it-swarm-pt.tech

Quanto pesa fisicamente um gigabyte de dados em um disco rígido?

Qual é o peso físico de um gigabyte de memória/armazenamento? Digamos que isso esteja em um disco rígido.

Qual é o peso associado aos átomos que estão realmente armazenando os dados no disco? Como esse valor foi alterado à medida que as densidades dos discos aumentaram?

24
Callum

A densidade do disco rígido é medida em bits por polegada quadrada, sendo os mais altos atualmente (5/2013) 750 gigabits por polegada quadrada. Isso significa que um gigabyte de dados ocupará cerca de 6,88 milímetros2. O peso de uma área de um prato consiste no substrato (geralmente vidro e cerâmica) e na camada magnética que realmente contém os grãos magnéticos que armazenam os dados. A camada magnética é geralmente feita de uma liga principalmente de cobalto de 10-20 nm de espessura. Assumindo 10nm de espessura para facilitar a matemática, isso nos dá cerca de 6,88 * 1013 nm3 de material da camada magnética por um gigabyte.

Dada a densidade do cobalto, isso significa que podemos aproximar o peso em 0,612471 microgramas.

Não sei ao certo quanto pesa o substrato, mas é quase certamente mais do que isso.

Atualização de 2012: trata-se de unidades que estão sendo entregues agora - há muito burburinho sobre Seagate chegar a 1 terabit por polegada quadrada recentemente, mas essa é uma demonstração técnica e ainda não está sendo enviada.

Atualização de 2013: Parece que a densidade de área dos pratos do disco rígido está estagnada, de acordo com um interessante relatório da IBM sobre o assunto da densidade regional . TDK diz que eles podem se aproximar do 1.5Tbits/inch2 marca , mas eles não aparecerão no mercado até 2014. A tecnologia da Seagate divulgada no ano passado deve aparecer também em 2014 . O próximo ano deve ser emocionante para o peso de gigabytes.

Anteriormente em "Quanto pesa um gigabyte em um disco rígido?"

  • 2009: Densidade regional 400 Gbit/in2 = 1,1518 microgramas (ref)
  • 2010: Densidade regional 541,4 GBit/in2 = 0,84817 microgramas (ref)
  • 2011: Densidade regional 625 GBit/in2 = 0,734966 microgramas (ref)
  • 2012: Densidade regional 744 GBit/in2 = 0,617411 microgramas (ref)
74
jamuraa

Os dados mantidos em um disco não aumentam o peso do disco. As únicas diferenças de peso nos discos estariam no tamanho geral do disco (exemplo: HDDs regulares são maiores que os HDDs de laptop em termos de tamanho e geralmente massa, e discos de tamanho maior podem ter mais pratos para armazenar dados do que os antigos) e nos materiais usados ​​para fazer o disco.

Os dados são armazenados alternando a polaridade magnética no disco, não adicionando ou subtraindo algo da substância real. Um disco cheio terá a mesma massa e, portanto, pesará o mesmo (supondo que você não mova o disco para um local onde a gravidade seja mais forte ou mais fraca, como a lua).

Mudar a polaridade de um disco rígido é como girar um ímã para que os pólos norte e sul sejam trocados. Não é análogo à criação de um íon (remover ou adicionar elétrons de um atom para gerar uma carga positiva ou negativa). Isso poderia teoricamente ajustar a massa do disco, mas para todos os efeitos e Para propósitos, os elétrons não têm massa (tão infinitesimalmente pequena que quase parece tão pelo menos); portanto, você volta à estaca zero novamente se o disco de alguma maneira operar dessa maneira, o que não ocorre.

28
TheTXI

No disco, um bit individual não pesa nada, é apenas uma mudança na polaridade magnética; veja resposta do TheXI para uma explicação mais elaborada disso.

Na RAM, no entanto, os bits são compostos de elétrons (ou a falta deles) e eles possuem uma massa de cerca de 9.10938215 × 10-31 kg. Assim, para um GiB de memória, assumindo uma distribuição igual para zero e um bit, contornamos

4294967296 n × 9.10938215 × 10-31 kg

4294967296 seria o número de um bit na memória (assumido como 50%) e n seria o número de elétrons que estão em média em um bit . Eu encontrei uma fonte1 que especificou esse número em torno de 105.

Portanto, podemos fazer uma estimativa de quanto de massa 1 GiB (ou 1 GB) de memória teria:

1 GiB, meio preenchido com ≈ 3.91 × 10-16 kg = 391 femtogramas

1 GiB, completamente preenchido com ≈ 7.82 × 10-16 kg = 782 femtogramas

1 GB, meio preenchido com ≈ 3.64 × 10-16 kg = 364 femtogramas

1 GB, completamente preenchido com ≈ 7.29 × 10-16 kg = 729 femtogramas

Portanto, em geral, você pode assumir que o peso é bastante imperceptível (ou, com os discos rígidos absolutamente inexistentes).


1Estes slides da aula, mas estão em alemão.

12
Joey

Resposta não séria

Depende do tamanho da fonte em que seu texto é salvo. A fonte de 24 pontos é muito pesada, enquanto a de 8 pontos é bastante leve. O texto em negrito também aumenta o peso, e você deve evitar salvar muito texto em itálico, porque todos os caracteres se inclinam para a direita, o que altera a maneira como o disco gira.

Resposta séria

Os dados não têm massa.

8
Graeme Perrow

A resposta correta é 0. Ele não perguntou quanto disco rígido é necessário para armazenar 1 GB, ele perguntou quanto peso 1 GB em um disco rígido. Como sabemos, ele usa armazenamento magnético e não uma carga elétrica (que pesaria alguma coisa), então a resposta correta é 0.

6
Pyrolistical

Depende dos dados.

Sim, os discos rígidos armazenam dados invertendo pólos em domínios magnéticos no disco - à primeira vista, isso significa que nada é adicionado ou subtraído e, portanto, não há peso.

No entanto, esse não é o cenário geral. A orientação desses domínios é importante. Há menos energia total de campo quando os domínios são 1010101010 do que quando são 11111111 ou 00000000. Tenho certeza de que todos estão familiarizados com e = mc ^ 2. Colocar energia nos domínios significa massa, embora uma quantidade incrivelmente pequena dela.

Minha física não está nem tentando estimar a massa, mas tenho certeza de que está além de qualquer coisa que a escala mais sensível possa medir.

3
Loren Pechtel

Depende de onde você está fazendo a pesagem. Uma das respostas começa imediatamente a discutir os femtogramas, que não são uma medida de peso, mas medem a massa.

Na lua as coisas pesam menos, em Júpiter elas pesam mais. No espaço, eles não pesam nada.

Então, a resposta é ... depende.

1
Trey Jackson