Wie viel wiegt ein Gigabyte an Daten physisch auf einer Festplatte?

Was ist das physische Gewicht von einem Gigabyte Speicher? Nehmen wir an, dies ist auf einer Festplatte.

Welches Gewicht haben die Atome, die die Daten tatsächlich auf der Festplatte speichern? Wie hat sich dieser Wert mit zunehmender Dichte der Festplatten verändert?

Die Festplattendichte wird in Bits pro Quadratzoll gemessen, wobei die höchste derzeit (5/2013) 750 Gigabit pro Quadratzoll beträgt. Dies bedeutet, dass ein Gigabyte an Daten ungefähr 6,88 Millimeter ^{2 benötigt} . Das Gewicht einer Fläche eines Plattentellers besteht aus dem Substrat (normalerweise Glas und Keramik) und der Magnetschicht, die tatsächlich die die Daten speichernden Magnetkörner enthält. Die magnetische Schicht besteht üblicherweise aus einer meistens Kobaltlegierung mit einer Dicke von 10 bis 20 nm. Unter der Annahme einer Dicke von 10 nm , um die Berechnung zu vereinfachen, ergibt dies ungefähr 6,88 × 10 ¹³ nm ³ Magnetschichtmaterial für ein Gigabyte.

Angesichts der Kobaltdichte bedeutet dies, dass wir das Gewicht auf 0,612471 Mikrogramm schätzen können.

Ich bin mir nicht sicher, wie viel das Substrat wiegt, aber es ist mit ziemlicher Sicherheit mehr als das.

Update 2012: Hier geht es nur um Laufwerke, die jetzt ausgeliefert werden. Seagate wird in letzter Zeit häufig auf 1 Terabit pro Quadratzoll angehoben. Dies ist jedoch eine Tech-Demo, die noch nicht vollständig ausgeliefert wurde.

Update 2013: Laut einem interessanten IBM-Bericht zum Thema Flächendichte scheint die Flächendichte von Festplattenplatten zu stagnieren . TDK sagt, dass sie sich der 1,5-TBit / Zoll- ^2- Marke nähern können , aber erst 2014 auf dem Markt erscheinen werden. Die im letzten Jahr angepriesene Seagate-Technologie soll auch 2014 auftauchen . Das nächste Jahr dürfte für das Gewicht von Gigabyte spannend werden.

Bisher bei "Wie viel wiegt ein Gigabyte auf einer Festplatte?"

• 2009: Flächendichte 400 Gbit / in ² = 1,1518 Mikrogramm (ref)
• 2010: Flächendichte 541,4 GBit / in ² = 0,84817 Mikrogramm (ref)
• 2011: Areal Density 625 GBit / in ² = 0,734966 Mikrogramm (ref)
• 2012: Areal Density 744 GBit / in ² = 0,617411 Mikrogramm (ref)

Die auf einer Festplatte gespeicherten Daten erhöhen das Gewicht der Festplatte nicht. Die einzigen Gewichtsunterschiede bei Festplatten bestehen in der Gesamtgröße der Festplatte (Beispiel: Normale Festplatten sind in Bezug auf Größe und typische Masse größer als Laptop-Festplatten, und bei größeren Festplatten können mehr Platten als ältere Daten gespeichert werden) in den Materialien, die zur Herstellung der Scheibe verwendet werden.

Daten werden durch Umschalten der Magnetpolarität auf der Platte gespeichert, nicht durch Addieren oder Subtrahieren von etwas von der tatsächlichen Substanz. Eine volle Scheibe hat die gleiche Masse und wiegt daher das gleiche Gewicht (vorausgesetzt, Sie bewegen die Scheibe nicht an einen Ort, an dem die Schwerkraft stärker oder schwächer ist, wie zum Beispiel auf dem Mond).

Das Umschalten der Polarität einer Festplatte entspricht dem Umdrehen eines Magneten, sodass der Nord- und Südpol vertauscht werden. Es ist nicht analog, ein Ion zu erzeugen (Entfernen oder Hinzufügen von Elektronen eines Atoms, um ihm eine positive oder negative Ladung zu verleihen). Das könnte theoretisch die Masse der Scheibe anpassen, aber in jeder Hinsicht haben Elektronen keine Masse (so unendlich klein, dass es zumindest fast so aussieht), also sind Sie wieder auf Platz eins, wenn die Scheibe irgendwie funktioniert auf diese weise tut es das nicht.

