WEBVTT

00:00:07.248 --> 00:00:10.821
ลองจินตนาการถึงเครื่องบินโดยสาร
ที่บินอยู่เหนือพื้นโลกเพียง 1 มิลลิเมตร

00:00:10.821 --> 00:00:14.029
ด้วยความเร็วที่จะบินได้รอบโลก
ทุก ๆ 25 วินาที

00:00:14.029 --> 00:00:17.335
แถมต้องนับใบหญ้าทุกใบที่มันบินผ่าน

00:00:17.335 --> 00:00:20.551
ทีนี้ย่อส่วนทุกอย่างลง
ให้เล็กพอที่จะอยู่ในมือของคุณ

00:00:20.551 --> 00:00:24.305
และคุณก็จะได้สิ่งที่เทียบเคียง
กับฮาร์ดดิสก์ในปัจจุบัน

00:00:24.305 --> 00:00:28.455
มันคือวัตถุที่อาจจะจุข้อมูลได้มากกว่า
ห้องสมุดสาธารณะในเมืองของคุณ

00:00:28.455 --> 00:00:32.906
แล้วมันจุข้อมูลมหาศาลไว้
ภายในเนื้อที่เล็ก ๆ เช่นนี้ได้อย่างไร

00:00:32.906 --> 00:00:37.122
หัวใจสำคัญของฮาร์ดดิสก์ทุกชิ้น
คือ แผ่นจานที่เรียงซ้อนกัน ที่หมุนด้วยความเร็วสูง

00:00:37.122 --> 00:00:40.525
โดยมีหัวบันทึกบินอยู่เหนือผิว
แต่ละด้านของจานนั้น

00:00:40.525 --> 00:00:46.278
แผ่นจานถูกเคลือบด้วยแผ่นฟิล์มบาง ๆ ที่ก่อขึ้น
จากผลึกขนาดจิ๋วของโลหะที่เป็นสารแม่เหล็ก

00:00:46.278 --> 00:00:49.591
แต่ข้อมูลของคุณนั้นไม่ได้ถูกบันทึกในฮาร์ดดิสก์
ในรูปแบบที่คุณจะมองออก

00:00:49.591 --> 00:00:52.768
มันถูกบันทึกในรูปแบบ
การจัดเรียงตัวของขั้วแม่เหล็ก

00:00:52.768 --> 00:00:55.819
ของกลุ่มผลึกจิ๋วเหล่านั้น

00:00:55.819 --> 00:00:58.169
กลุ่มผลึกแต่ละกลุ่มนั้น เราเรียกมันว่าบิต (bit)

00:00:58.169 --> 00:01:01.121
ซึ่งล้วนมีขั้วแม่เหล็กหันไปในทิศทางเดียวกัน
ทิศใดทิศหนึ่ง

00:01:01.121 --> 00:01:03.596
จากที่ทิศเป็นไปได้ 2 ทิศ

00:01:03.596 --> 00:01:06.805
ซึ่งนั่นก็หมายถึงบิต 0 หรือ 1 นั่นเอง

00:01:06.805 --> 00:01:08.668
ข้อมูลถูกเขียนลงไปบนจานแม่เหล็ก

00:01:08.668 --> 00:01:12.577
โดยการแปลงชุดข้อมูลบิตที่ต่อเนื่องกัน
ให้เป็นกระแสไฟฟ้า

00:01:12.577 --> 00:01:14.994
แล้วป้อนเข้าสู่แม่เหล็กไฟฟ้า

00:01:14.994 --> 00:01:18.613
แม่เหล็กไฟฟ้าชิ้นนี้จะสร้างสนามแม่เหล็ก
ที่แรงพอที่จะเปลี่ยนทิศทาง

00:01:18.613 --> 00:01:21.145
ขั้วแม่เหล็กของเหล่าผลึกโลหะ

00:01:21.145 --> 00:01:24.102
เมื่อข้อมูลเหล่านี้ถูกเขียนลง
บนแผ่นจานแม่เหล็ก

00:01:24.102 --> 00:01:28.843
ฮาร์ดดิสก์ก็จะใช้เซนเซอร์ตรวจสนามแม่เหล็ก
แปลงมันกลับมาให้อยู่ในรูปที่ใช้ประโยชน์ได้

00:01:28.843 --> 00:01:33.468
เช่นเดียวกับที่เข็มของเครื่องเล่นแผ่นเสียง
แปลงร่องขรุขระบนแผ่นเสียงให้เป็นเสียงเพลง

00:01:33.468 --> 00:01:37.634
แต่เราได้ข้อมูลมหาศาลจาก
แค่ตัวเลขหนึ่งและศูนย์ได้อย่างไร

