解决方案：您的硬盘如何存储数据？

这是您的个人计算机。内置硬盘是您的命脉。它隐藏了您多年来积累的文档，照片，视频和游戏。

此硬盘将以0和1的二进制形式静默存储各种数据，等待您随时写入或读取。

硬盘分为机械硬盘和固态硬盘。对于机械硬盘，最重要的结构是在磁盘的两面都涂有磁性材料的磁盘，在运行过程中，它们以每分钟7200转的速度旋转。

在写入数据时，距离磁盘表面3nm的磁头将使用电磁体改变磁盘上磁性材料的极性以记录数据。这两个极性分别对应于0或1。

读取数据时，旁边的读取器可以识别磁性材料的不同极性，然后将其恢复为0或1。

磁盘分为几个磁道，每个磁道又分为多个扇区。扇区是磁盘上存储的最小数据块，其大小通常为512字节。

因此，如果磁头要读取某个文件，则必须首先在电动机驱动器下找到对应的磁道，然后等待磁盘转到相应的扇区。通常，会有10毫秒的延迟，这会使机器在硬盘读取分散在磁盘周围的数据时，速度会大大降低。

基于电路的固态驱动器不必担心这种延迟。固态硬盘依靠闪存来存储数据。

在工作期间，数据将通过接口进入主控制器，并在处理后分配到闪存中进行存储。

闪存的基本存储单元是浮栅晶体管，主要具有这些结构。

浮栅被二氧化硅包裹，并与顶部和底部绝缘。当电源关闭时，它也可以节省电子。当电子数高于中间值时，表示0，如果低于中间值，则表示1。

每次写入数据之前，必须擦除晶体管。电压施加到P极。由于量子隧穿效应，浮栅中的原始电子将通过绝缘层被吸出，从而使浮栅中的电子数量低于中间值，则将其减少到1；

如果要写入0，请向控制极施加电压，以使电子穿过绝缘层，然后再注入到浮栅中，以使电子数大于中间值，这意味着0。

但是当读取时，闪存不能直接知道浮栅中有多少电子，它只能通过曲线来保存国家。

我们首先必须知道，向控制极施加一定量的电压会导通两个N极。控制极上的电压越大，N极之间的电流就越大。

但是，存储器0的浮栅比存储器1的浮栅具有更多的电子，这将抵消控制电极上的电压，因此控制电极需要更大的电压才能导通两个N电极。

因此，当我们不知道浮栅中有多少电子时，可以向控制极施加中间电压。如果两个N极都导通，则可以推论出浮置栅极中的电子更少。 1;如果没有导电，则意味着在浮栅中有更多的电子，被识别为0。

在传统的单级存储单元SLC中，电子数量只有两种状态，并且只能存储一位数据。多级存储单元MLC，TLC和QLC具有4至16个电子状态，一个单元可以存储2至4位。

多层存储单元大大降低了固态驱动器单元容量的成本，但同时也影响了硬盘的使用寿命和性能。

当晶体管擦除数据时，二氧化硅绝缘层会捕获一部分电子，这些电子的积累将逐渐抵消控制电极上的电压，从而使控制变得非常大，并且导通电极所需的电压也随之增加。两个N电极变得越来越大，当偏移量超过中间值时，则无法在读取时区分0和1。

由于不同状态之间非常精细的划分，因此多级存储单元更容易受到此偏移的影响。因此，从SLC到QLC，它们的总擦除和写入时间在几何上减少。

与可以无限期擦除和写入的机械硬盘相比，断电后数据可以存储十年。固态驱动器实际上是消耗品。一年的电源故障后，存储的数据通常会被浮栅中的电子完全衰减。

但是，消费级MLC或TLC固态驱动器足以让您使用至少5年，并且使用体验远远超过机械硬盘驱动器，读写速度高达十倍。后者。此外，由于没有复杂的机械结构，因此固态驱动器在运行过程中更安静且更耐冲击。

长时间使用机械硬盘后，各种金属零件的老化会导致读写速度像牛奶一样流动。

最后，对于机械硬盘来说，长时间存储数据可能不是一件好事。例如，在本·拉登去世六年后，中央情报局发布了著名恐怖分子的硬盘数据，其中包含大量电影，18部禁止游戏和带有阿拉伯语字幕的日本。

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