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Combien pèse physiquement un gigaoctet de données sur un disque dur?

Quel est le poids physique d'un gigaoctet de mémoire/stockage? Disons que c'est sur un disque dur.

Quel est le poids associé aux atomes qui stockent les données sur le disque? Comment cette valeur a-t-elle changé avec l'augmentation de la densité de disques?

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Callum

La densité de disque dur est mesurée en bits par pouce carré, le plus élevé étant actuellement (5/2013) 750 gigabits par pouce carré. Cela signifie qu'un gigaoctet de données prendra environ 6,88 millimètres2. Le poids d'une zone d'un plateau est constitué du substrat (généralement du verre et de la céramique) et de la couche magnétique qui contient les grains magnétiques stockant les données. La couche magnétique est généralement constituée d’un alliage de cobalt de 10 à 20 nm d’épaisseur. En supposant une épaisseur de 10 nm pour faciliter le calcul, cela nous donne environ 6,88 * 1013 nm3 de matériau de couche magnétique pour un gigaoctet.

Compte tenu de la densité du cobalt, cela signifie que nous pouvons approximer le poids à 0.612471 microgrammes.

Je ne sais pas combien pèse le substrat, mais c'est certainement plus que cela.

Mise à jour 2012: Il s’agit de disques actuellement disponibles à la vente - il ya beaucoup de rumeurs à propos de Seagate obtenir récemment un terabit par pouce carré, mais c’est une démonstration technique qui n’expédie pas encore.

Mise à jour 2013: Il semblerait que la densité surfacique des disques durs stagne, selon un rapport intéressant d'IBM sur le sujet de la densité surfacique . TDK dit qu'ils peuvent approcher le 1.5Tbits/inch2 marque , mais ils ne seront pas présents sur le marché avant 2014. Le technicien Seagate annoncé l'année dernière est censé également en 2014 . L'année prochaine devrait être passionnant pour le poids de gigaoctets.

Précédemment dans "Combien pèse un gigaoctet sur un disque dur?"

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

Les données conservées sur un disque n'augmentent pas son poids. La seule différence de poids entre les disques réside dans la taille globale du disque (exemple: les disques durs classiques sont plus volumineux que les disques durs d’ordinateurs portables en termes de taille et généralement de masse, et les disques de taille plus grande peuvent contenir plus de plateaux que les anciens). dans les matériaux utilisés pour fabriquer le disque.

Les données sont stockées en commutant la polarité magnétique sur le disque, pas en ajoutant ou en soustrayant quelque chose de la substance réelle. Un disque plein aura la même masse et aura donc le même poids (en supposant que vous ne déplacez pas le disque dans un endroit où la gravité est plus forte ou plus faible, comme la lune).

Changer la polarité d'un disque dur revient à inverser un aimant de telle sorte que les pôles nord et sud soient commutés. Il n'est pas analogue de créer un ion (supprimer ou ajouter des électrons d'un atome pour lui donner un charme positif ou négatif). Cela pourrait théoriquement ajuster la masse du disque, mais à toutes fins utiles, les électrons n’ont pas de masse (tellement infiniment petit qu’il en parait presque au moins), donc vous revenez à la case départ si le disque fonctionne de façon ou d'autre de cette manière, ce qu'il ne fait pas.

28
TheTXI

Sur le disque, un bit individuel ne pèse rien, il ne s'agit que d'un changement de polarité magnétique; voir réponse de TheTXI pour une explication plus élaborée de cela.

Dans la RAM, cependant, les bits sont composés d’électrons (ou de leur absence) et ils ont une masse d’environ 9.10938215 × 10−31 kg. Donc, pour un GiB de mémoire, en supposant une distribution égale pour zéro et un bit, on contourne

4294967296 n × 9.10938215 × 10−31 kg

4294967296 serait le nombre d'un bit en mémoire (supposé être de 50%) et n serait le nombre d'électrons qui sont en moyenne dans un bit . J'ai trouvé une source1 qui a spécifié ce nombre à environ 105.

Nous pouvons donc donner une estimation de la quantité de mémoire dont disposerait 1 GiB (ou 1 Go):

1 Go, à moitié rempli de ≈ 3,91 × 10−16 kg = 391 femtogrammes

1 Go, complètement rempli de ≈ 7.82 × 10-16 kg = 782 femtogrammes

1 Go, à moitié rempli de disques 3,64 × 10−16 kg = 364 femtogrammes

1 Go, complètement rempli avec ceux 7.29 × 10−16 kg = 729 femtogrammes

Donc, en général, vous pouvez supposer que ce poids est plutôt imperceptible (ou que les disques durs sont carrément inexistants).


1 Ces diapositives de cours, mais elles sont en allemand.

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Joey

réponse non sérieuse

Cela dépend de la taille de la police de votre texte. La police à 24 points est très lourde, alors que la police à 8 points est assez légère. Le texte en gras augmente également le poids, et vous devriez éviter de sauvegarder beaucoup de texte en italique, car tous les caractères sont inclinés vers la droite, ce qui modifie la façon dont le disque tourne.

Réponse sérieuse

Les données n'ont pas de masse.

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Graeme Perrow

La bonne réponse est 0. Il n'a pas demandé combien de disque dur faut-il pour stocker 1 Go, il a demandé combien de 1 Go pèse sur un disque dur. Comme nous savons qu’il utilise un stockage magnétique et non une charge électrique (ce qui pèse quelque chose), la réponse correcte est 0.

5
Pyrolistical

Cela dépend des données.

Oui, les disques durs stockent les données en basculant les pôles dans des domaines magnétiques sur le disque - à première vue, cela signifie que rien n'est ajouté ou soustrait, donc pas de poids.

Cependant, ce n'est pas la situation dans son ensemble. L'orientation de ces domaines est importante. Il y a moins d'énergie de champ totale lorsque les domaines sont 1010101010 que lorsqu'ils sont 11111111 ou 00000000. Je suis sûr que tout le monde connaît e = mc ^ 2. Mettre de l'énergie dans les domaines EST-CE QUE signifie masse, même si ce n'est qu'une infime quantité.

Ma physique n’est même pas en train d’essayer d’estimer la masse, mais je suis sûre que c’est au-delà de tout ce que l’échelle la plus sensible pourrait mesurer.

3
Loren Pechtel

Cela dépend de l'endroit où vous faites la pesée. L'une des réponses passe immédiatement à la discussion sur les femtogrammes, qui ne mesurent pas le poids, mais mesurent plutôt la masse.

Sur la lune, les choses pèsent moins, sur Jupiter, elles pèsent plus. Dans l'espace, ils ne pèsent rien.

Donc, la réponse est… dépend.

1
Trey Jackson