数据越多硬盘越重?HDD跟SSD各有变重的原因是什么?

有无想过家中电脑的档案数据 , 可能都有重量?不同格式的照片图像、影片视像、音乐声轨、编辑档案、文字文件或表单文件等 , 这些家庭、学业或工作的重要资料皆由0和1二维码组成数据内容 , 都储存于电脑硬盘这必备元件中 。硬盘装满文件数据的重量 , 跟空置时的重量 , 究竟是否存在差异?

数据越多硬盘越重?HDD跟SSD各有变重的原因是什么?

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近日网上流传一篇科普文章 , 广见于数份中文网媒报道 。该论文指出电脑硬盘装入资料 , 可令其变重 。虽然数码档案的资讯是由0和1二维码组成、是虚拟格式;但硬盘始终在用物理形式记录数码资讯 , 既涉及实体 , 其重量便有机会改变 。市面上的电脑硬盘通常不是HDD就是SSD , 原来两种硬盘基于纪录资料原理的差别 , 储满档案后在重量改变方面也有不同表现 。
文章指出 , 传统硬盘HDD以磁极变化纪录储存盘案 , 内含磁性物质 , 借着修改磁性物质的磁极方向来记录数码资讯 。磁极修改前后 , 硬盘也没有物质增减(因为改变的只是磁极) , 所以即使一只HDD容量已爆满 , 重量亦无增加 。然而HDD通电运作时 , 基于“电子有重量” , 所以其重量有变;断电之后 , HDD便恢复原先重量 。
SSD的情况则较复杂 。固态硬盘SSD纪录资料原理跟USB手指一样 , 都是用快闪存储器储存资料 。基于电脑数据二进制 , 快闪存储器是“用电子记录0和1的数码信息” , 而“电子有重量”(虽则实在微不足道 , 推算只有9.109 x 10^-31公斤) , 于是SSD储存盘案越多 , 其实体重量随之增加 。文章又以一个256GB SSD为例说明 , 假如该硬盘储满档案 , 当中有一半位元是“1” , 即是“多了1.1兆粒电子” , SSD重量便会增加10^-18公斤 , 人类却无法凭感官分辨到这个“微乎其微”的重量差别 。
数据越多硬盘越重?HDD跟SSD各有变重的原因是什么?

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“电子数量增加使硬盘变重”一说有争议?“资料改变硬盘重量”另有理论根据?
不少网民指出该科普文章内容可能有误 。此页留言栏便有网民指出 , HDD不管有没有通电 , 都不会改变重量 , 因为电子本身就存在于所有原子中 , 通电产生的电荷虽会推动电子产生位移 , 但就跟水管运作无异:“从入口挤新的(水)进去 , 把旧的(水)从出口挤出来” 。因此硬盘范围内的总质量不变 。SSD同样不会加重 , 因为实际上改变的电位是影响逻辑闸的静态存取方式 , 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的快闪存储器是利用“岛上的电容效应造成的电场来存资讯” , 文章把写入位元的电荷都算成静电是“太夸张” 。他的看法跟上面提到的该位网民略有不同 , 认为SSD硬盘质量或会“稍微上升” 。此属“能量守恒定律”使然:质量增加 , 是因为受到“阀中电容能量造成SSD整体位能稍微上升”所推动 。类似的讨论和见解也可见于另一网页中 。
【数据越多硬盘越重?HDD跟SSD各有变重的原因是什么?】虽然“一个数据单元用一粒电子”之类讲法太粗糙 , 却仍有检讨的余地 。“储存数据多会使硬盘重量增加”之现象并非完全没有根据 。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表示快闪存储器是借着能否“俘获”电子来区分1和0 , 产生位元 , 写入数码资讯 。虽然电子数量不会改变 , 但它们一旦被俘获(资料被储存) , 其能量等级便升高 。而根据“能量守恒定律” , 其重量(质量)也随之增加 。“受俘”电子的能量比未“受俘”的电子?高 , Kubiatowicz对如此差异的保守估计是每Bit 10^-15焦耳 。他又指 , Kindle电子书即使装了几千本书 , 重量也仅增加1阿克(attogram , 即10^-18g)
储存多少资料才会令人感觉到硬盘变重?根据韦伯定律(Weber's law, 表明心理量和物理量之间关系的定律) , 人类可以感知两个物体间的重量差距是5%以上 。以iPhone 6重量129克为例 , 要有6.45克差距 , 我们才能感觉到存在分别 。但现时手机储存的数据量 , 无可能累积到如此大的重量 。