固态硬盘SSD是如何存储数据的？为什么固态硬盘不能长时间保存数据？NAND FLASH的工作原理？U盘存储卡这些是如何存储数据的？
电脑的固态硬盘、手机的硬盘、U盘还有存储卡都属于闪存，如果再细分的话它们都属于NAND FLASH
接下来我们就来说说它是如何存储信息的
它存储信息的基本单元是一个浮栅晶体管，下面是结构示意图
和我们平时见的常规晶体管非常相似，不同的是它在断电以后可以存储信息，而常规晶体管不能存储信息。
先说一下常规晶体管的工作原理，红色小球代表电子，当栅极电压为0时，它是截止的
当我们给栅极施加一个5V电压，栅极就能把黄色区域中的电子吸引到绝缘层附近。因为绝缘层的存在，电子都聚集在这一区域，形成了N沟道
如果我们给DS极施加电压，这个晶体管就会有电流流过
而当我们把栅极电压去掉，电子就不会在这一块聚集，没有形成通路，所以晶体管就会截止
这种常规的晶体管只能控制截止和导通，而浮栅晶体管在常规晶体管的基础上多了两层东西，其中一层是隧穿层，另外一层是浮栅层
它是这样存储信息的，也就是写信息。如果想要它存储电荷，必须给它一个高压，比如20V，这样电子就能穿过隧穿层，进入浮栅层。因为有绝缘层的存在，电子再也不能往前移动了，所以被囚禁在了浮栅层
而当我们把电压撤去，这些电子依然会被囚禁在浮栅层。因为隧穿层本质上也是绝缘体，所以它只能被关押着，这样一位数据就被存储进去了
这些电子能被囚禁多长时间也就是固态硬盘可以存储数据的年限，一般新的固态硬盘可以保存的数据年限是10年，因为随着时间的流失，不断地有电子越狱成功，等越狱的电子多到一定数量时，我们保存的数据就不见了
如果我们想释放这些电子，也非常简单，可以在它的衬底上施加高压，这样电子就被吸出来了
我们删除电脑上的数据其实就是在释放这些电子，浮栅晶体管有没有存储电荷就可以代表0和1，上述过程就是电子的写入和擦除的过程
关于它读数据的原理也非常简单，比如当它没有存储电子的时候，我们给栅极一个低压，它就会导通，因为电压低，电子只能被吸引到这里，所以就导通了形成电流
在它的上方会有检测电流的东西，如果检测到电流，说明它没有存储电子
而如果浮栅晶体管存储了电子，我们还给它加原来那个电压，由于浮栅层里面的电子对这些电子有排斥作用，所以这时候晶体管就不能导通，这时候就检测不到电流，或者电流很小，它就是这样读取数据的。
在实际中NAND FLASH都是以块为单位擦除数据的，而以页为单位读写数据
举例来说，这就是一块数据，每一行都是一页数据，在每一列的两端都有两个普通晶体管，这两个晶体管的不同开关状态就可以控制我们的读写和擦除。
行代表字线，列代表位线，一行就是一个字节，这一块数据总共可以存储8个字节。它的每一列晶体管都是串联的，结构上是这样的：每两个晶体管共用一个N区，可以减少制造难度，它的这一列共用一个衬底
其实不止是每一列，它的这一块数据都共用一个衬底，所以只要我们给衬底施加高压，这一整块的数据都会消失。这就是它为什么是以块来擦除数据的原因。
再来说说它为什么以页为单位来读写，因为字线同时连接到了这一页上所有晶体管的栅极，它没法单独的去控制里面的每一个晶体管
比如我们要给某个晶体管写入数据，就需要给这个字线高压，给它的位线写0，其它的如图。这样这一个晶体管在高压下就会存储电荷，而我们不想存储电荷的话，就给它的位线2V电压，这样由于这些晶体管的沟道效应就阻碍的电子进入晶体管的浮栅层，所以它们就没有存储电荷
如果把存储电荷代表0，此时它代表的数据是01111111
其实在真正的实际应用中，一块数据不可能只有8字节，按小存储芯片来说，它的一页数据也得有32,768位，也就是4KB，每一块存储里面含有64个这样的页，也就是一块数据得有256KB。
而一个NAND FLASH里面含有8,192个这样的数据块，总空间就是2,097,152KB，也就是2个G的存储空间
因为它的每一位都需要一个晶体管，所以仅仅2G的存储卡需要存储数据的晶体管得有170亿这么多（以SLC颗粒，最基础的NAND FLASH为例）
最后我们再来说一下为什么固态硬盘有擦写次数要求，也就是擦写多少次，最多的擦写次数目前是10万次
这是因为在擦写的过程中，电子反复在隧穿层进进出出，这就导致隧穿层损坏，不能阻拦电子，失去了隧穿层应有的作用
