经验啦

  1. 首页 > 科技 > >

固态硬盘|数字存储完全指南——固态硬盘的历史、结构与原理( 三 )

数码固态硬盘半导体机械闪存




即使放到 76 年后固态硬盘的价格也不是一般公司能够承受得起的 ， Bulk Core 价格查不到 ， 但是同时期推出的给 IBM 大型机使用的 STC4305（它用来储存的技术和我们现在相机的成像原理很像） ， 45MB 售价 40 万美元 ， 相当于现在的 167 万美元（dollar times ， 2021） ， 在那个年代买家公司给自己打工几十年都够了 ， 大家自己仔细品品 。

在 ROM 出来之前大部分固态都是使用 RAM（也就是我们今天运行内存那种）保存数据的 ， 需要电池来维持数据 ， 断电之后数据便会丢失 。


固态储存设备的基石：浮栅晶体管/（只读）储存器 ROM

半导体和晶体管可以说是现在整个电子世界的基石 ， 而浮栅晶体管其实是 1967 年由亚洲人发明的 ， 分别是韩裔美国工程师 Dawon Kahng（姜大元）与华裔美国工程师 Simon Min Sze（施敏） 。


关于浮栅晶体管的原理和结构我们会在下面介绍 ， 浮栅晶体管也是半导体晶体管的一种 ， 它之所以和现在 CPU 使用的晶体管区别开来 ， 并且适用于储存设备 ， 是因为它被高电阻材料包围的结构特性 ， 可以让其中包含的电荷在很长一段时间内保持不变 ， 注意这个很长一段时间指的是以 10 年以上 。


姜大元和诗敏不仅发明了浮栅晶体管 ， 而且提出了实际的应用场景 —— 利用浮栅组成的储存单元制作出只读储存器（EPROM） 。

我们现在常见的 ROM 其实就是只读储存器（Read-Only-Memory）的缩写 ， EP 指的是可擦除（Erasable）可编程（Programmable） 。 也就是说它可以通过高电压的设备把数据放进浮栅晶体管储存单元里 ， 之后就没办法修改了 ， 所以说是只读 。 而可擦除则是利用强紫外线来直接把浮栅晶体管里面的电荷都放跑 ， 这样就达到了擦除的效果 ， 之所以只能用紫外线 ， 是因为浮栅晶体管本身被高电阻材料包围 ， 很难用电去「吸」出里面的电荷 。


后来人们在这个基础上发明了 EEPROM ， 也就是我们接下来介绍的闪存 Flash 的前身 。 它多出来的这个代表电（Electric） ， 指的是这个 ROM 可以被高电压擦除（电子隧穿效应 ， 下面会详细介绍） ， 然后重新写入数据 ， 这个基本就是 1980 年代后的事情了 。

说个我们小时候 ， 现在年轻人可能碰不到的例子：游戏机的卡带 ， 比如我小时候玩的任天堂 GBA 的卡带 ， 拆开就会发现里面有一块黑黑的一坨东西 ， 或者一大块黑黑的芯片 ， 那个就是装着游戏本体的 EPROM ， 而另外小的一块用来写入存档的就是 EEPROM（有时候也会合并到那一大坨黑黑东西里面） 。


以前我们老是觉得玩游戏存档速度要存到天荒地老 ， 就是因为 以前 EEPROM 技术限制只能单字节擦除和写入 ， 这个速度写个存档可以想象速度想快也快不起来 。

同时因为 EEPROM 和 EPROM 其实都是同一种浮栅晶体管 ， 受到强紫外线照射会把储存器清空 ， 而阳光里面最不缺的就是紫外线 ， 所以以前我们老是发现卡带放久了就会「掉档」（有过掉档重玩的痛苦记忆的同学可以留个评论哈哈） ， 就是因为放存档的 EEPROM 里面电荷都被阳光（通常几个星期）或者室内的荧光灯（可能要几年）晒跑了 。


这两项储存器先天结构就优于当时的机械硬盘 ， 单从速度方面也比当时的机械硬盘快几十倍 ， 所以当时一些固态储存公司开始发展起来 ， 比如我们现在常见的闪迪就是这个时候进入市场的 。 英特尔也开始研发闪存 ， 同时用固态给处理器加速（现在傲腾加速条系列也保留着那个时候的基因） ， 很多人还开始给自己的个人电脑配上了固态（不是用来储存 ， 太贵了 ， 只用来加快电脑运行） 。

相关经验推荐


上一篇：骨传导耳机|自然灵动，水中仙子：南卡Runner Pro3骨传导运动耳机

下一篇：音响|音响使用什么晶振比较好？