, біти складаються з електронів (або її відсутність) , і вони роблять мають масу , яка становить близько 9,10938215 × 10 ^-31 кг. Таким чином, для GiB пам'яті, якщо припускати рівний розподіл за нуль і один біт, ми обійдемось

4294967296 n × 9.10938215 × 10 ⁻³¹ кг

4294967296 було б числом бітів в пам'яті (припускається, що це 50%), а n - числом електронів, які в середньому знаходяться в одному біті. Я знайшов одне джерело ^1, яке вказало це число приблизно на 10 ⁵ .

Таким чином, ми можемо дати оцінку, яка маса пам'яті матиме 1 ГБ (або 1 ГБ):

1 Гб, наполовину заповнене одиницями ≈ 3,91 × 10 ⁻¹⁶ кг = 391 фемтограма

1 Гб, повністю заповнений тими ≈ 7,82 × 10 ^-16 кг = 782 фемтограми

1 Гб, наполовину заповнене одиницями ≈ 3,64 × 10 ⁻¹⁶ кг = 364 фемтограми

1 Гб, повністю заповнений тими ≈ 7,29 × 10 ⁻¹⁶ кг = 729 фемтограм

Таким чином, загалом, ви можете вважати, що вага досить непомітний (або, якщо жорсткі диски не мають прямого вигляду).

¹ Ці слайди лекції, але вони є німецькою мовою.

Несерйозна відповідь

Це залежить від того, в якому розмірі шрифту зберігається ваш текст. Шрифт у 24-бальний дуже важкий, тоді як 8-бальний досить легкий. Жирний текст також збільшує вагу, і вам слід уникати збереження великої кількості тексту курсивом, оскільки всі символи нахиляються праворуч, що змінює спосіб обертання диска.

Серйозна відповідь

Дані не мають маси.

Правильна відповідь - 0. Він не запитав, скільки потрібно жорсткого диска для зберігання 1 Гб, він запитав, скільки важить 1 Гб на жорсткому диску. Як ми знаємо, він використовує магнітний накопичувач, а не електричний заряд (який би щось важив), то правильна відповідь - 0.

Це залежить від даних.

Так, жорсткі диски зберігають дані, перегортаючи полюси в магнітних областях на диску - на перший погляд це означає, що нічого не додається і не віднімається і, отже, немає ваги.

Однак це не вся картина. Орієнтація цих доменів має значення. Загальна енергія поля менша, коли домени 1010101010, ніж коли вони 11111111 або 00000000. Я впевнений, що всі знайомі з e = mc ^ 2. Введення енергії в домени НЕ означає масу, хоча і неймовірно малу її кількість.

Моїй фізиці не вдається навіть намагатися оцінити масу, але я впевнений, що це виходить за рамки всього, що найбільш чутлива шкала могла б виміряти.

Залежить від того, де ви займаєтесь зважуванням. Одна з відповідей одразу переходить до обговорення фемтограм, які не є мірою ваги, а натомість вимірюють масу.

На Місяці речі важать менше, на Юпітері вони важать більше. У космосі вони нічого не важать.

Отже, відповідь ... залежить.