固态硬盘内的数据能够保存多久?

固态硬盘内的数据能够保存多久?,第1张

在讲解固态硬盘(SSD)前,我们先讲几个术语(名词)。就像我们如果讲解机械硬盘,我们要明白磁盘和磁头,读写部分的机械结构等。

反正吧,磨刀不误砍柴工。

为了更好地展开说明,列举一些容易混淆的概念并加以说明。

闪存介绍

上面提到闪存在固态硬盘的广泛应用,所以在讲解固态硬盘的各种算法前需要重点介绍一下闪存的特性。

闪存使用三端器件作为存储单元,分别为源极、漏极和栅极,主要利用电场的效应来控制源极与漏极之间的通断在栅极 与硅衬底之间增加了一个浮置栅极,浮置栅极可以存储电荷,利用电荷存储来存 储记忆。

擦除:释放浮置栅极的电荷,从而使之变成‘1’,这个动作被称为“擦除”。

编程:向浮置栅极注入电荷,从而使之变成‘0’,这个动作被称为“编程”。

2. 内部组织结构

闪存颗粒内部一般由成千上万个大小相同的块(Block) 所组成,块大小一般为数百 KB 倒数 MB。每一个块的内部又分为若干个大小相同的页(Page),页的大小一般为 4KB 或者 8KB。

3. 数据写入

4. 数据读出

在通电 40 C 和断电 30 C 温度下,SSD 将将数据保留 52 周,即一年。如表所示,数据保留与活动温度成正比,与断电温度成反比,这意味着较高的断电温度将导致保留率下降。该活动温度仅为 25-30 C 且断电为 55 C 的最坏情况下,数据保留时间可能短至一周,这是许多网站所炒作“数据在几天内丢失”的言论。是的,它在技术上可能发生,但不是在典型的用户环境中。

在现实中,55 C 的断电温度对于客户端用户来说根本不现实,因为SSD很可能在室温下存储在室内某处(壁橱、地下室、车库等),温度往往低于 30 C。另一方面,活动的温度通常至少为 40 C,因为电脑中的硬盘和其他元件会产生热量,使之超过室温

Control Gate: 控制栅

ONO: 氧化层

Floating Gate: 浮动栅

Tunnel Oxide: 隧道氧化层

Silicon: 硅

与一般原理一样,数据保留的时长是有技术解释的。半导体的导电率随温度而变化,这对NAND来说是个坏消息,因为当它不通电时,电子不应该移动,因为这会改变单元(cell)的电荷。换句话说,随着温度的升高,电子更快地从浮动栅中逸出,最终改变单元的电压状态,使数据不可读(即SSD不再保留数据)。

对于正常通电使用时,温度具有相反的效果。由于较高的温度使硅导电性更高,因此在编程/擦除 *** 作过程中电流较高,对隧道氧化层的压力较小,从而提高了单元(cell)的耐久性,因为隧道氧化层保持电子在浮动栅内的能力实际上决定了SSD的耐久性[寿命]。

总之,在典型的客户环境中, 绝对没有理由担心 SSD 数据保留时长 。请记住, 此处提供的数字适用于已通过其耐久性考核的SSD(写入量达到标称值) [潜台词就是隧道氧化层将电子控制在浮动栅的能力已经变得较差了]。因此对于新SSD,数据保留时长要久得多,通常对于基于 全新的MLC NAND的SSD来说, 数据保留时长通常会超过十年 。如果你今天买了一个SSD,并存储数据,SSD本身将变得完全过时比它将失去它的数据更快。此外,考虑到 SSD 的成本,将它们用于冷存储无论如何都不经济高效,因此,如果您希望存档的数据,我建议仅出于成本原因使用机械硬盘。

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美国物理研究所——太阳能电池板的明显缺点是它们需要阳光来发电。一些人已经观察到,对于地球上面向太空的设备来说,它的温度很低,从设备中冷却出来的能量可以用我们用来利用太阳能的光电子物理原理来收集。AIP出版社在最近一期的《应用物理快报》上发表了一项新工作,该工作有望提供一种像太阳能电池那样的发电方式,但这种方式可以在夜间为电子设备供电。

一个由国际科学家组成的团队首次证明,利用宇宙的寒冷直接在二极管中产生可测量的电量是可能的。红外半导体器件面向天空,利用地球与空间的温差产生电能。

“宇宙的浩瀚是一种热力学资源,”论文作者樊山辉(音译)说。“就光电子物理而言,在接收入射辐射和接收出射辐射之间确实存在着非常美丽的对称性。”

与普通太阳能电池利用进来的能量形成对比的是,负光照效应允许电能在热量离开表面时被收集。然而,今天的技术无法像过去那样有效地捕捉这些负温度差带来的能量。

通过将他们的设备指向温度接近绝对零度的太空,研究小组发现了一个足够大的温差,可以通过早期的设计来发电。

论文的另一位作者小野正志(Masashi Ono)表示:“目前,我们通过这个实验所能产生的能量远远低于理论极限。”

研究小组发现,他们的负照明二极管每平方米能产生约64纳米瓦的电量,虽然只产生很少的电量,但这是一个重要的概念证明,作者可以通过提高他们所使用材料的量子光电子性能来改进这一概念。

计算后创建的二极管电显示,当考虑大气影响,当前设备几乎可以理论上产生4瓦特每平方米约一百万倍的设备生成并足以帮助所需动力机械在晚上运行。

相比之下,今天的太阳能电池板每平方米产生100到200瓦。

尽管研究结果显示,地面设备可以直接飞向天空,但范说,同样的原理也可以用于回收机器的余热。目前,他和他的团队正致力于改善他们的设备的性能。


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