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硬盘装满电影会变重吗?

硬盘装满电影会变重吗?

作者: 背叛大脑 | 来源:发表于2018-04-03 20:20 被阅读0次
一个装满电影的硬盘比一个空硬盘更沉吗?

这个问题早在20年前的国家计算机等级考试最初级的考试里就出现了,那时候考试的正确答案是两个硬盘一样重,但这个答案放在现在就变成不一定了。

具体说来,我们还得多问一句,你指的是什么类型的硬盘?

这是什么意思呢,因为大约在2010年左右,一种新型硬盘在市场上出现了,叫做固态硬盘,咱们一般用英文缩写叫做SSD。

所以最初那个问题的答案是,如果是实盘的话,重量不变,如果是SSD硬盘的话会变重一些。

国家计算机等级考试之所以把这个问题作为最初级的去考,就是因为这个考试是为了让人们对计算机有最最基本的了解,对计算机完全不了解的人,以为往硬盘里装软件和往袋子里装香蕉一样,当然是越装越满,越来越重了。

但是磁硬盘不是这样的,我们也可以仔细想想,这个磁盘外面都包裹着严密的金属外壳了,任何缝隙都没有,你又没把什么东西塞进去,所以它的重量不太可能有什么变化。磁硬盘能存储数据靠的是里面的磁铁的方向改变。

我们知道,一个长条形状的磁铁有南极和北极两个端,我们规定一种代表0,另一种代表1,然后通过01不同的组合代表不同的意义,只要磁铁足够多,我们就能用它们排列的顺序代表所有的信息,数据就是这样存在磁硬盘中的。

磁硬盘里这种小磁铁每一个都小到肉眼都不可见,在一个巴掌大小的圆盘上可能要有上万亿个小磁铁。我们往磁硬盘里存电影的时候,小磁条方向就根据程序改变,于是电影就这样存进去了。

如果我们用一袋子香蕉来比喻呢,装满电影的硬盘相当于你提着一袋子香蕉,但是这些香蕉有的横着有的竖着,而一个全空的硬盘相当于你提着一个袋子,里面装的香蕉都是竖着排列整齐的,它们的重量是完全相等的,只是里面香蕉的排列不一样而已。

而SSD就不一样了,他记录数据的原理还真跟往袋子里装香蕉差不多,SSD 里面也有上万亿个小单元,但每个单元具体是0还是1,全要看这个单元里装了多少个电子,比如装进去一百个电子后,这个单元就代表1了,低于这个数值就代表0,所以对SSD来说,它里面存的数据有多重,取决于它存了多少个电子。

那么店子有多重呢?

我们用公斤去理解的话,大约是这样的,一个电子式0.000000……9公斤,30个零,数据中的多少和用多少电子记录它有个换算,过程就不具体说了,如果用咱们家里常用的硬盘来说, 2TB的数据至少要用2×10∧13个电子。质量大约就是0.0000000000002公斤,12个零。这么小的数字,谁都没有概念。

我们来举个例子,我查了一下,世界上最大的船叫海洋和悦号,有20多层楼那么高,四个足球场那么大,上面可以住9000人。如果这艘20万吨级的巨轮是我们的SSD硬盘,那数据装满后,相当于在它原有基础上添加了一片感冒药。

所以即便SSD装满了数据会让硬盘更重,但这个重量变化,我们即便用两三千块钱的高级天平去称,也称不出来。真正想测出重量上的差异,人类几乎还没有办法,因为干扰因素太多,比如任何一个灰尘落在上面,就已经比数据多少引起的差异还要大几万倍了。

1956年IBM把世界上第一块硬盘交付使用,其实它一直没能整体出售,因为价格实在太贵,所以只能以租用的方式商业化,当时租金3200美元一个月,但那时的美元非常值钱,核算到今天大约十几万人民币一个月,这块硬盘容量是5M。

其实我们如果回想一下,能用更小的代价,更小的耗费记录更多的信息,就是我们保存信息的主流方向。

人类最早出现的记录信息是在岩壁上用矿物颜料涂抹上去的,是一些远古人画的画,大概距离现在3万年前,那种方式记录下的东西没有移动的可能。

到了距今6000多年前,在亚洲最西边,苏美尔人把楔形文字刻在湿泥上,然后把湿泥巴烤干,这块陶泥板就定型了,可以长久保留,但一块陶泥板也有一公斤到几公斤重,上面只能记录几百个字。

后来记录文字的载体越来越轻巧,羊皮卷,纸张,直到发展到用磁性的南北极特性来记录。

从前需要一个体育馆,才能装下的整个国家的藏书,只需要一两公斤的硬盘就可以装下了,而且这也只是我们保存信息的过程里的中间一步,今后我们还会用更小的代价保存更多的信息。

那我们能把效率提高到什么地步呢?

其实在我们体内就有个现成的,非常优秀的例子,那就是DNA,人体里几乎每个细胞都有一套DNA,一套DNA数据是3GB左右,而一克的DNA里的数据需要300多块2TB的硬盘。

人体有多少克DNA呢?

大约200克。

所以如果我们能达到生物,利用DNA的水平去记录数据,数据保存的密度还能提升几万倍。

这是令人欣慰的地方,但也有一些让人不安的地方,那就是:

新的保存方式稳妥吗?

那些陶泥板虽然很笨重,但可以保证经历6000多年还可以清晰地读取。但存在磁硬盘里的内容就算妥善的保管,200年后那数万亿个小磁铁还是不是老老实实按当年的方向排列,真的不好说了。

总结一下

当我们回看1956年的硬盘的容量和价格,就能体会到,我们现在使用的数据资源在50年前都是极其奢侈的,之所以能走到今天这种程度,其实就是工程师们把磁存储技术发挥到极致。

生活中很多基础设施都有这个规律,原理上早早就成熟,但在应用层面上在不断突破技术极限,一次次超出普通人的理解范围。


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