超级苹果网

搜索

论坛快递»

听说好多银行不借贷了

愚人节的礼物

Instagram上的纽约唐人街亚裔枪杀预告

❤饮食男女❤ 闲着也是闲着,不如灌个鸡肉肠来吃吃

带你看看加拿大的房子#2

谁家的黑亲戚在广州打护士!在崂山插队!还让中国人滚出去

有点可疑,上次谁讨论这个来着?

医学生有什么搞笑沙雕日常?

疫情之下,全世界网友的梗都一样!看哭了!

好大的脸啊!小狮几炸毛了怎么这么可爱!

眼神好飒的大佬猫!太霸气了!气质无与伦比啊!

糟糕是心动的感觉!久违的荷兰崽崽好嫩啊!

别人家那些绅士猫!看起来好聪明的样子啊!

小汽车上,藏着一整个不过期的春天!太浪漫了!

恐怖童话即视感...早期米老鼠人偶服好吓人!

邻居总在后院里抽大麻……

政府补助到帐了

签证中心关了,入籍如何录指纹?内政部有说法吗?

在家快霉掉了,来来来,开个帖,大家都说说在家里做些啥

为啥银行里的Pension会减少?

let's talk about Harry and Me-a-gain

现在该做Part exchange换房么?大家支支招!

领馆包机,

exchange contract 后可否取消购房

请问下在哪里可以买到self test kit?

中国启动伦敦接小留学生的包机行动!

请问非英国人可以购房贷款吗?利率多少?

英国房价问题

两个院子中间的fence,被以前的房主种的树根挤得向邻居家歪倒,请问这种情况应该怎么处理比较好?

请问花园那边的砖生了青苔这些怎么办?

【绘本故事】《I Can Help》我是小帮手

安徽板面为什么在河北最好吃?

这一次,我终于分清了“米浆三子”!

四川人结束隔离第一顿吃了什么?跷脚牛肉!

世界香肠图鉴,你最pick哪一根?

在英国超市上班,但是因为新冠不想去,怎么说?

有要口罩的跟我说声

今天被升值加薪,好开森,撒银子

请问非英国人可否房屋贷款?利率多少?浮动还是固定?

癌症患者求救。

查看: 50360|回复: 6

[科技新闻] 你硬盘里的小秘密 都是怎么存进去的?

[复制链接]

市长

Rank: 6Rank: 6Rank: 6Rank: 6Rank: 6Rank: 6

 楼主| 发表于 2019-9-1 09:43:35 | 显示全部楼层 |阅读模式

马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转超级苹果论坛。

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册

x
这是你的个人电脑,里面的硬盘则是你的命根子,藏着你多年以来积累的文档、照片、视频和游戏。



这块硬盘会以 0 和 1 组成的二进制形式默默储存着各种数据,随时等待着被你写入或者读取。

硬盘分为机械硬盘和固态硬盘。对于机械硬盘,最重要的结构是这些两面涂有磁性材料的磁盘,在工作时会以每分钟 7200 转的速度旋转。



写入数据时,距离盘面 3 纳米的磁头会利用电磁铁,改变磁盘上磁性材料的极性来记录数据,两种极性分别对应 0 或 1 。



而读取数据时,旁边的读取器可以识别磁性材料的不同极性,再还原成 0 或 1 。



(原作者:回形针PaperClip|张每羊/孙玮辰)

回复

使用道具 举报

市长

Rank: 6Rank: 6Rank: 6Rank: 6Rank: 6Rank: 6

 楼主| 发表于 2019-9-1 09:43:36 | 显示全部楼层


一片磁盘分为若干个磁道,每个磁道又分为各个扇区。扇区是磁盘存储的最小数据块,大小一般是 512 字节。



因此,磁头要想读取某个文档,必须在电机驱动下,先找到对应的磁道,再等磁盘转到对应扇区才行,一般会有十几毫秒的延迟,这就让机械硬盘在读取分散于磁盘各处的数据时,速度将大幅降低。