00:01:37.634 --> 00:01:40.300
ก็เอามันมาเรียงกันเยอะ ๆ น่ะสิ

00:01:40.300 --> 00:01:45.246
ตัวอย่างเช่น หนึ่งตัวอักษรนั้น 
นับเป็นข้อมูล 1 ไบต์ ซึ่งเท่ากับ 8 บิต

00:01:45.246 --> 00:01:47.879
และรูปภาพทั่ว ๆ ไปของคุณ
ก็กินเนื้อที่หลายเมกะไบต์

00:01:47.879 --> 00:01:50.865
แต่ละเมกะไบต์ก็คือ 8 ล้านบิต

00:01:50.865 --> 00:01:54.779
และเนื่องจากแต่ละบิตนั้นกินเนื้อที่
บนผิวของจานแม่เหล็กเมื่อมันถูกเขียนลงไป

00:01:54.779 --> 00:01:58.833
เราจึงต้องพยายามที่จะหาหนทางเพื่อที่
จะเพิ่ม ความหนาแน่นเชิงพื้นที่ (areal density)

00:01:58.833 --> 00:02:03.572
ซึ่งวัดกันโดย จำนวนบิตที่สามารถ
บันทึกลงไปในพื้นที่หนึ่งตารางนิ้ว

00:02:03.572 --> 00:02:08.907
ความหนาแน่นเชิงพื้นที่ของฮาร์ดดิส์ในปัจจุบัน
คือประมาณ 600 กิกะบิตต่อตารางนิ้ว

00:02:08.907 --> 00:02:15.524
300 ล้านเท่าของฮาร์ดดิส์ตัวแรก
ที่ IBM สร้างขึ้นเมื่อปี ค.ศ. 1957

00:02:15.524 --> 00:02:17.929
การเพิ่มขึ้นอย่างมหัศจรรย์
ของความจุของฮาร์ดดิสก์

00:02:17.929 --> 00:02:20.732
ไม่ใช่แค่การลดขนาดทุกอย่างให้เล็กลง

00:02:20.732 --> 00:02:22.914
แต่มันเกี่ยวข้องกับนวัตกรรมหลาย ๆ อย่าง

00:02:22.914 --> 00:02:26.153
เทคนิคที่เรียกว่ากระบวนการพิมพ์ลายด้วยแสง

00:02:26.153 --> 00:02:29.847
ช่วยให้วิศวกรย่อขนาดหัวอ่านและหัวเขียนได้

00:02:29.847 --> 00:02:32.767
และแม้ด้วยขนาดที่เล็กลง 
เซนเซอร์ในหัวอ่านนั้นก็ยังมีความไวสูงขึ้น

00:02:32.767 --> 00:02:39.090
โดยการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติทางแม่เหล็ก
และทางควอนตัม ของวัสดุต่าง ๆ

00:02:39.090 --> 00:02:43.384
แถมบิตก็ยังถูกบันทึกให้ชิดกันมากขึ้น
ซึ่งต้องขอบคุณวิธีทางคณิตศาสตร์ต่าง ๆ

00:02:43.384 --> 00:02:46.600
ที่ช่วยกรองเอาสัญญาณรบกวน
และการบิดเบือนของสัญญาณออกไป

00:02:46.600 --> 00:02:51.474
แถมยังสามารถทำนายชุดข้อมูลบิตที่น่าจะเป็นไปได้
มากที่สุดจากสัญญาณที่อ่านขึ้นมาจากจานแม่เหล็ก

00:02:51.474 --> 00:02:54.465
และการควบคุมการขยายตัวทางความร้อนของหัวเขียน

00:02:54.465 --> 00:02:57.548
โดยอาศัยขดลวดความร้อนที่ฝังไว้ใต้หัวเขียน

00:02:57.548 --> 00:03:02.675
ทำให้มันบินใกล้แผ่นจาน
ได้ใกล้กว่า 5 นาโนเมตร

00:03:02.675 --> 00:03:06.661
นั่นเทียบเท่ากับ DNA เพียงแค่สองสาย

00:03:06.661 --> 00:03:08.417
หลายทศวรรษที่ผ่านมา

00:03:08.417 --> 00:03:12.564
การเติบโตอย่างทวีคูณของความจุ
และพลังการคำนวณของคอมพิวเตอร์นั้น

00:03:12.564 --> 00:03:15.816
เป็นไปตามรูปแบบที่รู้จักกัน
ในชื่อว่ากฎของมัวร์

00:03:15.816 --> 00:03:23.099
ซึ่งในปี ค.ศ. 1975 ได้มีการทำนายว่า
ความหนาแน่นของข้อมูลจะทวีคูณขึ้นทุก ๆ 2 ปี

