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固态硬盤工作電流實測

科技 更新时间:2024-09-02 09:17:58

昨天淩晨,看完FBI警告的小姐姐後準備睡覺。突然手機微信聲音響起,打開後發現是許久不聯系的大學舍友杜哥。說起杜哥,在大學時代也是一個神人,腦子裡經常蹦出一些奇奇怪怪的問題。比如,大口吸氣後人會不會變重?如果三天不睡覺,能不能連睡三天?

他知道我在大學時比較喜歡搗鼓電腦,所以這次杜哥在微信上問了我一個電腦方面的問題。他說:我前段時間看了你的文章,感覺你對固态硬盤挺了解的。我現在這個固态硬盤是1TB的,如果我把它裝滿了,會變重嗎?

固态硬盤工作電流實測(固态硬盤裝滿會變重嗎)1

如果其他人問我這問題,我肯定鳥都不鳥。但杜哥在大學時期經常請我吃飯上網,我小陳豈是那種忘恩負義之人?

于是我在微信上對杜哥說道,這個問題有點難,容我想想。明天給你答複。

作為一個技術流,無論問題看上去多麼荒謬,都要嚴謹的對待。想要知道這個問題,我們首先要知道固态硬盤是如何存儲信息的。在前面的文章中,我們提到固态硬盤由三大件組成。其中存儲顆粒就是主要負責存儲信息的。

固态硬盤工作電流實測(固态硬盤裝滿會變重嗎)2

固态硬盤内部構造

那麼存儲顆粒是如何工作的呢?存儲顆粒是由很多浮栅晶體管構成的。每個浮栅晶體管中的浮栅被二氧化矽包裹,與上下層絕緣,斷電時可以保存電子。這就是固态硬盤可以存儲數據的原因。

固态硬盤工作電流實測(固态硬盤裝滿會變重嗎)3

電腦中的數據是以0和1的二進制數據保存在硬盤中,浮栅中的電子數量多于中間值時,就表示0。少于中間值時就表示1。

固态硬盤工作電流實測(固态硬盤裝滿會變重嗎)4

寫入數據時,會在下方的P極增加一個電壓。浮栅内的電子會在量子遂穿的影響下,穿過絕緣氧化層,吸附于P極。這時浮栅内的電子就小于中間數,表示為1。

反之,在上方的控制極增加一個電壓,就能使原來的P極的電子再遂穿至浮栅内。使得浮栅内電子數高于平均值,此時表示為0。

根據網絡信息顯示,一個8nm制程SLC存儲單元的浮栅晶體管可存儲13個電荷。也就是說,當每個浮栅晶體管有13個電荷時,表示為0。如果有7個以下電荷則表示為1。

固态硬盤工作電流實測(固态硬盤裝滿會變重嗎)5

在計算機中最小的信息單位是bit,也就是一個二進制位,8個bit組成一個Byte,也就是字節。

固态硬盤工作電流實測(固态硬盤裝滿會變重嗎)6

一般情況下,信息的分布是比較随機的。從概率上來說,0和1是平均分配的。也就是說,當固态硬盤存滿數據時,有一半0,一半1。所以,固态硬盤中的一半浮栅晶體管有13個電子,另外一半則有7.5個電子。所以一個字節大概估算有4*13 4*7.5=52 30=82個電子。

那麼1TB的容量有多少字節呢?在物理存儲中1KB=1000字節(軟件計算為1024),1000KB=1MB,1000MB=1TB。所以1TB=1x10⁹。也就是8.2x10^10個電子數量。

一個電子的重量為9.10956*10^⁻28g,我們就可以計算出來1TB的固态硬盤裝滿後,電子的重量為7.4*10^-17g,也就是0.000000000000000074g。

最終,我們得出結論。一塊使用8nm制程SLC存儲單元的1TB固态硬盤,在浮栅晶體管沒有電子的情況下,存儲滿數據,會增加0.000000000000000074g的重量。

杜哥,來看我的結論吧。

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