Quanto custa um gigabyte de dados pesar fisicamente em um disco rígido?

Question

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 este valor mudou à medida que as densidades de discos aumentaram?

    

Answer 1

A densidade do disco rígido é medida em bits por polegada quadrada, a mais alta das quais é atualmente (5/2013) 750 gigabits por polegada quadrada. Isso significa que um gigabyte de dados ocupará cerca de 6,88 milímetro ² . O peso de uma área de um prato consiste no substrato (geralmente vidro e cerâmica) e na camada magnética que contém os grãos magnéticos que armazenam os dados. A camada magnética é geralmente feita de uma liga de cobalto de 10-20 nm de espessura. Assumindo 10nm de espessura para tornar a matemática mais fácil, isso nos dá cerca de 6,88 * 10 ¹³ nm ³ de material de camada magnética para um gigabyte.

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

Não tenho certeza de quanto o substrato pesa, mas é quase certamente mais do que isso.

Atualização de 2012: trata-se de unidades que estão sendo enviadas agora. Há muitas novidades sobre Seagate chegando a 1 terabit por polegada quadrada recentemente, mas isso é uma demonstração tecnológica e ainda não está sendo enviada.

Atualização de 2013: parece que a densidade de área dos discos do disco rígido está estagnada, de acordo com um interessante relatório da IBM sobre o assunto de densidade Areal . TDK diz que eles podem se aproximar do 1.5Tbits / inch ² marcar , mas eles não aparecerão no mercado até 2014. A tecnologia da Seagate anunciada no ano passado deve ser aparecem em 2014 também . O próximo ano deve ser excitante para o peso de gigabytes.

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

• 2009: Densidade Areal 400 Gbit / in ² = 1.1518 microgramas ( ref)
• 2010: Densidade Areal 541,4 GBit / in ² = 0,84817 microgramas (ref)
• 2011: Densidade Areal 625 GBit / in ² = 0.734966 microgramas (ref)
• 2012: Densidade Areal 744 GBit / in ² = 0.617411 microgramas (ref)

Answer 2

Os dados mantidos em um disco não aumentam o peso do disco. As únicas diferenças de peso nos discos seriam no tamanho total do disco (exemplo: HDDs comuns são maiores que os HDs de laptop em termos de tamanho e normalmente massa, e discos de maior tamanho podem ter mais discos para conter dados do que os mais antigos) nos materiais usados para fazer o disco.

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

Mudar a polaridade de um disco rígido é como girar um imã para que os pólos norte e sul sejam trocados. Não é análogo à criação de um íon (removendo ou adicionando elétrons de um átomo para dar-lhe um caráter positivo ou negativo). Isso poderia teoricamente ajustar a massa do disco, mas para todos os efeitos, os elétrons não têm massa (tão infinitesimalmente pequena que quase parece pelo menos), então você volta à estaca zero se o disco de alguma forma operar desta maneira, o que não acontece.

    

Answer 3

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

Na RAM, no entanto, os bits são compostos de elétrons (ou falta deles) e eles têm uma massa que é de cerca de 9.10938215 × 10 sup / 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 sendo 50%) e n seria o número de elétrons que estão em média em um bit. Eu encontrei uma fonte ¹ que especificou este número em torno de 10 ⁵ .

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

1 GiB, half filled with ones ≈ 3.91 × 10⁻¹⁶ kg = 391 femtograms

1 GiB, completely filled with ones ≈ 7.82 × 10^-16 kg = 782 femtograms

1 GB, half filled with ones ≈ 3.64 × 10⁻¹⁶ kg = 364 femtograms

1 GB, completely filled with ones ≈ 7.29 × 10⁻¹⁶ kg = 729 femtograms

Então, em geral, você pode assumir que o peso é bem imperceptível (ou, com discos rígidos, ser absolutamente inexistente).

¹ Estes slides de aula, mas eles estão em alemão.

    

Answer 4

Resposta não séria

Depende de qual tamanho de fonte seu texto está salvo. A fonte de 24 pontos é muito pesada, enquanto que o ponto de 8 é bastante leve. O texto em negrito também aumenta o peso e você deve evitar salvar muitos textos 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.

    

Answer 5

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

    

Answer 6

Depende dos dados.

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

No entanto, essa não é a imagem completa. A orientação desses domínios é importante. Há menos energia de campo total 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 seja uma quantidade incrivelmente pequena dela.

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

    

Answer 7

Depende de onde você está pesando. Uma das respostas imediatamente pula para discutir 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.