¿Es un disco duro más pesado, en una cantidad increíblemente pequeña, cuando está lleno? ¿Qué pasa con la memoria flash?

Sí, si mi comprensión de este artículo es correcta:

Cuando un lector electrónico está cargado de libros, ¿aumenta de peso?

(Espero que NY Times sea una fuente aceptable, incluso si no es académica)

En el artículo vinculado, John D. Kubiatowicz, profesor de ciencias de la computación en la Universidad de California, Berkeley, dice que para un Kindle con memoria de 4 Gigabytes, esto significaría un aumento brusco en el peso de 10 ^ –18 gramos.

Para su situación, supongamos que un disco duro de 1TB, esto significaría

(1024Gb / 4Gb) * (10 ^ -18 gramos) = 2.56 × 10 ^ -16 gramos. Así que ciertamente menos de lo que podrías sentir.

Si bien originalmente pensé que esto sería porque el almacenamiento usaría electrones adicionales, el artículo del profesor Kubiatowicz dice lo contrario:

Aunque el número total de electrones en la memoria no cambia a medida que cambian los datos almacenados ”, dijo el Dr. Kubiatowicz, los atrapados tienen una energía más alta que los no atrapados. Una estimación conservadora de la diferencia sería 10 ^ –15 julios por bit.

Como deja en claro la ecuación E = mc2, esta energía es equivalente a la masa y tendrá peso.

Tengo entendido que los dispositivos Kindle usan memoria flash para almacenamiento y, por lo tanto, el artículo vinculado también debería ser aplicable a los casos que involucran memoria flash.

Pero nuevamente, estamos asumiendo que las piezas son 100% eficientes y no arrojan calor. Ninguna de esas cosas es verdad.

Supongamos que tengo dos bits uno al lado del otro, (0,0) y (0,1), y supongamos que estos están representados por dos dominios magnéticos alineados (Norte, Norte) y (Norte, Sur). El campo parásito del primer bit interactuará con el campo del segundo bit, y costará un poco más de energía tener las configuraciones donde los campos en los bits adyacentes son paralelos en comparación con antiparalelos. Entonces, si pone a cero un disco (y establece todos los dominios en Norte), entonces, en principio, tendría una masa infinitamente mayor que si cada par de bits adyacentes alternara su alineación magnética.

Podríamos estimar un límite superior para la diferencia de masa debido a este efecto.

Sabemos que el estado del disco es estable a temperatura ambiente, y la temperatura ambiente corresponde a una energía térmica de kT = 25meV. Por lo tanto, dos bits adyacentes no pueden ganar más de kT volteando, o las excitaciones térmicas causarían que el disco se ponga a cero espontáneamente. (y la energía de interacción debe ser más como 1 / 100kT para que ningún par de bits se voltee durante la vida útil de la unidad).

Supongamos que tiene un disco duro de 1TB y aproximadamente 8 * 10 ^ 15 bits. Llámalo 10 ^ 16 bits en aras de la discusión. Entonces sabemos que la energía total que se puede almacenar para un disco que lee (000000000 …) versus (0101010101010 …) no es más que
10 ^ 16.kT = 10 ^ 16 * 0.025 * 1.6 * 10 ^ -19 Julios = 4 * 10-5 Julios.

De Einstein, E = mc ^ 2, entonces m = E / c ^ 2 = 4 * 10 ^ -5 / (3 * 10 ^ 8 * 3 * 10 ^ 8) = 4 * 10 ^ -19 gramos. ¡Esta es una masa muy pequeña! Es casi lo mismo que 20,000 átomos de carbono. Menos que un virus, más que un buckyball.

No, el peso de un disco duro no aumenta si almacenamos más datos.

El disco duro está rígidamente montado de forma permanente en una unidad de disco que se utiliza para almacenar y recuperar datos, también llamada Unidad de disco, Unidad de disco duro y Unidad de disco duro. Esto fue introducido por primera vez en 1954 por el equipo de IBM dirigido por Reynold B. Johnson (1906-1998), un inventor estadounidense y pionero de la informática.

La adición de datos o grabación de datos o en una grabación magnética de palabra perfecta en el disco duro se basa en dos principios básicos dados por Paulsen. El primer principio es que “el imán produce campos magnéticos muy fuertes en los polos que se pueden usar para leer información ” y el segundo es que ” la polaridad del imán cambia por sí misma al aplicar campos externos “.

