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。

      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。

      当源级到漏级之间有电流（1），说明浮栅里没有电子。

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：

       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