SSD 读写擦相关知识

1. 简述闪存的工作原理及存储和记录数据

      每个闪存芯片中有海量的存储单元(Cell),下图是一个闪存存储单元的示意图,从上到下包括控制栅极、氧化层、浮栅层、隧道氧化层和衬底;左侧是源极,右侧是漏极。电流只能从源极向漏极单向传导

     电流的形成条件:电荷(正负电荷均可)的定向移动形成电流;(2)电池提供电压可以形成电流。

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      闪存记录数据的关键在于浮栅层,当其中被充满电子时是已写入状态,代表二进制0;当其中没有电子时是已擦除或未写状态,代表二进制1。

      源级到漏级之间没有电流(0),说明浮栅中有电子

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      当源级到漏级之间有电流(1),说明浮栅里没有电子

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2. 为啥越用越慢?揭秘 NAND 闪存的读写过程 (qq.com) 

3. 商店

        存储单元细节图如下:

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       数据在闪存的存储单元中是以电荷形式存储的。存储电荷的多少,取决于控制栅极所被施加的电压,其控制了是向存储单元中冲入电荷还是使其释放电荷。而数据的表示,以所存储的电荷的电压是否超过一个特定的阈值Vth来表示

   (1)闪存的写入,就是给控制栅极施加电压,使得浮栅极存储的电荷够多,超过阈值Vth,就表示0;

   (2)闪存的擦除,就是对浮栅极放电(给源极施加电压),低于阈值Vth,就表示1。

     实际上:写入时,是在字线 WL 上施加电压;擦除时,是在位线 BL 上施加电压

4. 为什么写flash时,要先擦除

      闪存上每个存储单元(Cell)只能由 1 变 0,不能由 0 变 1。原因是:当电子被注入浮栅后,浮栅上的电荷就固定了,无法再次吸电子。

      写数据只能将 1 写为 0,擦除数据是将所有数据都写为 1。

     擦除操作的含义:将整个 Block 都擦除成全是 1,也就是里面的数据都是 0xFF。

5. 闪存的工作原理

        OS在删除一个文件时并不是把内容写0,而是把索引和文件存储空间标记为作废。但是SSD主控并不知道这个情况,它还认为文件存储空间是有用的数据,在写放大和GC的过程中不停的搬来搬去,造成性能和寿命的下降。

6. 擦除 Erase 和 Trim

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