Bellissima domanda, che presenta molti diversi aspetti a vari livelli.
da questioni di fisica fondamentale a particolarità di struttura dei
moderni dispositivi di memoria e dei sistemi operativi.
Non ti aspettare quindi che ti possa dare la risposta: non so se al
mondo esista qualcuno che conosca davvero a fondo *tutti* gli aspetti
che entrano in gioco. (Il che da sé già dà da pensare... - quanti
accenti :-) )
Quindi dovrò limitarmi a un po' d'idee generali e non escludo affatto
di dire anche cose errate. In tal caso spero che qualcuno mi corregga
Già quello che scrivi sulla chiavetta appena formattata temo non sia
vero, almeno non in generale. Può dipendere dalla tecnologia, dal
fabbricante, dal file system...
Dico questo sulla base di remoti ricordi e di ciò che ho letto in una
veloce scorsa di alcune informazioni.
Partiamo dal livello più alto. Compri una chiavetta (ma vale anche per
un hard disk) nuova di fabbrica: in che stato viene venduta?
Credo non esista uno standard. Forse caso per caso è possibile avere
la risposta. Potrebbe essere che ogni byte venga messo a 00 (hex) ma
anche a FF o altro.
E' possibile con opportuni comandi imporre la scrittura su una
determinata prozione di disco di tutti 00?
Risposta: non lo so. Forse in Linux il comando dd lo permette.
Quello che so di sicuro è che dd è un comando pericolosissimo :-)
Tutti i sistemi operativi consentono di "formattare" una partizione di
un disco (e quindi - credo - anche di una chiavetta) con un
determinato file system, ma questo in genere non significa affatto che
sul disco venga scritto qualcosa.
Per es. i file system tipo FAT (file allocation table) si limitano a
creare appunto la FAT che contiene lunghezza e aree occupate da
ciascun file.
All'inizio nella FAT verrà scritto che non ci sono files in quella
partizione, con una sfilza di zeri (ho dimenticato i dettagli) nella
FAT. Ma il contenuto reale del disco resterà quello che era, che sia
nuovo o già usato.
In altre parole, un comando di formatting non cancella il contenuto
del disco, ma lo rende inacessibile.
Può darsi che in qualche SO ci sia l'opzione di azzerare tutto il
disco, ma non è probabile visto il tempo che potrebbe richiedere...
Tanto meno questo è vero per i comandi di cancellazione di file (rm in
Linux). Il comando si limita a dichiarare nulla la lunghezza del file
e a rendere in qualche modo disponibili le parti di memoria che erano
occupate da quel file.
Anche qui potrebbe esistere un'opzione di cancellazione "hard", ma non
ricordo.
E con questo concludo sulla parte software.
Passiamo allo hardware: dato un dispositivo (chiavetta) se scrivo 00
in un byte, che cosa succede fisicamente?
Di nuovo non sono sicuro, perché non sono certo di aver capito bene
quello che ho letto.
In una memoria "flash" gli elementi fisici di memoria sono FGT
(floating gate transistors). A farla corta, un floating gate è una
zona conduttrici (metallica? non è detto) isolata dal resto in quanto
circondata da materiale non conduttore.
E' possibile modificare la carica di uno di questi gate "iniettandoci"
elettroni per effetto tunnel, o anche sottraendoli.
Questo accade normalmente quando si legge o scrive la chiavetta.
La carica che ho detto in teoria dovrebbe mantenersi per sempre, ma
nella realtà ci sono processi che la disperdono. Ho letto dati
variabili, da 1 a 100 anni, anche in dipendenza dalla temperatura.
Qui nasce una domanda senza risposta: se scrivo 0, il corrispondente
gate sarà carico o scarico? E se carico, con carica positiva o
negativa?
Non so la risposta perché non sono riuscito a estrarla da ciò che ho
letto. Potrebbe darsi che dipenda dalla tecnologia di fabbricazione,
ma non posso dire niente di certo.
Apro una parentesi riportando quello che si legge nel sito che citi.
C'è una cosa certamente sbagliata: dice che se quel gate è carico
contiene più elettroni quindi pesa di più (se questo sia un 1 o uno 0,
non lo so: lì c'è scritto che gate carico = 0, ma non sono sicuro che
sia vero).
Perché dico che è comunque sbagliato?
Il ragionamento è che nel gate carico aumenta il peso (la massa) per
l'aggiunta di elettroni). Sia pure, per il momento.
Ma la chiavetta non porta in totale una carica diversa: quando la
collegate al computer da qualcuna delle linee passerà corrente, ma
quella che entra da una linea esce da un'altra.
La chiavetta staccata dal computer sarà comunque neutra (o avrà una
carica superficiale perché è stata strofinata). A parte la parentesi,
il numero di elettroni che contiene non varia: si sono solo spostati da
una parte all'altra del circuito.
A questo punto è bene ricordare che la massa m di un elettrone è circa
10^(-30) kg. Teniamo presente questo numero.
Se sul gate ci sono n elettroni in più, la massa aumenta di mn. se
invece gli elettroni diminuiscono, la massa cala.
Però, come ho già detto, quella massa viene o va da qualche altra
parte: la massa della chiavetta non cambia.
Però... scommetto che ci avete già pensato :)
Se il gate coi conduttori adiacenti forma un condensatore di capacità
C, dargli una carica ne (di qualunque segno) aumenta l'energia di
(ne)^2/(2C) e quindi la massa di (ne)^2/(2 c^2 C).
Facciamo il conto per n=1, assumendo C=1 pF (non so se sia giusto, ma
credo che possa esser di più, non di meno).
DM = e^2/(2 c^2 C) = 1.4x10^(-43) g.
Molto piccola, però se gli elettroni sono n questa va come n^2.
Non ho idea di quanti siano gli elettroni, ma potrei azzardare
un'altra strada: ipotizzare il potenziale V a cui verrà portato il
gate.
Visto che bisogna distinguere il gate carico da quello scarico, V non
può essere tanto piccolo. Supponiamo V = 1 volt.
La variazione di energia è C V^2/2 quindi la variazione di massa
DM = C V^2/(2 c^2) = 5.6x10^(-30) kg
Notate che è sempre DM>0.
Quindi ogni gate carico aumenta la massa della chiavetta di DM.
--
Elio Fabri
Received on Mon Sep 13 2021 - 16:55:56 CEST