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回復”1024“獲取獨家整理的學習資料

混跡技術版“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，你們這是欺騙消費者。”客服解釋，“您稱不準。”教授暴怒：“我是國內首屈一指的稱類專家，標準砝碼就是從我手里出去的！”

客服退下，經理上，“您看，當天買下的時候，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，即使我們這么先進的電腦，也要重一點啊。”

遂教授滿意而歸。

皮皮只想真誠地發問：so？存滿數據的硬盤比空硬盤重？

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識。空硬盤什么樣？

空硬盤什么也沒有？其實并不是。磁介質機械硬盤出廠時做過低級格式化，拿到用戶的手上時已經被寫入柱面、磁道、扇區等等信息，在沒有內容的數據區，都被磁化成0的內容。所以空機械硬盤是絕大部分為0的內容，很小部分為數據（假設0，1參半）。

/ 存滿數據后有什么變化？/

磁介質硬盤數據是通過調整磁介質磁極方向來存儲的。有人比喻：機械硬盤是一個筐子，磁介質是里面放的很多香蕉。0是香蕉柄朝北，1是香蕉柄朝南。存滿數據就相當于，原來香蕉柄都朝北，現在一半朝北一半朝南。請問筐子重量會不會變化呢？當然不會！

SSD的NAND Flash存儲，有人認為是測量被囚禁在浮動柵（Floating Gate）里面的電子的數量，大于100就是1，小于就是0。因為電子有質量，空的SSD以前都是0，現在被囚禁了很多電子，導致0，1參半，所以會重一點點。但是空SSD實際上絕大部分是1，存滿數據實際上是0變多了，那是不是意味著存滿數據，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來存放數據，它由：源極（Source）、漏極（Drain）、浮動柵（Floating Gate）和控制柵（Control Gate）組成。相對場效應管的單柵極結構，閃存是雙柵極結構。浮動柵是由氮化物夾在二氧化硅材料（Insulator）之間構成。MOSFET結構如下圖：

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

在Control Gate加正電壓，將電子（帶負電）吸入Floating Gate。在此后，由于Floating?Gate上下的二氧化硅材料并不導電，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，這個狀態都會保持下去，所以閃存可以掉電保存數據。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，將注入到Floating?Gate的負電荷吸引到Source，排空Floating?Gate的電子。這時讀取的狀態是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之間是處于被關閉的狀態：

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，處于導通狀態：

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

總結一下，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的狀態要重一些。空的SSD大部分是1，沒有電子；寫滿后0狀態變多了，有了更多的電子，所以重一些。

/ 結論 /

存滿數據后，機械硬盤只有磁級變化，質量不變；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，全世界的互聯網大概也就一顆草莓那么重呢~

最后，好奇皮皮再一次上線：學習會讓體重增加嗎？（畢竟知識就是力量）

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點個"在看"唄^_^

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總結

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？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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