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?

A densidade do disco rígido é medida em bits por polegada quadrada, a mais alta atualmente (750/2013) 750 gigabits por polegada quadrada. Isso significa que um gigabyte de dados ocupará cerca de 6,88 milímetros ² . 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 10 nm de espessura para facilitar a matemática, isso nos dá cerca de 6,88 * 10 ¹³ nm ³ 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 muitos rumores sobre a Seagate chegar a 1 terabit por polegada quadrada recentemente, mas essa é uma demonstração tecnológica e ainda não está sendo enviada.

Atualização de 2013: Parece que a densidade de área dos discos rígidos está estagnada, de acordo com um interessante relatório da IBM sobre o assunto da densidade regional . TDK diz que eles podem se aproximar dos 1.5Tbits / polegada ² marca , mas eles não vão aparecer no mercado até 2014. A Seagate tecnologia apontado no ano passado é suposto mostrar-se em 2014, bem . 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 / in ² = 1,1518 microgramas (ref)
• 2010: Densidade regional 541,4 GBit / in ² = 0,84817 microgramas (ref)
• 2011: Densidade regional 625 GBit / in ² = 0,734966 microgramas (ref)
• 2012: Densidade regional 744 GBit / in ² = 0,617411 microgramas (ref)

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 HDs de laptops 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, terá o mesmo peso (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 átomo para obter uma carga positiva ou negativa). Teoricamente, isso poderia ajustar a massa do disco, mas para todos os propósitos e propósitos os elétrons - não - têm massa (tão infinitesimalmente pequena que quase parece tão pelo menos), então você voltará à estaca zero se o disco funcionar de alguma maneira desta maneira, o que não acontece.

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

Na RAM, no entanto, os bits são compostos de electrões (ou falta dela) e eles fazem tem uma massa que é 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 fonte ¹ que especificou esse número em torno de 10 ⁵ .

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).

¹ Esses slides da palestra, mas estão em alemão.

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 evite 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.

A resposta correta é 0. Ele não perguntou quanto disco rígido é necessário para armazenar 1 GB, ele perguntou quanto 1 GB de peso 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.

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 para os domínios FAZ massa média, embora incrivelmente pequena quantidade 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.

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 pesam nada.

Então, a resposta é ... depende.