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 réellement les données sur le disque? Comment cette valeur a-t-elle changé avec l'augmentation de la densité des disques?

La densité du disque dur est mesurée en bits par pouce carré, les plus élevés étant actuellement (5/2013) 750 gigabits par pouce carré. Cela signifie qu'un gigaoctet de données occupera environ 6,88 millimètres ² . Le poids d'une zone d'un plateau se compose du substrat (généralement du verre et de la céramique) et de la couche magnétique qui contient réellement les grains magnétiques stockant les données. La couche magnétique est généralement constituée d'un alliage principalement de cobalt d'une épaisseur de 10-20 nm. En supposant une épaisseur de 10 nm pour faciliter les calculs, cela nous donne environ 6,88 * 10 ¹³ nm ³ de matériau de couche magnétique pour un gigaoctet.

Compte tenu de la densité du cobalt, cela signifie que nous pouvons approcher le poids à 0,612471 microgramme.

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

Mise à jour 2012: il s'agit uniquement de disques qui sont actuellement livrés - il y a beaucoup de bruit à propos de Seagate atteignant récemment 1 térabit par pouce carré, mais il s'agit d'une démonstration technologique et qui n'est pas encore livrée.

Mise à jour 2013: Il semble que la densité surfacique des plateaux de disques durs stagne, selon un rapport intéressant d'IBM sur le sujet de la densité surfacique . TDK dit qu'ils peuvent approcher les 1.5Tbits / pouce ² marque , mais ils ne seront pas visibles sur le marché jusqu'en 2014. Le Seagate technologie vantée dans l' an dernier est censé apparaître en 2014 ainsi . L'année prochaine devrait être passionnante pour le poids des gigaoctets.

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

• 2009: densité surfacique 400 Gbit / in ² = 1,1518 microgrammes (réf)
• 2010: densité surfacique 541,4 GBit / in ² = 0,84817 microgrammes (réf)
• 2011: densité surfacique 625 GBit / in ² = 0,734966 microgrammes (réf)
• 2012: densité surfacique 744 GBit / in ² = 0,617411 microgrammes (réf)

Les données conservées sur un disque n'augmentent pas le poids du disque. Les seules différences de poids sur les disques seraient dans la taille globale du disque (exemple: les disques durs ordinaires sont plus grands que les disques durs portables en termes de taille et généralement de masse, et les disques de plus grande taille peuvent avoir plus de plateaux pour contenir des données que les plus anciens) lui-même et dans les matériaux utilisés pour fabriquer le disque.

Les données sont stockées en commutant la polarité magnétique sur le disque, et non 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 à un endroit où la gravité est plus forte ou plus faible, comme la lune).

Changer la polarité d'un disque dur, c'est comme tourner un aimant pour que les pôles nord et sud soient commutés. Il n'est pas analogue à la création d'un ion (retirer ou ajouter des électrons d'un atome pour lui donner un caractère positif ou négatif). Cela pourrait théoriquement ajuster la masse du disque, mais à toutes fins utiles, les électrons n'ont pas de masse (si infiniment petite qu'elle apparaît presque au moins), vous êtes donc de retour à la case départ si le disque fonctionnait d'une manière ou d'une autre de cette manière, ce qu'il ne fait pas.

Sur le disque, un bit individuel ne pèse rien, c'est juste un changement de polarité magnétique; voir la réponse de TheTXI pour une explication plus élaborée de cela.

Dans RAM, cependant, les bits sont constituées d'électrons (ou leur absence) et ils n'ont une masse qui est environ 9,10938215 × 10 ^-31 kg. Donc, pour un GiB de mémoire, en supposant une distribution égale pour zéro et un bit, nous nous déplaçons

4294967296 n × 9.10938215 × 10 ⁻³¹ kg

4294967296 serait le nombre d'un bit en mémoire (supposé être 50%) et n serait le nombre d'électrons qui sont en moyenne dans un bit. J'ai trouvé une source ¹ qui a spécifié ce nombre vers 10 ⁵ .

Nous pouvons donc donner une estimation de la masse qu'aurait 1 Go (ou 1 Go) de mémoire:

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

1 Gio, entièrement rempli de ≈ 7,82 × 10 ^-16 kg = 782 femtogrammes

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

1 Go, complètement rempli de ≈ 7,29 × 10 ⁻¹⁶ kg = 729 femtogrammes

Donc, en général, vous pouvez supposer que ce poids est assez imperceptible (ou, avec des disques durs, il est carrément inexistant).

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

Réponse pas sérieuse

Cela dépend de la taille de la police dans laquelle votre texte est enregistré. La police à 24 points est très lourde, tandis que la police à 8 points est assez légère. Le texte en gras augmente également le poids, et vous devez éviter d'enregistrer beaucoup de texte en italique, car tous les caractères se penchent vers la droite, ce qui change la façon dont le disque tourne.

Réponse sérieuse

Les données n'ont pas de masse.

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 le savons, il utilise un stockage magnétique et non une charge électrique (qui pèserait quelque chose), alors la bonne réponse est 0.

Cela dépend des données.

Oui, les disques durs stockent les données en inversant les pôles dans les domaines magnétiques du disque - à première vue, cela signifie que rien n'est ajouté ou soustrait et donc aucun poids.

Mais ce n'est pas tout. 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 l' énergie dans les domaines DOES masse moyenne, mais incroyablement petite quantité de celui - ci.

Ma physique n'est même pas en mesure d'essayer d'estimer la masse, mais je suis sûr qu'elle dépasse tout ce que l'échelle la plus sensible pourrait éventuellement mesurer.

Cela dépend de l'endroit où vous effectuez la pesée. L'une des réponses passe immédiatement à la discussion des femtogrammes, qui ne sont pas une mesure de poids, mais plutôt une mesure de 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.