Auf der Platte wiegt ein einzelnes Bit nichts, es ist nur eine Änderung der magnetischen Polarität; siehe TheTXI Antwort für eine ausführlichere Erklärung dafür.

Im RAM sind jedoch die Bits von Elektronen enthalten (oder deren Fehlen) , und sie machen eine Masse haben , die etwa 9,10938215 × 10 ^-31 kg. Für einen GiB Speicher, der für null und ein Bit die gleiche Verteilung annimmt, kommen wir also herum

4294967296 n × 9.10938215 × 10 ⁻³¹ kg

4294967296 wäre die Anzahl von einem Bit im Speicher (angenommen 50%) und n wäre die Anzahl von Elektronen, die im Durchschnitt in einem Bit sind. Ich habe eine Quelle ^{1 gefunden} , die diese Zahl bei ungefähr 10 ⁵ angibt .

Wir können also abschätzen, wie viel Masse 1 GiB (oder 1 GB) Speicher haben würde:

1 GiB, zur Hälfte gefüllt mit Einsen ≈ 3,91 × 10 ^–16 kg = 391 Femtogramme

1 GiB, vollständig gefüllt mit Einsen ≈ 7,82 × 10 ^–16 kg = 782 Femtogramme

1 GB, zur Hälfte gefüllt mit Einsen ≈ 3,64 × 10 ^–16 kg = 364 Femtogramme

1 GB, vollständig gefüllt mit Einsen ≈ 7,29 × 10 ⁻¹⁶ kg = 729 Femtogramme

Im Allgemeinen kann man also davon ausgehen, dass dieses Gewicht ziemlich unauffällig ist (oder dass Festplatten überhaupt nicht vorhanden sind).

¹ Diese Vorlesungsfolien, aber sie sind in deutscher Sprache.

Nicht ernsthafte Antwort

Dies hängt davon ab, in welcher Schriftgröße Ihr Text gespeichert ist. Die 24-Punkt-Schrift ist sehr schwer, während die 8-Punkt-Schrift recht hell ist. Fett gedruckter Text erhöht auch die Gewichtung, und Sie sollten vermeiden, viel Text in Kursivschrift zu speichern, da sich alle Zeichen nach rechts neigen, wodurch sich die Art und Weise ändert, in der sich die Festplatte dreht.

Ernsthafte Antwort

Daten haben keine Masse.

Die richtige Antwort ist 0. Er hat nicht gefragt, wie viel Festplattenspeicher 1 GB benötigt, sondern wie viel 1 GB auf einer Festplatte wiegt. Da wir wissen, dass es sich um einen Magnetspeicher handelt und keine elektrische Ladung (die etwas wiegen würde), lautet die richtige Antwort 0.

Das hängt von den Daten ab.

Ja, Festplatten speichern Daten, indem sie die Pole in magnetischen Domänen auf der Festplatte umdrehen. Auf den ersten Blick bedeutet dies, dass nichts hinzugefügt oder subtrahiert wird und somit kein Gewicht.

Das ist jedoch nicht das ganze Bild. Die Ausrichtung dieser Bereiche ist wichtig. Es gibt weniger Gesamtenergie im Feld, wenn die Domänen 1010101010 sind, als wenn sie 11111111 oder 00000000 sind. Ich bin sicher, dass jeder mit e = mc ^ 2 vertraut ist. Energie in die Domänen zu stecken, bedeutet Masse, wenn auch eine unglaublich kleine Menge.

Meine Physik ist noch nicht einmal in der Lage, die Masse abzuschätzen, aber ich bin sicher, dass sie über alles hinausgeht, was die empfindlichste Skala messen könnte.

Kommt darauf an, wo du wägst. Eine der Antworten springt sofort in die Diskussion von Femtogrammen, die kein Maß für das Gewicht sind, sondern stattdessen die Masse messen.

Auf dem Mond wiegen die Dinge weniger, auf dem Jupiter wiegen sie mehr. Im Weltraum wiegen sie nichts.

Die Antwort ist also ... abhängig.