這是你的個(gè)人電腦，里面的硬盤(pán)則是你的命根子，藏著你多年以來(lái)積累的文檔、照片、視頻和游戲。 這塊硬盤(pán)會(huì)以 0 和 1 組成的二進(jìn)制形式默默儲(chǔ)存著各種數(shù)據(jù)，隨時(shí)等待著被你寫(xiě)入或者讀
這是你的個(gè)人電腦，里面的硬盤(pán)則是你的命根子，藏著你多年以來(lái)積累的文檔、照片、視頻和游戲。
這塊硬盤(pán)會(huì)以 0 和 1 組成的二進(jìn)制形式默默儲(chǔ)存著各種數(shù)據(jù)，隨時(shí)等待著被你寫(xiě)入或者讀取。
硬盤(pán)分為機(jī)械硬盤(pán)和固態(tài)硬盤(pán)。對(duì)于機(jī)械硬盤(pán)，*重要的結(jié)構(gòu)是這些兩面涂有磁性材料的磁盤(pán)，在工作時(shí)會(huì)以每分鐘 7200 轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)。
寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，距離盤(pán)面 3 納米的磁頭會(huì)利用電磁鐵，改變磁盤(pán)上磁性材料的極性來(lái)記錄數(shù)據(jù)，兩種極性分別對(duì)應(yīng) 0 或 1 。
而讀取數(shù)據(jù)時(shí)，旁邊的讀取器可以識(shí)別磁性材料的不同極性，再還原成 0 或 1 。而讀取數(shù)據(jù)時(shí)，旁邊的讀取器可以識(shí)別磁性材料的不同極性，再還原成 0 或 1 。
一片磁盤(pán)分為若干個(gè)磁道，每個(gè)磁道又分為各個(gè)扇區(qū)。扇區(qū)是磁盤(pán)存儲(chǔ)的*小數(shù)據(jù)塊，大小一般是 512 字節(jié)。
因此，磁頭要想讀取某個(gè)文件，必須在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，先找到對(duì)應(yīng)的磁道，再等磁盤(pán)轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)扇區(qū)才行，一般會(huì)有十幾毫秒的延遲，這就讓機(jī)械硬盤(pán)在讀取分散于磁盤(pán)各處的數(shù)據(jù)時(shí)，速度將大幅降低。
基于電路的固態(tài)硬盤(pán)則不用擔(dān)心這種延遲。固態(tài)硬盤(pán)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)靠的是閃存。基于電路的固態(tài)硬盤(pán)則不用擔(dān)心這種延遲。固態(tài)硬盤(pán)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)靠的是閃存。
在工作時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)通過(guò)接口進(jìn)入主控制器，經(jīng)處理后再分配到閃存中儲(chǔ)存。
閃存的基本存儲(chǔ)單元是浮柵晶體管，主要有這些結(jié)構(gòu)。閃存的基本存儲(chǔ)單元是浮柵晶體管，主要有這些結(jié)構(gòu)。
其中的浮柵被二氧化硅包裹，和上下絕緣，在斷電時(shí)也能夠保存電子，當(dāng)電子數(shù)量高于一個(gè)中間值就表示 0 ，低于中間值就表示 1 。
晶體管每次寫(xiě)入數(shù)據(jù)前都要先擦除，在 P 極上加一個(gè)電壓，浮柵中原有的電子會(huì)因?yàn)榱孔铀泶┬?yīng)通過(guò)絕緣層被吸出來(lái)，讓浮柵中的電子數(shù)量低于中間值，還原成 1 ；
如果要寫(xiě)入 0 ，就在控制極加一個(gè)電壓，讓電子穿過(guò)絕緣層再注回浮柵，使電子數(shù)量高于中間值，表示 0 。
但在讀取時(shí)，閃存無(wú)法直接得知浮柵中有多少電子，只能曲線救國(guó)。但在讀取時(shí)，閃存無(wú)法直接得知浮柵中有多少電子，只能曲線救國(guó)。
我們首先要知道，往控制極加一定大小的電壓，會(huì)導(dǎo)通這兩個(gè) N 極。控制極上的電壓越大，N 極間的電流也越大。
然而，存儲(chǔ) 0 的浮柵，相比存儲(chǔ) 1 的浮柵，有更多的電子，會(huì)抵消控制極上的電壓，所以控制極需要更大的電壓才能導(dǎo)通兩個(gè) N 極。
石家莊網(wǎng)站建設(shè)消息因此，當(dāng)我們不知道浮柵中有多少電子時(shí)，就可以往控制極加一個(gè)中間值電壓，如果兩個(gè) N 極導(dǎo)通，就能反推出浮柵中的電子較少，識(shí)別為 1；如果沒(méi)有導(dǎo)通，就說(shuō)明浮柵中的電子較多，識(shí)別為 0 。
傳統(tǒng)的單階存儲(chǔ)單元 SLC ，電子數(shù)量只有兩種狀態(tài)，只能保存一比特的數(shù)據(jù)。而多階存儲(chǔ)單元 MLC、TLC 和 QLC ，它們的電子數(shù)量有 4~16 種狀態(tài)，一個(gè)單元可保存 2~4 比特。
多階存儲(chǔ)單元大大降低了固態(tài)硬盤(pán)單位容量的成本，但也影響了硬盤(pán)壽命和性能。
晶體管擦寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，二氧化硅絕緣層會(huì)困住一部分電子，這些電子的累積會(huì)逐漸抵消控制極上的電壓，使得控制極為了導(dǎo)通兩個(gè) N 極所需的電壓越來(lái)越大，當(dāng)這個(gè)偏移超過(guò)中間值，那么讀取時(shí)也就無(wú)法分辨 0 和 1 。
而多階存儲(chǔ)單元由于不同狀態(tài)之間分得非常細(xì)，也就更容易受這種偏移的影響，所以從 SLC 到 QLC ，它們總的擦寫(xiě)次數(shù)呈幾何級(jí)數(shù)遞減。
相比機(jī)械硬盤(pán)可無(wú)限次擦寫(xiě)，斷電后數(shù)據(jù)可保存十年，固態(tài)硬盤(pán)著實(shí)算是消耗品，儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)通常在斷電一年后就會(huì)因浮柵內(nèi)的電子衰減而徹底丟失數(shù)據(jù)。
不過(guò)，一塊消費(fèi)級(jí)的 MLC 或 TLC 固態(tài)硬盤(pán)也足夠你至少使用 5 年，且使用體驗(yàn)遠(yuǎn)超機(jī)械硬盤(pán)，讀寫(xiě)速度可達(dá)后者的十倍以上。此外，由于沒(méi)有復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，固態(tài)硬盤(pán)工作時(shí)也更安靜、更抗震。
而機(jī)械硬盤(pán)在長(zhǎng)期使用后，各種金屬部件的老化會(huì)讓讀寫(xiě)速度像擠奶一樣細(xì)水長(zhǎng)流。
況且，機(jī)械硬盤(pán)長(zhǎng)久保存數(shù)據(jù)也未必是好事。比如本·拉登在死亡六年之后，CIA 公布了這位**恐怖分子的硬盤(pán)數(shù)據(jù)，里面就存有大量的阿拉伯語(yǔ)字幕的日本動(dòng)漫。
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