固态硬盘为啥这么快?1TB与500GB容量的固态硬盘谁的使用寿命更长?
很多人都知道固态硬盘要比机械硬盘更“快”,但是你知道其中的原因吗?
固态硬盘与机械硬盘不同的工作原理决定了二者的工作速度。
今天让小编来给大家介绍一下机械硬盘与固态硬盘的工作原理。
机械硬盘工作原理
机械硬盘的内部结构:马达、磁盘、磁头臂、磁头。
磁盘面上有很多的小格子,小格子内有很多的小磁粒,磁粒具有一定的极性,磁粒极性朝下时记为0,磁粒极性朝上的时记为1。
工作时,机械硬盘中的磁头会悬浮在距磁盘面几纳米远的上方。磁头通过识别磁盘上的极性进行数据读取;磁头通过磁场改变磁粒的极性进行改写和写入数据。
此外,为了能够精准定位数据所在磁盘面上的位置,磁盘本身又被划分了无数的扇区和磁道。
读取数据时,磁道需先摆动到数据对应的磁道上方,再等待相应扇区转到磁头下面,才能读取数据。
以上就是机械硬盘的工作原理,因为机械硬盘利用磁性极粒来存储数据的,因此机械硬盘通常又被称为磁盘。
固态硬盘工作原理
固态硬盘采用纯电子结构,与机械硬盘完全不同。
固态硬盘的基本结构:存储电子的浮栅层,控制极G、衬底P、源极D与漏极S。固态硬盘存储数据的基本单元叫浮栅晶体管。
1、写入数据
在控制极G施加一个高压,这样电子就可以穿过隧穿层,进入浮栅层,但因为绝缘层将电子挡住,电子无法继续前进,就只能一直待在浮栅层;
撤去电压,因隧穿层的存在,电子依旧只能待在浮栅层,如此,一位数据就被写入存储进去了。
电子能在里面待多久取决于固态硬盘能够存储数据的年限,一般一块新的固态硬盘能够保存数据的年限为10年。随着时间增长,不断有电子跑出来,当跑出来的电子越来越多,我们存储的数据就会消失。
2、读取数据
当浮栅层中不存在电子时(存储数据为1),给控制极加一个低压,由于是低电压,电子只能被吸引到靠近隧穿层的位置,却无法穿过隧穿层,故源极漏极可以导通,形成电流。
如果检测到电流,说明它没有储存电子,则读取数据为1。
当浮栅层中存在电子时(存储数据为0),给控制极同样加一个低压,浮栅层里面的电子与这些电子相互排斥,所以电子无法被吸引到靠近隧穿层的位置,源极漏极不会导通,不会形成电流。
如果没有检测到电流,说明浮栅层储存一定数量的电子,则读取数据为0。
3、擦除数据
其实明白了写入数据的原理,就应该能够推测擦除数据的原理,就是释放被困在浮栅层的电子们,在衬底上施加高压,这样电子被吸出来,数据就会被擦除。
不过固态硬盘也是有擦写限制的,不能无限次擦写数据。因为反复擦写数据,电子就得反复在隧穿层进出,造成隧穿层损坏,而当隧穿层不能再有效的阻隔电子时,它就失去了应有的作用。
相比于机械硬盘的机械结构,数据读取时将磁头摆动到磁道上方等待对应扇区转过来,固态硬盘的纯电子结构电子交互在存取速度方面优势突出。
最后,回到最初的问题,你认为一个1TB容量的固态硬盘与一个500GB容量的固态硬盘谁的使用寿命更长?为什么?
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