00:03:23.099 --> 00:03:25.993
แต่เมื่อความหนาแน่น
เพิ่มถึง 100 กิกะบิตต่อตารางนิ้ว

00:03:25.993 --> 00:03:30.185
การย่อขนาดของผลึกแม่เหล็กให้เล็กลงไปอีก
หรือเขียนบิตให้ใกล้กันมากขึ้น

00:03:30.185 --> 00:03:34.361
ก่อให้เกิดปัญหาใหม่ที่เรียกว่า
ปรากฏการณ์ซูเปอร์พาราแมกเนติก

00:03:34.361 --> 00:03:37.545
ซึ่งเมื่อผลึกแม่เหล็ก
มีปริมาตรเล็กลงจนถึงจุดหนึ่ง

00:03:37.545 --> 00:03:41.476
ทิศทางของขั้วแม่เหล็กของมัน
จะถูกรบกวนด้วยพลังงานความร้อน

00:03:41.476 --> 00:03:44.429
จนอาจเกิดการกลับทิศได้โดยไม่ตั้งใจ

00:03:44.429 --> 00:03:46.714
และนำไปสู่การสูญเสียข้อมูลในที่สุด

00:03:46.714 --> 00:03:50.819
เหล่านักวิทยาศาสตร์ได้แก้ไข้ขีดจำกัดนี้
ด้วยวิธีที่ง่ายเหลือเชื่อ

00:03:50.819 --> 00:03:55.899
โดยการเปลี่ยนทิศขั้วแม่เหล็กจากในแนวขนาน
กับระนาบของจาน เป็นแนวตั้งฉาก

00:03:55.899 --> 00:04:01.225
ทำให้ความหนาแน่นของข้อมูลเพิ่มต่อไปได้
จนเกือบถึง 1 เทราบิตต่อตารางนิ้ว

00:04:01.225 --> 00:04:04.858
ไม่นานมานี้ ขีดจำกัดด้านความหนาแน่น
เชิงพื้นที่ก็ได้ถูกเพิ่มขึ้นไปอีกครั้งหนึ่ง

00:04:04.858 --> 00:04:07.682
โดยการใช้ความร้อน
เพื่อช่วยในการบันทึกข้อมูลเชิงแม่เหล็ก

00:04:07.682 --> 00:04:11.451
เทคนิคนี้ใช้สื่อในการบันทึก
ที่มีความเสถียรต่อการสูญเสียข้อมูลโดยความร้อน

00:04:11.451 --> 00:04:14.889
ซึ่งความเสถียรนี้จะถูกลดลงชั่วขณะ

00:04:14.889 --> 00:04:18.517
โดยใช้เลเซอร์เพื่อให้ความร้อนเป็นจุดเล็ก ๆ

00:04:18.517 --> 00:04:20.535
เพื่อให้ข้อมูลสามารถถูกเขียนลงไปได้

00:04:20.535 --> 00:04:23.557
แม้ว่าฮาร์ดดิสก์ที่ใช้เทคโนโลยีนี้ 
ยังอยู่ในขั้นต้นแบบ

00:04:23.557 --> 00:04:28.295
เหล่านักวิทยาศาสตร์ก็มีกลเม็ดอีกชิ้นหนึ่ง
เตรียมพร้อมไว้แล้ว

00:04:28.295 --> 00:04:30.291
นั่นก็คือ แผ่นจานแม่เหล็ก
ที่ทำลวดลายของบิตไว้แล้ว

00:04:30.291 --> 00:04:35.267
ซึ่งบิตแต่ละบิตจะถูกบันทึกลงในโครงสร้าง
คล้ายเกาะเล็ก ๆ ระดับนาโน

00:04:35.267 --> 00:04:40.303
ซึ่งด้วยวิธีนี้คาดกันไว้ว่าจะช่วยเพิ่ม
ความหนาแน่นขึ้นไปถึง 20 เทระบิต ต่อ ตารางนิ้ว

00:04:40.303 --> 00:04:41.780
หรือสูงกว่านั้น

00:04:41.780 --> 00:04:46.247
ต้องขอบคุณความพยายามของเหล่าวิศวกร

00:04:46.247 --> 00:04:48.014
นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุ

00:04:48.014 --> 00:04:49.976
และนักฟิสิกส์ควอนตัม หลายชั่วรุ่น

00:04:49.976 --> 00:04:53.019
ที่ช่วยทำให้อุปกรณ์อันทรงพลัง
และความแม่นยำอันน่าทึ่งนี้

00:04:53.019 --> 00:04:55.814
หมุนติ้วอยู่ในมือของคุณ