Para leer y escribir en el disco duro, el dispositivo de grabación debe tener un medio de grabación para almacenar información que se conoce como Platter, un cabezal de escritura para producir campos magnéticos localizados (para escribir información) conocido como Head, y un sensor de lectura para convertir El campo magnético de los medios a señales de señales eléctricas (voltaje) (información de lectura). Los otros componentes incluyen husillo, brazo del actuador, eje del actuador, actuador, conector de alimentación, conector de puente, conector IDE. La capacidad, la velocidad de datos internos (medios) y, en última instancia, el precio por unidad de capacidad están determinados por la densidad de área de las unidades de disco.

El material del plato generalmente requiere una sustancia muy lisa y rígida. La sustancia más utilizada es una aleación de aluminio y está recubierta con una capa delgada de material magnético con recubrimiento de carbono para protegerla. Cada plato se ha dividido en muchas pistas y sectores y necesita dos cabezales de lectura / escritura, uno a cada lado. La cabeza generalmente está hecha de material ferromagnético envuelto con alambre. Mientras el plato gira, las cabezas nunca tocan la superficie del plato, sino que mantienen una distancia de aproximadamente menos del grosor de un cabello o menos de la millonésima de pulgada. Se produce un fuerte campo magnético entre la cabeza y el plato para leer o escribir la información.

Hay dos formas de almacenar información Grabación magnética longitudinal y Grabación magnética perpendicular. En la anterior, la magnetización que se encuentra longitudinalmente (paralela a la superficie del disco) se utiliza para almacenar información. La cabeza escribe los datos cambiando la magnetización de la sección específica de la capa magnética del plato y lee los datos midiendo la polarización magnética . A medida que la cabeza pasa a través de la sección magnetizada del plato, mide los cambios en la dirección de los polos magnéticos.

De acuerdo con la ley de Faraday ” Un cambio en la magnetización produce un voltaje en bobinas cercanas “. A medida que pasa, registre el pico de voltaje (variación transitoria en voltaje o corriente). Los picos de voltaje con positivo y negativo están representados por uno y sin pico de voltaje representa cero. Los datos se almacenan o leen en estos dígitos binarios de cero y uno . A medida que la cabeza se acerca al disco, su campo magnético cubre menos área, lo que permite que más sectores de información se acumulen en la superficie. Por lo tanto, los datos se almacenan o leen solo cambiando la polaridad magnética en el plato, no agregando ningún electrón o átomo o cualquier tipo de sustancia sobre él, por lo tanto, no hay posibilidad de aumento de peso de todos modos.

Referencias

1) Piramanayagam, N, S; Medios de grabación perpendiculares para unidades de disco duro; J. Appl. Phys; 2007, 102, 011301; doi: 10.1063 / 1.2750414;

2) Grochowski, E y Halem, D, R; Impacto tecnológico de las unidades de disco duro magnético en los sistemas de almacenamiento; IBM Systems Journal; 2003; 42 (2); 338-346

3) Goglia, R, P; Berkowitz, J; Hoehn J; Xidis, A; Stover, L; Aplicaciones de carbono tipo diamante en cabezales de grabación de disco duro de alta densidad; Diamante y materiales relacionados; 2001; 10; 271-277

4) http://www.data-master.com/HeadC …

Las unidades flash usan compuertas flotantes, que actúan como pequeños cubos para contener electrones. En muchas unidades flash utilizan una condición de depósito completo para indicar cero y un depósito vacío para indicar uno. Entonces, la mayor diferencia en masa para una unidad flash de este tipo sería la diferencia en la masa de electrones entre un flash de ceros y uno de todos. Averiguar cuántos electrones implica esto requeriría que conozca la capacitancia y el voltaje de activación de las puertas flotantes en una memoria flash. Pero incluso si tuviera un destello enorme que ofreciera un Faradio completo de capacitancia en todas sus puertas flotantes y tuviera una activación de 1V, eso solo sería una diferencia en masa de [matemáticas] 5.7 * 10 ^ {- 9} [/ matemáticas] g.

