하드 드라이브는 우리 생활 어디에서나 볼 수 있지만, 모든 사람이 하드 드라이브가 저장되는 방식과 원리를 이해하는 것은 아닙니다.
비행기 한 대가 지구 1 mm 의 높이에서 비행하며 25 초마다 지구를 한 바퀴 돌며 표면의 모든 인치를 덮는다고 상상해 보세요.
손바닥 크기로 축소하면 현지 도서관보다 더 많은 정보가 들어 있는 현대 하드 드라이브와 비슷한 것을 얻을 수 있습니다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 예술명언)
그렇다면 어떻게 이렇게 작은 공간에 이렇게 많은 정보를 저장할 수 있을까요?
각 하드 드라이브의 중앙에는 대량의 고속 회전 디스크가 있으며, 각 디스크의 표면에는 고속으로 청소된 레코드 헤더가 있습니다.
각 디스크는 육안으로 구분할 수 없는 형태로 존재하는 얇고 작은 자화 금속 입자로 덮여 있습니다.
많은 작은 입자들로 이루어진 자화 패턴이 기록되어 데이터를 형성합니다.
각 그룹 (비트라고도 함) 은 모든 입자가 자기적으로 배열되어 0 또는 1 에 해당하는 두 가지 상태 중 하나를 형성합니다.
전자석을 통해 비트 정보를 전류로 변환하면 하드 드라이브에서 데이터를 읽고 쓸 수 있다.
이 자석은 강한 자기장을 만들어 금속 입자의 자성을 바꾸기에 충분하다.
정보가 디스크에 기록될 때 드라이브는 축음기 바늘이 레코드 라인을 음악으로 변환하는 것과 비슷한 자기 판독기를 사용하여 의미 있는 형식으로 복원합니다.
그런데 어떻게 0 과 1 에서 이렇게 많은 정보를 얻었습니까?
사실 많은 0 과 1 의 조합이다.
예를 들어, 1 바이트, 즉 8 비트는 한 글자를 나타낼 수 있습니다. 사진당 평균 몇 조, 조당 800 만 비트에 해당한다.
각 사람은 디스크의 물리적 표면에 써야 하기 때문에 디스크 자기 기록 밀도를 높이거나 제곱 센티미터당 수용할 수 있는 자릿수를 늘리는 방법을 찾고 있습니다.
현대 하드 드라이브의 자기 기록 밀도는 평방 센티미터당 약 93 기가비트로 1957 년 IBM 의 첫 번째 하드 드라이브의 3 억 배에 달했다.
스토리지 용량의 급격한 증가는 모든 것을 축소했기 때문만이 아니라 많은 혁신적인 기술을 포함하고 있습니다.
박막 리소그래피라는 기술을 통해 엔지니어들은 리더를 축소할 수 있다.
사이즈 외에 독자는 물질의 자성과 양자 특성을 활용한 새로운 발견을 통해 더욱 민감해질 수 있다.
수학 알고리즘의 출현은 비트 배열을 더욱 촘촘하게 만들고 전자기 간섭으로 인한 소음을 필터링하고 대량의 다시 읽기 정보에서 가장 가능성이 높은 비트 순서를 찾을 수 있다.
자기 레코더 아래에 히터를 배치하여 헤드의 열팽창을 제어하여 디스크 표면의 5nm 범위 내에 떠 있을 수 있도록 합니다. 이는 약 두 DNA 체인의 너비입니다.
지난 수십 년 동안 컴퓨터의 스토리지 용량과 성능은 무어의 법칙이라는 모델에 따라 크게 향상되었으며 무어의 법칙은 정보 밀도가 1975 년에 2 년마다 두 배로 증가할 것으로 예측했습니다.
그러나 15.5 기가비트가 제곱센티미터당15.5 기가비트를 넘으면 자성 입자가 계속 수축하거나 더 꽉 막히면' 초자성 효과' 가 발생한다.
즉, 자성 입자의 부피가 너무 작을 때, 그 자성은 열 에너지의 방해를 받기 쉬우므로 비트 취향이 혼란스럽고 데이터가 손실되는 것이다.
과학자들은 아주 간단한 방법으로 이 문제를 해결했습니다.
자기 레코드 방향을 수평에서 수직으로 변경하여 자기 레코드 밀도를 제곱 센티미터당 0. 155 테라바이트 (1000 기가바이트) 에 가깝게 늘립니다.
최근 열 보조 자기 기록 기술을 통해 자기 기록 밀도를 높였다.
이 기술은 열적으로 안정적인 기록 매체를 사용하여 로컬 레이저 가열을 통해 일시적으로 자기 저항을 줄여 데이터 쓰기를 가능하게 합니다.
이러한 드라이브 디스크는 아직 프로토타입 단계에 있지만 과학자들은 비트 규칙 미디어라는 새로운 트릭을 했습니다.
비트의 해당 위치는 제곱 센티미터 당 3. 1 타이 바이트의 자기 기록 밀도 또는 그 이상을 실현할 수 있는 별도의 나노 치수 구조에 배열됩니다.
여러 세대의 엔지니어, 재료 과학자, 양자 물리학자들이 함께 노력한 결과, 이 기능은 믿을 수 없을 정도로 강력하며 매우 정확한 가제트가 손바닥에서 회전할 수 있게 되었습니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언)
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