Como funciona o disco rígido? - Kanawat Senanan
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0:07 - 0:11Imagine um avião voando a
um milímetro acima do solo -
0:11 - 0:14e dando uma volta em torno
da Terra a cada 25 segundos -
0:14 - 0:17e ainda contando cada folha
de grama presente no solo. -
0:17 - 0:21Reduza tudo isso até que caiba
na palma da sua mão, -
0:21 - 0:24e você teria algo equivalente
a um disco rígido moderno, -
0:24 - 0:28que pode armazenar mais informação
do que a biblioteca de sua cidade. -
0:28 - 0:33Como é que ele armazena
tanta informação em um espaço tão pequeno? -
0:33 - 0:37Em cada disco rígido existe uma pilha
de discos girando em alta velocidade -
0:37 - 0:41enquanto uma cabeça de gravação
sobrevoa cada superfície da pilha. -
0:41 - 0:46Cada disco é revestido por uma película
com minúsculos grãos de metal magnetizado, -
0:46 - 0:50e seus dados não estão ali em uma forma
que você possa reconhecer. -
0:50 - 0:53Eles são gravados
como um padrão magnético -
0:53 - 0:56formado por grupos desses pequenos grãos.
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0:56 - 0:58Em cada grupo, também conhecido por bit,
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0:58 - 1:01todos os grãos são
alinhados magneticamente -
1:01 - 1:04em um estado, dentre dois possíveis,
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1:04 - 1:07que correspondem aos dígitos zero e um.
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1:07 - 1:09Os dados são gravados no disco
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1:09 - 1:13através da conversão de sequências
de bits em corrente elétrica -
1:13 - 1:15alimentada através de um eletroímã.
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1:15 - 1:19Este ímã gera um campo que é forte
o suficiente para mudar a direção -
1:19 - 1:21de magnetização do grão do metal.
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1:21 - 1:24Uma vez que esta informação
é escrita no disco, -
1:24 - 1:26o dispositivo usa um leitor magnético
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1:26 - 1:29para converter os bits
em algo compreensível, -
1:29 - 1:33semelhante a como a agulha do fonógrafo
traduz em música os sulcos de um vinil. -
1:33 - 1:38Mas como você pode obter tanta
informação de apenas zeros e uns? -
1:38 - 1:40Bem, colocando muitos deles juntos.
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1:40 - 1:45Por exemplo, uma letra é representada
em um byte ou oito bits, -
1:45 - 1:48e cada foto sua possui,
em média, vários megabytes, -
1:48 - 1:51que é o equivalente a 8 milhões de bits.
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1:51 - 1:55Como cada bit deve ser escrito
em uma área física do disco, -
1:55 - 1:59estamos sempre buscando aumentar
a densidade de área do disco, -
1:59 - 2:04ou quantos bits podem ser espremidos
em uma polegada quadrada do disco. -
2:04 - 2:09A densidade de área de um disco hoje é de
600 gigabits por polegada quadrada, -
2:09 - 2:16300 milhões de vezes maior do que aquela
do primeiro disco rígido da IBM de 1957. -
2:16 - 2:18Este avanço incrível
na capacidade de armazenamento -
2:18 - 2:21não se deu apenas através
da miniaturização dos componentes, -
2:21 - 2:23mas envolveu múltiplas inovações.
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2:23 - 2:26Uma técnica chamada processo
de litografia de película fina -
2:26 - 2:30permitiu que engenheiros
compactassem a leitura e a escrita. -
2:30 - 2:33E apesar de pequeno,
o leitor tornou-se mais sensível -
2:33 - 2:35aproveitando-se de novas descobertas
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2:35 - 2:39de propriedades magnéticas
e quânticas da matéria. -
2:39 - 2:43Foi possível agrupar ainda mais os bits
graças a algoritmos matemáticos, -
2:43 - 2:47que filtram o ruído
da interferência magnética -
2:47 - 2:51e encontram as sequências de bits
mais prováveis a cada leitura de bloco. -
2:51 - 2:54E o controle da expansão térmica
da cabeça de gravação, -
2:54 - 2:58habilitado por um aquecedor
sob o gravador magnético, -
2:58 - 3:01permite que ela deslize
à distância de menos de cinco nanômetros -
3:01 - 3:03acima da superfície do disco,
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3:03 - 3:07o que equivale a largura
de duas fitas de DNA. -
3:07 - 3:08Nas últimas décadas,
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3:08 - 3:11o aumento exponencial
da capacidade de armazenamento -
3:11 - 3:13e do poder de processamento
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3:13 - 3:16seguiu um padrão conhecido
como a Lei de Moore, -
3:16 - 3:23que, em 1975, previu que a densidade
de informação dobraria a cada dois anos. -
3:23 - 3:26Mas no limite de 100 gigabits
por polegada quadrada, -
3:26 - 3:30onde os grãos magnéticos
estão tão pequenos e espremidos, -
3:30 - 3:34surge um novo problema,
chamado efeito superparamagnético. -
3:34 - 3:38Quando o volume de um grão
magnético é muito pequeno, -
3:38 - 3:41sua magnetização é facilmente
alterada pela energia térmica -
3:41 - 3:44e pode fazer com que os bits
mudem seus estados, -
3:44 - 3:47levando à perda de dados.
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3:47 - 3:51Os cientistas resolveram esta limitação
de uma forma extremamente simples: -
3:51 - 3:56alterando a direção da gravação,
de longitudinal para perpendicular, -
3:56 - 4:01permitindo que a densidade por área seja
de um terabit por polegada quadrada. -
4:01 - 4:05Recentemente, esse limite foi
ultrapassado mais uma vez -
4:05 - 4:08por meio da gravação magnética
com a ajuda do calor. -
4:08 - 4:11Este método utiliza um meio
de gravação termicamente estável, -
4:11 - 4:15cuja resistência magnética
é momentaneamente reduzida, -
4:15 - 4:19aquecendo-se um ponto
específico com um laser -
4:19 - 4:21e permitindo que os dados sejam gravados.
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4:21 - 4:24E enquanto esses discos
ainda estão em fase de testes, -
4:24 - 4:28cientistas já têm na cartola
o próximo truque: -
4:28 - 4:30´"bit-patterned media",
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4:30 - 4:35onde os bits ficam localizados
em estruturas nanométricas separadas, -
4:35 - 4:38permitindo uma densidade de área
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4:38 - 4:42na faixa de vinte terabits
por polegada quadrada ou mais. -
4:42 - 4:46Então, graças aos esforços combinados
de gerações de engenheiros, -
4:46 - 4:48cientistas de materiais
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4:48 - 4:50e físicos quânticos,
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4:50 - 4:53é que esta ferramenta precisa
e de poder incrível -
4:53 - 4:56pode girar na palma da sua mão.
- Title:
- Como funciona o disco rígido? - Kanawat Senanan
- Speaker:
- Kanawat Senanan
- Description:
-
Veja lição completa em: http://ed.ted.com/lessons/how-do-hard-drives-work-kanawat-senanan
O disco rígido é um objeto que pode armazenar muito mais informação que a biblioteca de sua cidade. Mas como ele pode armazenar tanta informação em tão pouco espaço? Kanawat Senanan detalha as gerações de engenheiros, cientistas de materiais e físicos quânticos que influenciaram a criação desta ferramenta incrivelmente poderosa e precisa.
Lição de Kanawat Senanan, animação de TED-Ed.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 05:12
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