La información en sí misma puede no tener masa, ya que la información no parece existir por sí misma, sino en relación con los usuarios y el alcance. Por ejemplo, la información “El caballo vuela” no parece ser cierta a menos que en el contexto de los dibujos animados o la mitología griega …
Sin embargo, al codificar información (lo que sea útil para alguien o no), podemos tratar dos fenómenos relacionados con la masa:

• Codificamos información usando algunos estados del sistema; el sistema puede abrirse o cerrarse, y cuando usamos un sistema abierto, sus estados pueden tener una masa diferente. Por ejemplo, en un sistema de votación arcaico, cada votante tiene una canica. Pusieron la canica en la cesta SÍ o en la cesta NO. El peso de cada canasta es directamente el resultado de la elección. Tenga en cuenta que el disco duro es un sistema abierto, y para codificar un archivo, usted usa electricidad, que es una forma de energía, ¡y la energía tiene masa!
• Incluso cuando esperamos tener la misma masa para todos los estados, para cambiar la codificación de un estado a otro, tenemos que usar energía: ¡un sistema salta de un estado a otro consumiendo o liberando energía! Eso significa que durante la codificación de la información utilizando transiciones de estado, los medios de información pueden ser más pesados ​​o más livianos. Después de la codificación, podemos medir la misma masa para los medios que antes de la codificación, sin embargo, podemos registrar un aumento en su valor de masa mientras los medios adquieren un nuevo mensaje (significativo o no, vea mi comentario a la respuesta de William Jackson).

Sí, un disco duro lleno de datos es más pesado que uno vacío

La respuesta es sí, pero por una pequeña cantidad que nunca sería capaz de medir: algo así como 10 (a la potencia −14) g (aproximadamente) para un disco duro típico de ~ 1 TB.

He seguido esta pregunta y la mayoría de las respuestas aquí no dicen un SÍ o un NO directo, pero sí mencionan que habrá una diferencia entre los pesos, aunque la diferencia sería demasiado pequeña para medirla con cualquier instrumento utilizado para pesar el dispositivo. .

Me encontré con un artículo que dice que la entropía de un disco duro vacío es diferente de la entropía de un disco duro lleno, lo que lleva a un cambio en la energía total y, por lo tanto, hace la diferencia.

Entonces, la respuesta a su pregunta es SÍ, pero dado que la diferencia entre no se puede medir, es solo una teoría en este momento. Puede consultar los siguientes artículos para cualquier cálculo matemático y explicaciones o para averiguar cómo se dedujo esta inferencia.

Artículos:

David Z. Intercambio de pila

¿Cuántos datos pesan?

¿Cuántos datos pesan en la memoria Flash?

Y una teoría más del New York Times

Kindle: el peso de la memoria

Descargo de responsabilidad: estas teorías no son mías ni están relacionadas conmigo, están publicadas por otros genios, por lo que no puedo explicar el cálculo realizado en los artículos.

¡¡¡Disfruta leyendo!!!

Por lo que creo, sí.

Aquí está el hecho …

1. Obtenga un DVD EN BLANCO y verifique el color / tono en el No verás ninguna diferencia.

2. Ahora, obtenga un DVD grabado que contenga datos.
Verás la diferencia de color.

La parte ‘a’ tiene datos y la parte ‘b’ está en blanco.

Entonces, según la imagen anterior, ve que después de colocar los datos en DVD, el color del DVD ha cambiado. Eso significa que algunas sustancias químicas (o lo que sea en términos científicos que digamos) han agregado un peso adicional en DVD.

En el disco duro, cuando seguimos poniendo datos adicionales, llenan el espacio hasta el último momento. Cuantos más datos tenga, más cabeza giratoria requerirá fuerza para hacerlo girar y, por lo tanto, cuando haya una fuerza, habrá un cambio de masa. (Ejemplo: 1 kg de peso equivale a alrededor de 9.8 newtons de fuerza, lo leí en algún lugar de Quora)

A eso se me ocurrió pensar que el peso aumenta a medida que aumenta la carga en el disco duro.

ref.Image google

En las unidades de disco, al menos, los datos ya no se registran como 0s y 1s aislados, sino que son enrevesados ​​para que un bloque de datos se extienda en un área significativa con redundancia para que los datos puedan recuperarse aún con corrupción local. Para que haya una nota que podría señalar y decir “esto es un 0” o “esto es un 1”.

Los canales de comunicación usan deliberadamente técnicas de codificación para garantizar que el número de 0s y 1s en el cable esté exactamente equilibrado, de modo que no haya polarización neta en el cable, ya sea inactivo o transportando datos. Ver codificación 8B / 10B.

Mientras que los productos de tipo de memoria a menudo invierten bancos de memoria alternativos, cualquiera que sea un banco, para distribuir las corrientes y los campos asociados con el almacenamiento, de modo que el dispositivo esté siempre en un estado “promedio”.