基于电路的固态硬盘则不用担心这种延迟。固态硬盘储存数据靠的是闪存。

在工作时,数据会通过接口进入主控制器,经处理后再分配到闪存中储存。



闪存的基本存储单元是浮栅晶体管,主要有这些结构。



回复 支持 反对

使用道具 举报

市长

Rank: 6Rank: 6Rank: 6Rank: 6Rank: 6Rank: 6

 楼主| 发表于 2019-9-1 09:43:37 | 显示全部楼层


其中的浮栅被二氧化硅包裹,和上下绝缘,在断电时也能够保存电子,当电子数量高于一个中间值就表示 0 ,低于中间值就表示 1 。



晶体管每次写入数据前都要先擦除,在 P 极上加一个电压,浮栅中原有的电子会因为量子隧穿效应通过绝缘层被吸出来,让浮栅中的电子数量低于中间值,还原成 1 ;



如果要写入 0 ,就在控制极加一个电压,让电子穿过绝缘层再注回浮栅,使电子数量高于中间值,表示 0 。



但在读取时,闪存无法直接得知浮栅中有多少电子,只能曲线救国。

我们首先要知道,往控制极加一定大小的电压,会导通这两个 N 极。控制极上的电压越大,N 极间的电流也越大。



回复 支持 反对

使用道具 举报

市长

Rank: 6Rank: 6Rank: 6Rank: 6Rank: 6Rank: 6

 楼主| 发表于 2019-9-1 09:43:38 | 显示全部楼层


然而,存储 0 的浮栅,相比存储 1 的浮栅,有更多的电子,会抵消控制极上的电压,所以控制极需要更大的电压才能导通两个 N 极。



因此,当我们不知道浮栅中有多少电子时,就可以往控制极加一个中间值电压,如果两个 N 极导通,就能反推出浮栅中的电子较少,识别为 1;如果没有导通,就说明浮栅中的电子较多,识别为 0 。



传统的单阶存储单元 SLC ,电子数量只有两种状态,只能保存一比特的数据。而多阶存储单元 MLC、TLC 和 QLC ,它们的电子数量有 4~16 种状态,一个单元可保存 2~4 比特。

多阶存储单元大大降低了固态硬盘单位容量的成本,但也影响了硬盘寿命和性能。



晶体管擦写数据时,二氧化硅绝缘层会困住一部分电子,这些电子的累积会逐渐抵消控制极上的电压,使得控制极为了导通两个 N 极所需的电压越来越大,当这个偏移超过中间值,那么读取时也就无法分辨 0 和 1 。



回复 支持 反对

使用道具 举报

市长

Rank: 6Rank: 6Rank: 6Rank: 6Rank: 6Rank: 6

 楼主| 发表于 2019-9-1 09:43:39 | 显示全部楼层


而多阶存储单元由于不同状态之间分得非常细,也就更容易受这种偏移的影响,所以从 SLC 到 QLC ,它们总的擦写次数呈几何级数递减。



相比机械硬盘可无限次擦写,断电后数据可保存十年,固态硬盘着实算是消耗品,储存的数据通常在断电一年后就会因浮栅内的电子衰减而彻底丢失数据。



不过,一块消费级的 MLC 或 TLC 固态硬盘也足够你至少使用 5 年,且使用体验远超机械硬盘,读写速度可达后者的十倍以上。此外,由于没有复杂的机械结构,固态硬盘工作时也更安静、更抗震。



而机械硬盘在长期使用后,各种金属部件的老化会让读写速度像挤奶一样细水长流。



况且,机械硬盘长久保存数据也未必是好事。比如本拉登在死亡六年之后,CIA 公布了这位著名恐怖分子的硬盘数据,里面就存有大量的阿拉伯语字幕的日本动漫。



回复 支持 反对

使用道具 举报

八品主薄

Rank: 2Rank: 2

发表于 2019-10-21 15:41:22 | 显示全部楼层
学习了。
回复 支持 反对

使用道具 举报

望辰莫及

Rank: 6Rank: 6Rank: 6Rank: 6Rank: 6Rank: 6

发表于 2019-10-22 17:29:03 | 显示全部楼层
阅。。。。
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

快速回复 返回顶部 返回列表