כיצד עובד דיסק קשיח? - קנוואט סננן
-
0:07 - 0:11דמיינו מטוס הטס בגובה מילימטר מעל הקרקע
-
0:11 - 0:14ומקיף את כדור הארץ בכל 25 שניות
-
0:14 - 0:17בעודו סופר כל גבעול של עשב.
-
0:17 - 0:21הקטינו זאת לגודל כף ידכם,
-
0:21 - 0:24וקבלו משהו שווה ערך לדיסק קשיח מודרני,
-
0:24 - 0:28עצם שודאי מסוגל להכיל
יותר מידע מהספריה המקומית שלכם. -
0:28 - 0:33אז איך הוא אוגר כל כך הרבה מידע
במקום כל כך קטן? -
0:33 - 0:37בליבו של כל דיסק קשיח ישנה ערמה של דיסקות
המסתובבות במהירות גבוהה -
0:37 - 0:41עם ראש רישום המרחף מעל כל דיסקה.
-
0:41 - 0:46כל דיסקה מצופה בשכבה
של גרגרי מתכת מגנטית מיקרוסקופיים, -
0:46 - 0:50והמידע שלכם אינו מתקיים שם
בצורה המוכרת לכם. -
0:50 - 0:53במקום, הוא נרשם כתבנית מגנטית
-
0:53 - 0:56המורכבת מקבוצות של גרגרים קטנים אלה.
-
0:56 - 0:58בכל קבוצה, המכונה גם בשם ביט,
-
0:58 - 1:01השדה המגנטי של כל הגרגירים מכוון
-
1:01 - 1:04לאחד משני מצבים אפשריים,
-
1:04 - 1:07המייצגים ערכים של ״0״ ו-״1״.
-
1:07 - 1:09מידע נכתב על גבי הדיסק
-
1:09 - 1:13על ידי המרת מחרוזות הביטים לזרם חשמלי
-
1:13 - 1:15שמוזן דרך אלקטרומגנט.
-
1:15 - 1:19השדה החזק שמשרה מגנט זה
מסוגל לשנות כיוון המיגנוט -
1:19 - 1:21של גרגרי המתכת.
-
1:21 - 1:24ברגע שמידע זה נכתב על גבי הדיסק,
-
1:24 - 1:29נעשה שימוש בראש הקריאה המגנטי
בכדי להפכו חזרה לצורה שימושית, -
1:29 - 1:33ממש כמו מחט הפטיפון שמתרגמת
את חריצי התקליט למוזיקה. -
1:33 - 1:38אבל כיצד ניתן לקבל
כל כך הרבה מידע מ-״0״ ו-״1״? -
1:38 - 1:40ובכן, על ידי כך ששמים הרבה מהם יחד.
-
1:40 - 1:45לדוגמה, אות מיוצגת על ידי בייט אחד,
או שמונה ביטים, -
1:45 - 1:48וגודלה של תמונה ממוצעת
הוא כמה מגה-בייטים, -
1:48 - 1:51שכל אחד מהם מונה 8 מיליון ביטים.
-
1:51 - 1:55בגלל שכל ביט חייב להכתב
על אזור פיזי בדיסק, -
1:55 - 1:59השאיפה היא תמיד להגדיל
את הצפיפות המרחבית של הדיסק, -
1:59 - 2:04או כמה ביטים ניתן לדחוס
בכל סנטימטר מרובע. -
2:04 - 2:09הצפיפות המרחבית של דיסק קשיח מודרני
היא בערך 93 גיגה-ביט לסנטימטר מרובע, -
2:09 - 2:16גדולה פי 300 מליון מצפיפותו
של הדיסק הקשיח הראשון של IBM מ-1957. -
2:16 - 2:18ההתקדמות המדהימה ביכולת איכסון המידע
-
2:18 - 2:21אינה רק תוצאה של הקטנה פיזית של רכיבים
-
2:21 - 2:23אלא גם תוצר של שלל המצאות.
-
2:23 - 2:26שיטה שנקראת תהליך ליתוגרפיה של סרט דק
-
2:26 - 2:30אפשרה למהנדסים
לכווץ את ראש הקריאה והכתיבה. -
2:30 - 2:33ולמרות גודלו,
תהליך הקריאה הפך לרגיש יותר -
2:33 - 2:39הודות לניצול של תגליות חדשות בתחום
התכונות המגנטיות והקוואנטיות של החומר. -
2:39 - 2:43בנוסף, ניתן היה לדחוס יותר ביטים
הודות לאלגוריתמים מתמטיים -
2:43 - 2:47שמסננים רעש מהפרעות מגנטיות,
-
2:47 - 2:51ומוצאים את רצפי הביטים ההגיוניים ביותר
בכל מקטע של סיגנל קריאה. -
2:51 - 2:54ולבסוף, שליטה על ההתרחבות התרמית של הראש,
-
2:54 - 2:58שהתקבלה על ידי הצבת גוף חימום תחת
ראש הכתיבה המגנטי, -
2:58 - 3:03אפשרה לו לרחף
פחות מחמישה ננומטר מעל פני הדיסקה, -
3:03 - 3:07בערך ברוחב של שני גדילי DNA.
