Return to Video

Jak działa dysk twardy? - Kanawat Senanan

  • 0:07 - 0:11
    Wyobraźmy sobie samolot,
    który leci milimetr nad powierzchnią
  • 0:11 - 0:14
    i okrąża Ziemię raz na 25 sekund,
  • 0:14 - 0:17
    licząc każde źdźbło trawy.
  • 0:17 - 0:21
    Gdy pomniejszymy to wszystko tak,
    by zmieściło się w ludzkiej dłoni,
  • 0:21 - 0:24
    otrzymamy coś przypominającego
    współczesny dysk twardy.
  • 0:24 - 0:28
    Przedmiot mieszczący
    więcej informacji niż miejska biblioteka.
  • 0:28 - 0:33
    Jak to możliwe?
  • 0:33 - 0:37
    Sercem każdego dysku twardego są
    bardzo szybko obracające się płyty.
  • 0:37 - 0:41
    Nad każdą z nich
    umieszczona jest głowica zapisująca.
  • 0:41 - 0:46
    Płyty powleka folia mikroskopijnych
    ziaren z namagnesowanego metalu.
  • 0:46 - 0:50
    Dane występują tam
    w nierozpoznawalnej dla nas formie.
  • 0:50 - 0:53
    Zapisane są pod postacią
    magnetycznego wzoru,
  • 0:53 - 0:56
    który tworzą mikroskopijne ziarna.
  • 0:56 - 0:58
    W każdym układzie znanym jako bit
  • 0:58 - 1:04
    ziarna są namagnesowane
    w jednym z dwóch kierunków.
  • 1:04 - 1:07
    Każdy z nich odpowiada zeru lub jedynce.
  • 1:07 - 1:09
    Dane są zapisywane na dysku
  • 1:09 - 1:13
    przez zamianę ciągów bitów
    w wiązki elektryczne
  • 1:13 - 1:15
    przechodzące przez elektromagnes.
  • 1:15 - 1:19
    Magnes wytwarza na tyle silne pole,
    że może zmieniać kierunek
  • 1:19 - 1:21
    namagnesowania metalowych ziaren.
  • 1:21 - 1:24
    Gdy informacja zostaje zapisana na płycie,
  • 1:24 - 1:29
    dysk używa czytnika magnetycznego,
    by nadać jej rozpoznawalną postać.
  • 1:29 - 1:33
    Tak jak igła gramofonowa
    odczytuje rowki jako muzykę.
  • 1:33 - 1:38
    Skąd aż tyle informacji
    z samych zer i jedynek?
  • 1:38 - 1:40
    Dzieje się tak poprzez ich łączenie.
  • 1:40 - 1:45
    Litera przedstawiana jest za pomocą
    jednego bajta, czyli 8 bitów.
  • 1:45 - 1:48
    Zdjęcie składa się z kilku megabajtów.
  • 1:48 - 1:51
    Każdy megabajt to 8 milionów bitów.
  • 1:51 - 1:55
    Każdy bit musi zostać
    fizycznie zapisany na płycie,
  • 1:55 - 1:59
    więc próbuje się powiększać
    gęstość zapisu płyt
  • 1:59 - 2:04
    albo zwiększać liczbę bitów
    na centymetr kwadratowy.
  • 2:04 - 2:06
    Gęstość zapisu na dysku twardym
  • 2:06 - 2:09
    to około 100 gigabitów
    na centymetr kwadratowy.
  • 2:09 - 2:16
    300 milionów razy więcej
    niż miał pierwszy dysk IBM z 1957 roku.
  • 2:16 - 2:18
    Ten niesamowity postęp w pojemności dysków
  • 2:18 - 2:21
    nie wziął się z samej idei
    pomniejszania wszystkiego,
  • 2:21 - 2:23
    a z licznych innowacji.
  • 2:23 - 2:26
    Technologia cienkowarstwowa
    pozwoliła inżynierom zmniejszyć
  • 2:26 - 2:30
    głowicę zapisująco-odczytującą.
  • 2:30 - 2:33
    Niezależnie od wielkości
    głowice stały się bardziej czułe
  • 2:33 - 2:39
    dzięki odkryciom w dziedzinie
    magnetycznych i kwantowych cech materii.
  • 2:39 - 2:43
    W zagęszczaniu bitów pomogły
    matematyczne algorytmy,
  • 2:43 - 2:47
    które odfiltrowują magnetyczne zakłócenia,
  • 2:47 - 2:51
    wyszukując najbardziej pasujące sekwencje
    bitów w trakcie przesyłu danych.
  • 2:51 - 2:54
    Zastosowanie ogrzewacza głowicy
  • 2:54 - 2:58
    umożliwiło kontrolę
    jej rozszerzalności cieplnej.
  • 2:58 - 3:03
    Pozwoliło to unosić się głowicy nad płytą
