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回復(fù)”1024“獲取獨(dú)家整理的學(xué)習(xí)資料

混跡技術(shù)版“十萬個為什么”多日，皮皮特來分享，先講一則“尬笑話”。一教授去中關(guān)村買電腦。售后推薦，我們的電腦性能卓越，不超過2kg，適合您使用，于是買之。

次日，教授又來，“我昨天稱量，一共2.04kg，你們這是欺騙消費(fèi)者。”客服解釋，“您稱不準(zhǔn)。”教授暴怒：“我是國內(nèi)首屈一指的稱類專家，標(biāo)準(zhǔn)砝碼就是從我手里出去的！”

客服退下，經(jīng)理上，“您看，當(dāng)天買下的時候，確實少于2kg，但是您在這里裝了很多軟件，還存了很多東西，您想想，這些東西換成書，要多重啊，即使我們這么先進(jìn)的電腦，也要重一點啊。”

遂教授滿意而歸。

皮皮只想真誠地發(fā)問：so？存滿數(shù)據(jù)的硬盤比空硬盤重？

為此，皮皮決定從多方渠道資料入手，找到真相。

在驗證真相之前，首先我們要對硬盤有一個淺顯的認(rèn)識。空硬盤什么樣？

空硬盤什么也沒有？其實并不是。磁介質(zhì)機(jī)械硬盤出廠時做過低級格式化，拿到用戶的手上時已經(jīng)被寫入柱面、磁道、扇區(qū)等等信息，在沒有內(nèi)容的數(shù)據(jù)區(qū)，都被磁化成0的內(nèi)容。所以空機(jī)械硬盤是絕大部分為0的內(nèi)容，很小部分為數(shù)據(jù)（假設(shè)0，1參半）。

/ 存滿數(shù)據(jù)后有什么變化？/

磁介質(zhì)硬盤數(shù)據(jù)是通過調(diào)整磁介質(zhì)磁極方向來存儲的。有人比喻：機(jī)械硬盤是一個筐子，磁介質(zhì)是里面放的很多香蕉。0是香蕉柄朝北，1是香蕉柄朝南。存滿數(shù)據(jù)就相當(dāng)于，原來香蕉柄都朝北，現(xiàn)在一半朝北一半朝南。請問筐子重量會不會變化呢？當(dāng)然不會！

SSD的NAND Flash存儲，有人認(rèn)為是測量被囚禁在浮動?xùn)?#xff08;Floating Gate）里面的電子的數(shù)量，大于100就是1，小于就是0。因為電子有質(zhì)量，空的SSD以前都是0，現(xiàn)在被囚禁了很多電子，導(dǎo)致0，1參半，所以會重一點點。但是空SSD實際上絕大部分是1，存滿數(shù)據(jù)實際上是0變多了，那是不是意味著存滿數(shù)據(jù)，SSD變輕了呢？

實際上，存0比存1重，所以SSD會變重。那么為什么存0反倒比存1重呢？這要從NAND Flash的存儲原理說起。

/ 閃存的工作原理 /

閃存采用MOSFET來存放數(shù)據(jù)，它由：源極（Source）、漏極（Drain）、浮動?xùn)?#xff08;Floating Gate）和控制柵（Control Gate）組成。相對場效應(yīng)管的單柵極結(jié)構(gòu)，閃存是雙柵極結(jié)構(gòu)。浮動?xùn)攀怯傻飱A在二氧化硅材料（Insulator）之間構(gòu)成。MOSFET結(jié)構(gòu)如下圖：

數(shù)據(jù)就存放在Floating Gate之中，一個門可以存放1bit數(shù)據(jù)。如圖所示，門中電壓有個閾值Vth。如果檢測到電壓超過Vth，那么便認(rèn)為這個bit是0，數(shù)據(jù)的寫入和擦除，都通過Control Gate來完成。

在Control Gate加正電壓，將電子（帶負(fù)電）吸入Floating Gate。在此后，由于Floating?Gate上下的二氧化硅材料并不導(dǎo)電，這些電子被囚禁（Trap）在Floating Gate之中，出不去了。這樣無論今后Control Gate電壓有否，這個狀態(tài)都會保持下去，所以閃存可以掉電保存數(shù)據(jù)。操作完畢后，該閃存單元存儲的是0，擦除操作（Erase）剛好相反：

在Source加正電壓利用Floating Gate與Drain之間的隧道效應(yīng)，將注入到Floating?Gate的負(fù)電荷吸引到Source，排空Floating?Gate的電子。這時讀取的狀態(tài)是1。

那為什么有電子是0，沒電子是1呢？因為讀取的時候，需要給Control Gate加一個低的讀取電壓，對于被Program過的閃存單元來說，被囚禁的電子可以抵消該讀取電壓，造成Source和Drain之間是處于被關(guān)閉的狀態(tài)：

如果是被擦除過的就剛好相反，Source和Drain在Control Gate的低電壓作用下，處于導(dǎo)通狀態(tài)：

通過向Control Gate加讀取電壓，判斷Source-Drain之間是否處于導(dǎo)通狀態(tài)來讀取閃存單元的狀態(tài)，如果被Program過的，就是處于關(guān)閉OFF狀態(tài)，為0；而被Erase過的，就是處于導(dǎo)通狀態(tài)ON，為1。

總結(jié)一下，就是Floating Gate里面沒有電子，就是1；如果有電子，就是0。因為0有少許電子，比沒有電子的1的狀態(tài)要重一些。空的SSD大部分是1，沒有電子；寫滿后0狀態(tài)變多了，有了更多的電子，所以重一些。

/ 結(jié)論 /

存滿數(shù)據(jù)后，機(jī)械硬盤只有磁級變化，質(zhì)量不變；而SSD因為鎖住了更多的電子，所以變重了。盡管只重了0.00000（此處省略多個0）1克。不過，全世界的互聯(lián)網(wǎng)大概也就一顆草莓那么重呢~

最后，好奇皮皮再一次上線：學(xué)習(xí)會讓體重增加嗎？（畢竟知識就是力量）

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的呃... 写满数据的硬盘是否比空硬盘重？的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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