-
3:07 - 3:08במהלך העשורים האחרונים,
-
3:08 - 3:13הגידול האקספוננציאלי ביכולת אכסון המידע
ועוצמת העיבוד של מחשבים -
3:13 - 3:16התנהג על פי מגמה הידועה בשם חוק מור,
-
3:16 - 3:23שב-1975 חזה שצפיפות המידע תוכפל כל שנתיים.
-
3:23 - 3:26אבל בצפיפות של 15 גיגה-ביט לסנטימטר מרובע,
-
3:26 - 3:30כיווץ נוסף של הגרגירים המגנטיים
או גידול נוסף בצפיפותם -
3:30 - 3:34העמידו סיכון חדש שנקרא בשם
האפקט הסופרפראמגנטי. -
3:34 - 3:38כשנפח הגרגיר המגנטי קטן מדי,
-
3:38 - 3:41המיגנוט שלו מופרע בקלות על ידי אנרגיית חום
-
3:41 - 3:44וזה יכול לגרום לביטים להסתובב ללא שליטה,
-
3:44 - 3:47מה שמוביל לאובדן מידע.
-
3:47 - 3:51מדענים פתרו את המגבלה הזו
בדרך פשוטה להפליא: -
3:51 - 3:56על ידי שינוי כיוון הרישום מארכי לאנכי,
-
3:56 - 4:01מה שאיפשר לצפיפות המרחבית
להתקרב ל-155 גיגה-ביט לסנטימטר מרובע. -
4:01 - 4:05לאחרונה,
יכולת אכסון המידע המירבית גדלה שוב -
4:05 - 4:08דרך שימוש בתהליך רישום מגנטי בסיוע חום.
-
4:08 - 4:11תהליך זה משתמש בראש רישום
יציב אף יותר מבחינה תרמית, -
4:11 - 4:15ובעל התנגדות מגנטית המופחתת רגעית
-
4:15 - 4:19על ידי חימום נקודה ספציפית עם לייזר
-
4:19 - 4:21ואיפשור תהליך הכתיבה בזמן זה.
-
4:21 - 4:24ובעוד דיסקים קשיחים אלה
נמצאים כרגע בשלב האב טיפוס, -
4:24 - 4:28למדענים כבר יש את הטריק הבא במעלה השרוול:
-
4:28 - 4:30שיטת תבניות הביטים,
-
4:30 - 4:35שבה ביטים מאורגנים
במבנים נפרדים בגודל ננומטרי, -
4:35 - 4:40מה שעלול לאפשר צפיפות של
3.1 טרה-ביט לסנטימטר מרובע -
4:40 - 4:42או יותר.
-
4:42 - 4:46אז הודות למאמצים המשולבים
של דורות של מהנדסים, -
4:46 - 4:48מדעני חומרים,
-
4:48 - 4:50ופיזיקאים מתחום הקוואנטיים,
-
4:50 - 4:53יכול כלי עוצמתי ומדוייק זה
-
4:53 - 4:56להסתובב בכף ידכם.
- Title:
- כיצד עובד דיסק קשיח? - קנוואט סננן
- Speaker:
- Kanawat Senanan
- Description:
-
more » « less
צפו בשיעור המלא: http://ed.ted.com/lessons/how-do-hard-drives-work-kanawat-senanan
הדיסק הקשיח המודרני הוא עצם שמסוגל להכיל יותר מידע מהספריה המקומית שלכם. אבל איך הוא אוגר כל כך הרבה מידע בכל כך מעט מקום? קנוואט סנאנן מפרט על דורות המהנדסים, מדעני החומרים והפיזיקאים מתחום הקוואנטים שהשפיעו על יצירתו של כלי עוצמתי ומדוייק זה.
שיעור מאת קנוואט סנאנן, אנימציה של TED-Ed.
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 05:12
|
Ido Dekkers approved Hebrew subtitles for How do hard drives work? | |
|
Retired user accepted Hebrew subtitles for How do hard drives work? | |
|
|
Retired user edited Hebrew subtitles for How do hard drives work? | |
|
|
Retired user edited Hebrew subtitles for How do hard drives work? | |
|
|
Retired user edited Hebrew subtitles for How do hard drives work? | |
|
|
Retired user edited Hebrew subtitles for How do hard drives work? | |
|
|
Retired user edited Hebrew subtitles for How do hard drives work? | |
|
|
Retired user edited Hebrew subtitles for How do hard drives work? |