    w odległości poniżej pięciu nanometrów,
  • 3:03 - 3:07
    czyli takiej jak między dwiema nićmi DNA.
  • 3:07 - 3:08
    Przez kilka ostatnich dekad
  • 3:08 - 3:13
    przyrost pojemności i mocy obliczeniowej
    komputerów w wykładniczym tempie
  • 3:13 - 3:18
    następował zgodnie z prawem Moore'a,
    który w 1975 przewidywał,
  • 3:18 - 3:23
    że gęstość informacji
    będzie podwajać się co 2 lata.
  • 3:23 - 3:26
    Przy około 15 gigabitach
    na centymetr kwadratowy
  • 3:26 - 3:30
    dalsze pomniejszanie lub upychanie
    ziaren magnetycznych
  • 3:30 - 3:34
    groziło wystąpieniem
    efektu superparamagnetycznego.
  • 3:34 - 3:38
    Kiedy objętość ziarna
    magnetycznego jest zbyt mała,
  • 3:38 - 3:41
    łatwo się ono rozmagnesowuje
    pod wpływem energii cieplnej.
  • 3:41 - 3:44
    Bity zaczynają samoistnie
    zmieniać kierunek,
  • 3:44 - 3:47
    co prowadzi do utraty danych.
  • 3:47 - 3:51
    Naukowcy łatwo pokonali to ograniczenie,
  • 3:51 - 3:56
    zmieniając kierunek zapisu
    z podłużnego na prostopadły.
  • 3:56 - 4:01
    Umożliwiło to powiększenie gęstości zapisu
    do 150 gigabitów na centymetr kwadratowy.
  • 4:01 - 4:05
    Ostatnio granica znów została przekroczona
  • 4:05 - 4:08
    dzięki wspomaganemu termicznie
    zapisowi magnetycznemu,
  • 4:08 - 4:11
    który wykorzystuje nośniki
    bardziej odporne na zmiany temperatury.
  • 4:11 - 4:15
    Opór magnetyczny
    zostaje natychmiast zmniejszony
  • 4:15 - 4:19
    przez podgrzanie danego miejsca laserem,
  • 4:19 - 4:21
    co umożliwia zapis danych.
  • 4:21 - 4:24
    Choć dyski tego typu są
    obecnie w fazie prototypu,
  • 4:24 - 4:28
    naukowcy mają już kolejnego asa w rękawie.
  • 4:28 - 4:30
    To nośniki o bitowej strukturze,
  • 4:30 - 4:35
    na których bity zajmują
    wydzielone nanoregiony.
  • 4:35 - 4:40
    Zagęszczenie wyniosłoby wtedy
    3 terabity na centymetr kwadratowy
  • 4:40 - 4:42
    lub więcej.
  • 4:42 - 4:46
    Wspólny wysiłek całych pokoleń inżynierów,
  • 4:46 - 4:48
    badaczy materiału
  • 4:48 - 4:50
    i fizyków kwantowych
  • 4:50 - 4:53
    sprawił, że to urządzenie
    o niezwykłej mocy i precyzji
  • 4:53 - 4:56
    mieści się w ludzkiej dłoni.
Title:
Jak działa dysk twardy? - Kanawat Senanan
Speaker:
Kanawat Senanan
Description:

Zobacz całą lekcję na: http://ed.ted.com/lessons/how-do-hard-drives-work-kanawat-senanan

Współczesny dysk twardy może przechowywać więcej informacji od miejskiej biblioteki. Jak to możliwe przy tak małej przestrzeni? Kanawat Senanan przygląda się pokoleniom inżynierów, badaczy materiałów oraz fizyków kwantowych, którzy przyczynili się do powstania urządzenia o niezwykłej mocy i precyzji.

Lekcja: Kanawat Senanan. Animacje: TED-Ed.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:12
Marta Konieczna approved Polish subtitles for How do hard drives work?
Marta Konieczna edited Polish subtitles for How do hard drives work?
Marta Konieczna edited Polish subtitles for How do hard drives work?
Ola Królikowska accepted Polish subtitles for How do hard drives work?
Ola Królikowska edited Polish subtitles for How do hard drives work?
Ola Królikowska edited Polish subtitles for How do hard drives work?
Ola Królikowska edited Polish subtitles for How do hard drives work?
Ola Królikowska edited Polish subtitles for How do hard drives work?
Show all

Polish subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.