Ile gigabajtów danych fizycznie waży na dysku twardym?

Jaka jest fizyczna waga jednego gigabajta pamięci / pamięci? Powiedzmy, że to jest na dysku twardym.

Jaka jest waga związana z atomami, które faktycznie przechowują dane na dysku? Jak zmieniła się ta wartość wraz ze wzrostem gęstości dysków?

Gęstość dysku twardego mierzy się w bitach na cal kwadratowy, z których najwyższe wynoszą obecnie (5/2013) 750 gigabitów na cal kwadratowy. Oznacza to, że gigabajt danych zajmie około 6,88 milimetra ² . Ciężar powierzchni talerza składa się z podłoża (zwykle szkła i ceramiki) i warstwy magnetycznej, która faktycznie przechowuje ziarna magnetyczne przechowujące dane. Warstwa magnetyczna jest zwykle wykonana głównie ze stopu kobaltu o grubości 10-20 nm. Przy założeniu, że matematyka ma grubość 10 nm , daje to około 6,88 * 10 ¹³ nm ³ materiału warstwy magnetycznej na jeden gigabajt.

Biorąc pod uwagę gęstość kobaltu, oznacza to, że możemy przybliżać wagę do 0,612471 mikrogramów.

Nie jestem pewien, ile waży podłoże, ale prawie na pewno jest to coś więcej.

Aktualizacja 2012: Chodzi przede wszystkim o dyski, które są obecnie wysyłane - ostatnio dużo mówi się o tym, że Seagate osiąga ostatnio 1 terabit na cal kwadratowy, ale to demo techniczne i jeszcze nie jest w sprzedaży.

Aktualizacja 2013: Wygląda na to, że gęstość powierzchniowa talerzy dysku twardego jest w stagnacji, zgodnie z ciekawym raportem IBM na temat gęstości powierzchniowej . TDK mówi, że mogą zbliżać się do 1.5Tbits / cal ² znak , ale nie pojawi się na rynku aż do 2014 Seagate tech reklamowany w ostatnim roku ma pojawić się w 2014 roku, jak również . Przyszły rok powinien być ekscytujący dla masy gigabajtów.

Poprzednio w „Ile waży gigabajt na dysku twardym?”

• 2009: Areal Density 400 Gbit / in ² = 1.1518 mikrogramów (ref)
• 2010: gęstość powierzchniowa 541,4 GBit / in ² = 0,84817 mikrogramów (ref)
• 2011: Areal Density 625 GBit / in ² = 0,734966 mikrogramów (ref)
• 2012: Areal Density 744 GBit / in ² = 0.617411 mikrogramów (ref)

Dane przechowywane na dysku nie zwiększają jego masy. Jedyne różnice wagowe na dyskach dotyczyłyby całkowitego rozmiaru dysku (przykład: zwykłe dyski twarde są większe niż dyski twarde laptopów pod względem wielkości i zazwyczaj masy, a dyski o większych rozmiarach mogą mieć więcej talerzy do przechowywania danych niż starsze) i w materiałach użytych do wykonania dysku.

Dane są przechowywane przez zmianę biegunowości magnetycznej na dysku, a nie przez dodanie lub odjęcie czegoś od rzeczywistej substancji. Pełny dysk będzie miał tę samą masę, a zatem waży taką samą (zakładając, że nie przeniesiesz dysku do miejsca, w którym grawitacja jest silniejsza lub słabsza, na przykład księżyca).

Przełączanie biegunowości dysku twardego jest jak obracanie magnesu w taki sposób, że bieguny północny i południowy są przełączane. Nie jest analogiczne do tworzenia jonu (usuwania lub dodawania elektronów atomu w celu nadania mu dodatniego lub ujemnego efektu). To teoretycznie mogłoby regulować masę dysku, ale dla wszystkich celów i celów elektrony nie mają masy (tak nieskończenie małej, że prawie tak wygląda), więc wrócisz do kwadratu, jeśli dysk w jakiś sposób zadziałał w ten sposób, czego nie robi.

Na dysku pojedynczy bit nic nie waży, to tylko zmiana polaryzacji magnetycznej; zobacz odpowiedź TheTXI, aby uzyskać bardziej szczegółowe wyjaśnienie tego.

W pamięci RAM, natomiast bity składają się z elektronami (lub jej brak) i do ich masa, która jest około 9,10938215 x 10 ^-31 . KG Tak więc w przypadku GiB pamięci, zakładając równy rozkład dla zera i jednego bitu, obchodzimy się

4294967296 n × 9.10938215 × 10 ⁻³¹ kg

4294967296 będzie liczbą pojedynczych bitów w pamięci (przyjmuje się, że wynosi 50%), a n będzie liczbą elektronów, które są średnio w jednym bicie. Znalazłem jedno źródło ^1, które podało ten numer około 10 ⁵ .

Możemy więc oszacować, ile masy miałoby 1 GiB (lub 1 GB) pamięci:

1 GiB, w połowie wypełniony ≈ 3,91 × 10 ⁻¹⁶ kg = 391 femtogramów

1 GiB, całkowicie wypełniony ≈ 7,82 × 10 ^-16 kg = 782 femtogramy

1 GB, w połowie wypełniony ≈ 3,64 × 10 ⁻¹⁶ kg = 364 femtogramy

1 GB, całkowicie wypełnione ≈ 7,29 × 10 ⁻¹⁶ kg = 729 femtogramów

Tak więc ogólnie można założyć, że ta waga jest dość niezauważalna (lub, w przypadku dysków twardych wręcz wręcz nieistniejących).

¹ Te slajdy wykładowe, ale są w języku niemieckim.

Nie poważna odpowiedź

Zależy to od rozmiaru czcionki, w której zapisany jest tekst. 24-punktowa czcionka jest bardzo ciężka, a 8-punktowa jest dość lekka. Pogrubiony tekst również zwiększa wagę i należy unikać zapisywania dużej ilości tekstu kursywą, ponieważ wszystkie znaki pochylają się w prawo, co zmienia sposób obracania się dysku.

Poważna odpowiedź

Dane nie mają masy.

Prawidłowa odpowiedź to 0. Nie zapytał, ile dysku twardego zajmuje 1 GB, ale ile waży 1 GB na dysku twardym. Jak wiemy, używa pamięci magnetycznej, a nie ładunku elektrycznego (który by coś ważył), więc poprawna odpowiedź to 0.

To zależy od danych.

Tak, dyski twarde przechowują dane poprzez odwrócenie biegunów w domenach magnetycznych na dysku - na pierwszy rzut oka oznacza to, że nic nie jest dodawane ani odejmowane, a tym samym nie ma wagi.

To jednak nie jest cały obraz. Orientacja tych domen ma znaczenie. Energia pola jest mniejsza, gdy domeny mają 1010101010, niż gdy mają 11111111 lub 00000000. Jestem pewien, że wszyscy znają e = mc ^ 2. Umieszczenie energię w domenach CZY średnią masę, aczkolwiek niezwykle małej ilości niego.

Moja fizyka nie próbuje nawet oszacować masy, ale jestem pewien, że wykracza poza wszystko, co mogłaby zmierzyć najbardziej wrażliwa skala.

Zależy od miejsca ważenia. Jedna z odpowiedzi natychmiast przeskakuje do omawiania femtogramów, które nie są miarą wagi, lecz miarą masy.

Na Księżycu rzeczy ważą mniej, na Jowiszu ważą więcej. W kosmosie nic nie ważą.

Tak więc odpowiedź brzmi ... zależy.