最强科普：你的硬盘是如何储存数据的?

这，是你的个人电脑，里面的数据对你至关重要，藏着你多年以来积累的文档、照片、视频和游戏。

而这些数据都存在硬盘中。

如果按照接口来分的话，硬盘可以分为很多种分类。但为了便于理解，我们按照数据存储的方式，可以简单的把硬盘分为机械硬盘和固态硬盘。

机械硬盘

顾名思义，就是以一种机械化的装置对数据进行存储。主要部件包括一个类似机械臂的磁头和磁头臂（控制单元）和两面涂有磁性材料的由电机带动旋转的磁盘（存储单元）。

数据写入时，距离盘面 3 纳米的磁头会利用电磁铁，改变磁盘上磁性材料的极性来记录数据，两种极性分别对应 0 或 1 。0 和1构成的二进制，成为计算机世界的原子。

读取数据时，旁边的读取器可以识别磁性材料的不同极性，再还原成 0 或 1 。

在工作时，数据会通过接口进入主控制单元，经处理后再分配到存储单元中储存。

SSD的基本存储单元由浮栅晶体管组成，主要有这些结构。

其中的浮栅被二氧化硅包裹，和上下绝缘，所以即使在断电时，也能够保存电子。当电子数量高于一个中间值就表示 0 ，低于中间值就表示 1 。

晶体管每次写入数据前都要先擦除，在 P 极上加一个电压，浮栅中原有的电子会因为量子隧穿效应通过绝缘层被吸出来，让浮栅中的电子数量低于中间值，还原成 1 ；

如果要写入 0 ，就在控制极加一个电压，让电子穿过绝缘层再注回浮栅，使电子数量高于中间值，表示 0 。

但在读取时，无法直接得知浮栅中有多少电子，所以只能曲线救国。

这里需要说明一下，往控制极加一定大小的电压，会导通这两个 N 极。控制极上的电压越大，N 极间的电流也越大。

多阶存储单元大大提升了固态硬盘的容量，但也影响了硬盘寿命和性能。