¿Cuánto pesa físicamente un gigabyte de datos en un disco duro?

¿Cuál es el peso físico de un gigabyte de memoria / almacenamiento? Digamos que esto está en un disco duro.

¿Cuál es el peso asociado con los átomos que realmente almacenan los datos en el disco? ¿Cómo ha cambiado este valor a medida que aumenta la densidad de los discos?

La densidad del disco duro se mide en bits por pulgada cuadrada, la mayor de las cuales son actualmente (5/2013) 750 gigabits por pulgada cuadrada. Esto significa que un gigabyte de datos ocupará aproximadamente 6.88 milímetros ² . El peso de un área de un plato consiste en el sustrato (generalmente vidrio y cerámica) y la capa magnética que en realidad contiene los granos magnéticos que almacenan los datos. La capa magnética generalmente está hecha de una aleación de cobalto en su mayoría de 10-20 nm de espesor. Suponiendo un grosor de 10 nm para facilitar las matemáticas, esto nos da aproximadamente 6.88 * 10 ¹³ nm ³ de material de capa magnética para un gigabyte.

Dada la densidad del cobalto, esto significa que podemos aproximar el peso a 0.612471 microgramos.

No estoy seguro de cuánto pesa el sustrato, pero es casi seguro que es más que eso.

Actualización de 2012: se trata de unidades que se están enviando ahora: hay muchas dudas acerca de que Seagate llegó a 1 terabit por pulgada cuadrada recientemente, pero esa es una demostración técnica y todavía no se envía.

Actualización 2013: Parece que la densidad de área de los discos del disco duro se está estancando, según un interesante informe de IBM sobre el tema de la densidad de área . TDK dice que pueden acercarse a los 1.5Tbits / pulgada ² marca , pero no van a aparecer en el mercado hasta el año 2014. La tecnología Seagate promociona en el año pasado se supone que aparecen en 2014, así . El próximo año debería ser emocionante para el peso de gigabytes.

Anteriormente en "¿Cuánto pesa un gigabyte en un disco duro?"

• 2009: Densidad de área 400 Gbit / in ² = 1.1518 microgramos (ref)
• 2010: Densidad de área 541.4 GBit / en ² = 0.84817 microgramos (ref)
• 2011: Densidad de área 625 GBit / en ² = 0.734966 microgramos (ref)
• 2012: Densidad de área 744 GBit / en ² = 0.617411 microgramos (ref)

Los datos guardados en un disco no aumentan el peso del disco. Las únicas diferencias de peso en los discos estarían en el tamaño general del disco (por ejemplo: los discos duros normales son más grandes que los discos duros portátiles en términos de tamaño y, por lo general, de masa, y los discos de mayor tamaño pueden tener más platos para almacenar datos que los más antiguos). en los materiales utilizados para hacer el disco.

Los datos se almacenan cambiando la polaridad magnética en el disco, no agregando o restando algo de la sustancia real. Un disco lleno tendrá la misma masa y, por lo tanto, pesará lo mismo (suponiendo que no mueva el disco a un lugar donde la gravedad sea más fuerte o más débil, como la luna).

Cambiar la polaridad de un disco duro es como girar un imán para cambiar los polos norte y sur. No es análogo crear un ion (eliminar o agregar electrones de un átomo para darle un valor positivo o negativo). En teoría, eso podría ajustar la masa del disco, pero para todos los efectos, los electrones no tienen masa (tan infinitamente pequeña que casi parece que al menos), por lo que volverá al cuadrado uno si el disco funciona de alguna manera de esta manera, que no lo hace.

En el disco, un bit individual no pesa nada, es solo un cambio en la polaridad magnética; Vea la respuesta de TheTXI para una explicación más elaborada de esto.

En RAM, sin embargo, los bits se componen de electrones (o la falta del mismo) y hacer tener una masa que es aproximadamente 9,10938215 × 10 ^-31 kg. Entonces, para un GiB de memoria, suponiendo una distribución igual para cero y un bit, obtenemos

4294967296 n × 9.10938215 × 10 ⁻³¹ kg

4294967296 sería el número de un bit en la memoria (se supone que es 50%) yn sería el número de electrones que están en promedio en un bit. Encontré una fuente ¹ que especificaba este número alrededor de 10 ⁵ .

Por lo tanto, podemos dar una estimación de la masa que tendría 1 GiB (o 1 GB) de memoria:

1 GiB, medio lleno de unos ≈ 3.91 × 10 ⁻¹⁶ kg = 391 femtogramas

1 GiB, completamente lleno de Ones ≈ 7,82 × 10 ^-16 kg = 782 femtogramos

1 GB, medio lleno de unos ≈ 3.64 × 10 ⁻¹⁶ kg = 364 femtogramas

1 GB, completamente lleno de unos ≈ 7.29 × 10 ⁻¹⁶ kg = 729 femtogramas

Por lo tanto, en general, puede suponer que el peso es bastante imperceptible (o, con discos duros, francamente inexistentes).

¹ Estas diapositivas de la conferencia, pero están en alemán.

Respuesta no seria

Depende del tamaño de fuente en el que se guarde el texto. La fuente de 24 puntos es muy pesada, mientras que la de 8 puntos es bastante ligera. El texto en negrita también aumenta el peso, y debe evitar guardar mucho texto en cursiva, porque todos los caracteres se inclinan hacia la derecha, lo que cambia la forma en que gira el disco.

Respuesta seria

Los datos no tienen masa.

La respuesta correcta es 0. No preguntó cuánto disco duro se necesita para almacenar 1 GB, preguntó cuánto pesa 1 GB en un disco duro. Como sabemos, utiliza almacenamiento magnético y no una carga eléctrica (que pesaría algo), entonces la respuesta correcta es 0.

Depende de los datos.

Sí, los discos duros almacenan datos volteando polos en dominios magnéticos en el disco; a primera vista, esto significa que no se agrega ni resta nada y, por lo tanto, no pesa nada.

Sin embargo, esa no es la imagen completa. La orientación de esos dominios es importante. Hay menos energía de campo total cuando los dominios son 1010101010 que cuando son 11111111 o 00000000. Estoy seguro de que todos están familiarizados con e = mc ^ 2. Poner energía en los dominios HACE masa media, aunque una muy pequeña cantidad de ella.

Mi física ni siquiera está tratando de estimar la masa, pero estoy seguro de que está más allá de cualquier cosa que la escala más sensible pueda medir.

Depende de dónde pesas. Una de las respuestas salta inmediatamente a discutir los femtogramas, que no son una medida de peso, sino que miden la masa.

En la luna las cosas pesan menos, en Júpiter pesan más. En el espacio no pesan nada.

Entonces, la respuesta es ... depende.