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数据越多硬盘越重?HDD跟SSD各有变重的原因是什么?

2019-05-11 15:51:55    来历:墨客万博体育官网    阅读次数:    字号:TT

  有无想过家中电脑的档案数据,或许都有分量?不同格局的相片图画、影片视像、音乐声轨、修正档案、文字文件或表单文件等,这些家庭、学业或作业的重要材料皆由0和1二维码组成数据内容,都贮存于电脑硬盘这必备元件中。硬盘装满文件数据的分量,跟空置时的分量,终究是否存在差异?

硬盘越多数据越重?网传HDD跟SSD各有变重原因有何依据?

  近来网上撒播一篇科普文章,广见于数份中文网媒报道。该论文指出电脑硬盘装入材料,可令其变重。尽管数码档案的资讯是由0和1二维码组成、是虚拟格局;但硬盘一直在用物理办法记载数码资讯,既触及实体,其分量便有时机改动。市面上的电脑硬盘一般不是HDD便是SSD,本来两种硬盘依据纪录材料原理的不同,储满档案后在分量改动方面也有不同体现。

  文章指出,传统硬盘HDD以磁极改动纪录贮存盘案,内含磁性物质,借着修正磁性物质的磁极方历来记载数码资讯。磁极修正前后,硬盘也没有物质增减(因为改动的仅仅磁极),所以即便一只HDD容量已爆满,分量亦无添加。但是HDD通电运作时,依据“电子有分量”,所以其分量有变;断电之后,HDD便康复原先分量。

  SSD的情况则较杂乱。固态硬盘SSD纪录材料原理跟USB手指相同,都是用快闪存储器贮存材料。依据电脑数据二进制,快闪存储器是“用电子记载0和1的数码信息”,而“电子有分量”(虽则真实微乎其微,计算只要9.109 x 10^-31公斤),所以SSD贮存盘案越多,其实体分量随之添加。文章又以一个256GB SSD为例阐明,假定该硬盘储满档案,傍边有一半位元是“1”,便是“多了1.1兆粒电子”,SSD分量便会添加10^-18公斤,人类却无法凭感官分辩到这个“微乎其微”的分量不同。

硬盘越多数据越重?网传HDD跟SSD各有变重原因有何依据?

  “电子数量添加使硬盘变重”一说有争议?“材料改动硬盘分量”还有理论依据?

  不少网民指出该科普文章内容或许有误。此页留言栏便有网民指出,HDD不论有没有通电,都不会改动分量,因为电子自身就存在于一切原子中,通电发生的电荷虽会推进电子发生位移,但就跟水管运作无异:“从进口挤新的(水)进去,把旧的(水)从出口挤出来”。因而硬盘范围内的总质量不变。SSD相同不会加剧,因为实践上改动的电位是影响逻辑闸的静态存取办法,而不是真的每1 Bit位元以一粒电子送入/记载。

  同页另一位网民回应说SSD的快闪存储器是运用“岛上的电容效应形成的电场来存资讯”,文章把写入位元的电荷都算成静电是“太夸大”。他的观点跟上面说到的该位网民略有不同,以为SSD硬盘质量或会“略微上升”。此属“能量守恒规律”使然:质量添加,是因为遭到“阀中电容能量形成SSD全体位能略微上升”所推进。相似的评论和见地也可见于另一网页中。

  尽管“一个数据单元用一粒电子”之类讲法太粗糙,却仍有反省的地步。“贮存数据多会使硬盘分量添加”之现象并非彻底没有依据。此学说曾得到科学家理论相佐。

  外媒Inverse网站2016年刊登的一篇文章,介绍了美国加州大学柏克莱分校电脑科学家John D. Kubiatowi的理论。Kubiatowicz标明快闪存储器是借着能否“抓获”电子来区别1和0,发生位元,写入数码资讯。尽管电子数量不会改动,但它们一旦被抓获(材料被贮存),其能量等级便升高。而依据“能量守恒规律”,其分量(质量)也随之添加。“受俘”电子的能量比未“受俘”的电子?高,Kubiatowicz对如此差异的保存估量是每Bit 10^-15焦耳。他又指,Kindle电子书即便装了几千本书,分量也仅添加1阿克(attogram,即10^-18g)

  贮存多少材料才会令人感觉到硬盘变重?依据韦伯规律(Weber's law, 标明心思量和物理量之间联络的规律),人类能够感知两个物体间的分量距离是5%以上。以iPhone 6分量129克为例,要有6.45克距离,咱们才干感觉到存在别离。但现时手机贮存的数据量,无或许累积到如此大的分量。

  Kubiatowicz理论早于2011年获科普界留意,获New York Times报道。出名科普 Youtuber“Vsauce”的短片也引用了Kubiatowicz。

  Vsauce举出日子化例子来解说(或可视为一种推演,不用彻底认同)。一封一般电子邮件包括一段文字和一个附件,巨细约为50K字节(Byte)。1K有1024 byte,1字节有8 Bit,因而此邮件包括409600 Bit。均匀约有一半的Bit是“1”,另一半为“0”,所以有204800个“1”的信息需求电容器来存储,所以一共需求大约80亿粒电子。假定一粒用于数据贮存的电子分量为2 × 10^−30磅,一封50K电邮分量便约为1.6 × 10^−20磅,大约相等于21000粒铅原子的分量。2011年全球网络数据约为5万亿TB,Vsauce依据Kubiatowicz的理论,计算其材料总分量大约同一粒草莓相若。不过网络数据量几年来大幅添加,现时“互联网”的总分量应该已添加好多倍。

  理论终归理论。因为很多数据也只能令硬盘呈现微乎其微的分量改动(究竟电的分量无法用仪器实测),电子形成质量改动的机制亦存在不少商讨地步。《网易科技》就有关论题之文章着重,HDD硬盘通电后电子的运动进程会呈现离散情况,也不免形成电子停留。严厉而言,硬盘分量或许改动,仅仅电脑硬盘(此处指HDD)跟电容晓锁住电子的USB不同,电子虽有分量,却或许仅仅有“较大机率”存在于贮存器中,而非被锁在元件内部。硬盘分量或许会削减,或许会添加,亦有或许保持不变(HDD断电后分量不变是最有或许的)。

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