En otras palabras, en los fabricantes de dispositivos del mundo real se esfuerzan por negar cualquier diferencia que pueda haber entre 0s y 1s.min hecho, iría más lejos: cualquier diferencia que aparezca representa una ineficiencia en el mecanismo de grabación. Si no puedo grabar ambas polaridades con la misma facilidad, mi grabadora está sesgada.

En los discos duros magnéticos y los discos de estado sólido, no notaría una diferencia, piense en los 1 y 0 como las 2 opciones de un interruptor, no importa dónde lo gire por última vez, el interruptor siempre pesará lo mismo.
Los datos ópticos, como en el CD-ROM, pueden ser diferentes, porque hay algunas reacciones químicas reales, pero como están encerrados dentro de las capas de plástico, no creo que haya gases o lo que pueda soltarse y, por lo tanto, perder peso. (El CD-RW funciona con diferentes estados de cristalización en una capa especial, por lo que no hay reacción química real allí).

No tengo una comprensión suficiente de la memoria Flash para teorizar, sin embargo, puedo hacerlo en relación con los discos duros.

El gravitón muy descuidado es una partícula electromagnética, lo que significa que interactuará con los cambios electromagnéticos en una fuente de disco duro.

Si el Drive se ha escrito de tal manera que cada ‘bit’ se registra como cero, entonces, en teoría (aunque no en la práctica *), todos los dominios magnéticos en los platos se alinearán en una dirección, dejando poca interacción con los gravitones. En este estado, el Drive estaría en su punto más ligero.

Si el mismo disco ahora está lleno de todos, cada cambio en el flujo de los dominios magnéticos crea una interacción con los gravitones. En este estado, el Drive estaría en su punto más alto. Dudo mucho que podamos medir alguna diferencia.

* Una unidad llena de ceros todavía requiere pulsos de temporización.

También se podría argumentar que la “importancia” de los datos registrados en una unidad agrega “peso de pensamiento” al dispositivo.

Respuestas interesantes, pero no estoy seguro de que ninguno gane una apuesta de barra.

En el nivel donde ocurre algún cambio en la masa, que todos aceptan estar más allá de la medición física, también podríamos decir que las señales de radio y TV hacen que su centro de entretenimiento en el hogar se vuelva más pesado, o que el haz de una linterna apuntando a una pared hace que la pared se vuelve más pesada.

Y, de hecho, el universo está repleto de cosas que tienen soporte teórico pero no hay evidencia observable.

Todavía.

Y por lo que sé, la explosión de magnetismo que reorganiza los átomos en una bandeja de disco duro crea una pérdida minúscula de material, o de lo contrario el ligero viento de los discos giratorios golpea algo, aquí y allá. Entonces, nya nya nya.

Pero ahora en el mundo donde las cosas PUEDEN medirse, ciertamente podemos decir que no se trata de “peso”, sino de “estado” que está alterado.

Y me quedo con mi historia.

Esta es realmente una pregunta divertida. No, el peso de la unidad nunca cambia.

El almacenamiento digital de ata es como un corredor con puertas cerradas. Cuando guarda valores, básicamente solo está abriendo algunas puertas

Considere una cinta de cassette. ¿Crees que el peso se reduce cuando se borran los datos?

“Este texto adicional es innecesario, pero dado que la gestapo de Quora requiere que mi respuesta sea larga, solo estoy escribiendo estas cosas adicionales para que mi respuesta no deba colapsarse”.

No, porque no estás “agregando” nada. Estás cambiando la orientación de los elementos de los medios magnéticos. El disco ya está tan lleno de “datos” como lo estará siempre que lo obtenga, simplemente reorganice las orientaciones iniciales para representar los datos que considere dignos de recordar.

En la memoria flash, hay electrones atrapados en un transistor de puerta flotante cuando se almacena un “0” lógico. El peso exacto de estos electrones dependerá del diseño de la memoria flash, pero dado que cada electrón pesa aproximadamente 9,11 x 10-31 kg, dudo que la diferencia sea medible por cualquier instrumento utilizado para pesar el dispositivo.

Esta es una profunda pregunta filosófica / física que me había planteado y que he reflexionado durante muchos años.
No voy a entrar en muchos detalles, pero creo que la respuesta es sí.
La respuesta estándar en física es que la información no tiene masa, pero en los muchos análisis que he realizado, generalmente (¿siempre?) Hay una inyección de algo masivo al transferir o codificar información.
Ahora una pregunta relacionada e interesante es ‘¿qué es la información’?
Mi conclusión sobre qué es la información es la representación simbólica de la realidad.
¿Los datos aleatorios deben considerarse información en el contexto de su pregunta? Entonces, una pregunta relacionada sería si el disco duro está lleno de datos puramente aleatorios, ¿pesaría eso de manera diferente a un disco duro lleno de datos ‘significativos’?
Puedo continuar, pero pasaría un tiempo antes de que agotara las posibilidades.
Estoy abierto a más conversación.

