Каков физический вес одного гигабайта памяти / хранилища? Допустим, это на жестком диске.
Какой вес связан с атомами, которые на самом деле хранят данные на диске? Как изменилось это значение при увеличении плотности дисков?
23
7 ответов
74
Плотность жесткого диска измеряется в битах на квадратный дюйм, самая высокая из которых в настоящее время (5/2013) составляет 750 гигабит на квадратный дюйм. Это означает, что гигабайт данных займет около 6,88 миллиметра 2. Вес области пластины состоит из подложки (обычно стеклянной и керамической) и магнитного слоя, который фактически содержит магнитные зерна, хранящие данные. Магнитный слой обычно состоит из сплава кобальта толщиной 10-20 нм. Предполагая толщину 10 нм, чтобы сделать математику легче, это дает нам около 6,88 * 10 13 нм 3 материала магнитного слоя на один гигабайт.
Учитывая плотность кобальта, это означает, что мы можем приблизить вес в 0,612471 микрограмма.
Я не уверен, сколько весит субстрат, но это почти наверняка больше.
Обновление 2012 года: это все о дисках, которые поставляются в настоящее время. В последнее время Seagate получает много шума до 1 терабит на квадратный дюйм, но это техническая демонстрация, которая еще не поступила в продажу.
Обновление 2013 года. Похоже, что плотность размещения жестких дисков в стагнации находится в состоянии стагнации, согласно интересному отчету IBM по плотности размещения. TDK говорит, что они могут приблизиться к отметке 1,5 Тбит / дюйм 2, но они не появятся на рынке до 2014 года. Технология Seagate, рекламируемая в прошлом году, должна появиться и в 2014 году. Следующий год должен быть захватывающим для веса гигабайт.
Ранее в разделе «Сколько гигабайт весит на жестком диске?"
27
Хранящиеся на диске данные не увеличивают вес диска. Единственная разница в весе между дисками будет заключаться в общем размере диска (например, обычные жесткие диски больше, чем портативные жесткие диски по размеру и типичной массе, а на дисках большего размера может быть больше пластин для хранения данных, чем у старых), и в материалах, использованных для изготовления диска.
Данные хранятся путем переключения магнитной полярности на диске, а не путем добавления или вычитания чего-либо из фактического вещества. Полный диск будет иметь такую же массу и поэтому будет весить одинаково (при условии, что вы не перемещаете диск в место, где гравитация сильнее или слабее, например на Луну).
Переключение полярности жесткого диска похоже на поворот магнита так, что северный и южный полюсы переключаются. Это не аналогично созданию иона (удаление или добавление электронов атома, чтобы придать ему положительный или отрицательный характер). Это может теоретически отрегулировать массу диска, но для всех намерений и целей электроны не имеют массы (настолько бесконечно малой, что это почти так кажется), так что вы снова вернетесь к исходной точке, если диск каким-то образом работал таким образом, что это не так.
12
На диске отдельный бит ничего не весит, это просто изменение магнитной полярности; см . ответ TheTXI для более подробного объяснения этого.
В ОЗУ, однако, биты состоят из электронов (или ее отсутствие) , и они имеют массу , которая составляет около 9,10938215 × 10 -31 кг. Так что для гигабайта памяти, предполагая равное распределение для нуля и одного бита, мы обходим
4294967296 н × 9,10938215 × 10 −31 кг
4294967296 будет числом в памяти одного бита (предполагается, что оно составляет 50%), а n будет числом электронов, которые в среднем находятся в одном бите. Я нашел один источник 1, который указал это число на отметке 10 5.
Таким образом, мы можем дать оценку того, сколько будет иметь 1 ГБ (или 1 ГБ) памяти:
1 ГиБ, наполовину заполненная единицами ≈ 3,91 × 10 −16 кг = 391 фемтограмма
1 ГиБ, полностью заполненный ≈ 7,82 × 10 -16 кг = 782 фемтограммы
1 ГБ, наполовину заполненные ≈ 3,64 × 10 −16 кг = 364 фемтограммы
1 ГБ, полностью заполненный ≈ 7,29 × 10–16 кг = 729 фемтограмм
В общем, вы можете предположить, что этот вес будет довольно незаметным (или с жесткими дисками, которые будут совершенно несуществующими).
1 Эти лекционные слайды, но они на немецком языке.
7
Несерьезный ответ
Это зависит от размера шрифта, в котором сохранен ваш текст. 24-точечный шрифт очень тяжелый, тогда как 8-точечный достаточно легкий. Жирный текст также увеличивает вес, и вы должны избегать сохранения большого количества текста курсивом, потому что все символы наклоняются вправо, что изменяет способ вращения диска.
Серьезный ответ
Данные не имеют массы.
5
Правильный ответ 0. Он не спросил, сколько требуется жесткого диска для хранения 1 ГБ, а спросил, сколько весит 1 ГБ на жестком диске. Поскольку мы знаем, что он использует магнитный накопитель, а не электрический заряд (который будет что-то весить), то правильный ответ равен 0.
3
Это зависит от данных.
Да, жесткие диски хранят данные, переставляя полюса в магнитных доменах на диске - на первый взгляд это означает, что ничего не добавляется и не вычитается и, следовательно, не имеет веса.
Однако это не вся картина. Ориентация этих доменов имеет значение. Когда домены 1010101010 имеют меньшую общую энергию поля, чем когда они 11111111 или 00000000. Я уверен, что все знакомы с e = mc ^ 2. Ввод энергии в области это означает массу, хотя и невероятно небольшое количество этого.
Моя физика не в силах даже попытаться оценить массу, но я уверен, что это за пределами того, что мог бы измерить самый чувствительный масштаб.
1
Зависит от того, где вы делаете взвешивание. Один из ответов сразу переходит к обсуждению фемтограмм, которые не являются мерой веса, но вместо этого измеряют массу.
На Луне вещи весят меньше, на Юпитере они весят больше. В космосе они ничего не весят.
Итак, ответ ... зависит.