El sentido de la pregunta parece ser: ¿La información en un disco duro tiene masa?

La información en un disco duro está codificada en dominios magnéticos; Hay dos estados alineados de información mínima, todos los 1 y todos los 0: estos dos estados deben tener una masa idéntica, con un momento magnético idéntico pero opuesto. Cuando la información se codifica en el disco duro, los dominios se mezclan, por ejemplo, los dominios podrían alternar entre 1 y 0, cancelando los momentos magnéticos.

La pregunta parece transformarse en: ¿es mayor la masa de un disco duro cuando se cancelan los momentos magnéticos netos locales del estado (es decir, se agrega energía para alcanzar este estado)?

Mi instinto: que para cancelar campos invirtiendo dominios adyacentes, se debe agregar energía. Este efecto ocurriría solo cuando se parte de un estado alineado; Si el estado ‘en blanco’ del disco duro estuviera alternando 1’s y 0’s, el efecto sobre la energía a medida que la información cambiara, tendría la apariencia de un ruido de parpadeo 1 / f.

No, uno no pesa más que un cero y el disco de cualquier tipo está lleno de datos aleatorios para comenzar, por lo que cambiarlo no afectará la masa o el peso de manera apreciable.

En realidad, los datos no tienen peso, ya que es un estado de la celda de memoria que es un almacenamiento magnético o de carga. El número de celdas no cambia. Por lo tanto, no hay cambio en la masa. En realidad, los datos pueden estar completamente codificados para el almacenamiento, por lo que lo que cree que son unos y ceros en los datos nativos se almacenan como una serie aparentemente aleatoria de unos y ceros de todos modos.

Un disco “vacío” no está realmente vacío. Contiene, de hecho, exactamente tantos bits como un “disco completo”. La diferencia está en cómo se organizan los bits que son 0 y los que son 1. Resulta que, hasta los detalles más bajos, el número total de cosas “encendidas” y “apagadas” en un disco es casi siempre el mismo (pero están ordenadas de manera diferente). Sin mencionar que, en un disco magnético, tanto el peso “encendido” como el “apagado” son exactamente iguales.

La memoria flash es diferente. Con memoria flash, los 0 y los 1 pesan efectivamente de manera diferente. Pero la diferencia es extremadamente pequeña: miles de millones de miles de millones de terabits aún serían una pequeña fracción de un gramo. Además, dependiendo de cómo esté hecha la memoria, los 1 pueden pesar más o los 0 pueden pesar más (depende si un 0 lógico está representado internamente por la presencia o ausencia de una corriente).

Un disco duro se consideraría “lleno” si contuviera un solo archivo tan grande como su capacidad, y ese archivo sería todo de 0. La plenitud de una unidad no tiene mucho que ver con el contenido real 0 y 1 de los bits almacenados en ella; ciertas configuraciones corresponden a una unidad formateada y completa, algunas otras a una unidad formateada y vacía, y otras a una unidad sin formato o corrupta, y todas estas pueden tener aproximadamente el mismo número de 0 y 1.

Supongo que la pregunta que desea hacer es si un disco duro en un estado en el que cada bit es capaz de almacenar está configurado en 1, es más pesado que la misma unidad que almacena todos los ceros. En las tecnologías de almacenamiento con las que estoy familiarizado, la respuesta sería no, no hay diferencia en el peso físico. Los bits están representados por ciertas orientaciones de campos magnéticos que no deberían tener ningún efecto sobre la masa gravitacional.

Técnicamente si. Reletivly no. No es suficiente para importar. Pero los datos tienen peso, aunque es astronómicamente pequeño. Todo el peso de Internet, con todos sus miles de millones de terabytes o datos, incluida la red profunda, pesa alrededor de 2 onzas, el peso de 2 rebanadas de pan.

Entonces, la diferencia de peso entre un disco duro vacío de 500 GB y un disco duro completo de 500 GB es increíblemente pequeño. Nunca pudimos detectar la diferencia incluso en las escalas de peso atómico más precisas. Pero está allí, tan pequeño que solo Dios mismo puede notarlo.