文件讀防寫要怎麼解除
快閃記憶體，即
Flash Memory
。是一種非易失性記憶體。儲存在快閃記憶體內部的資料，在斷電的情況下，只要儲存得當，可以儲存
10
年以上。因此，現在的許多電子產品，比如
U
盤、各種型別的固態硬碟，手機快閃記憶體，相機記憶體、
SD
卡，
TF
卡等等，都用到了快閃記憶體晶片。下面重點介紹一下快閃記憶體的內部構造和儲存資料的原理。
一）快閃記憶體的基本儲存單元構造
快閃記憶體的基本儲存單元（
Memory Cell
）如下圖所示。看起來有點像
N
溝道（
N-Channel
）
MOS
管，但比
MOS
管多一個懸浮閘（
Floating Gate
）。懸浮閘內可以儲存電荷。在懸浮閘的兩端，是層間絕緣膜和二氧化矽隧道氧化膜。一旦電荷進入懸浮閘內，在沒有外部施加電壓的情況下，可以被長期儲存。常溫環境下，這些電荷可以被儲存
10
年以上。但如果環境溫度過高，懸浮閘內的電子可能會因為獲得熱能而逃逸。電荷逃逸意味著資料丟失。懸浮閘的上方是控制閘（
Control Gate
），相當於
MOS
管的
G
極。懸浮閘的下方，左邊是源極（
Source
），右邊是漏極（
Drian
）。
最下面是
P
阱（
P-Well
）。
二）快閃記憶體的寫入原理：
寫入資料時，在
G
極施加較高的電壓，源極接地，漏極也施加適當的電壓。這時，源極和漏極導通，電子流在源極和漏極之間流動。當電子流足夠強大時，會發生穿隧效應，部分電子會穿越二氧化矽氧化膜，進入懸浮閘。理論上，只要二氧化矽氧化膜不退化，移除電源之後，進入到懸浮閘內的電子也不會丟失。這樣就完成了寫入的動作。
三）快閃記憶體的資料讀取：
電荷進入懸浮閘之後，產生一個電勢。這個電勢施加到
G
極，導致
G
極電壓產生偏移。我們以此來判斷懸浮閘內是否存在電荷。假設有電荷為“
1
”，則無電荷為“
0
”。資料就這樣讀取出來了。
四）快閃記憶體的資料擦除：
擦除資料就是清除懸浮閘內的電荷。一般有兩種方式。
1
，在源極加上較高的電壓，
G
極接地，讓源極和
G
極之間形成一個較高的電壓差，強大的電勢能會把懸浮閘內的電子“吸”出來，越過二氧化矽氧化膜流向源極。如下圖所示。
2
，在源極加上正電壓，在
G
極加上較高的負電壓，源極和
G
極之間形成一個較高的電壓差，強大的電勢能會把懸浮閘內的電子“擠”出來，越過二氧化矽氧化膜流向源極。如下圖所示。
以上是正常擦除的方法，還有一種特殊情況，如果快閃記憶體長期存放在高溫環境下，懸浮閘內的電子可能因獲得熱能而加速運動，並有可能突破二氧化矽氧化膜，
“
逃逸
”
出來，丟失電荷就是丟失了資料。所以大家在使用固態盤時，儘量避開熱源。像
M。2
和
mSATA
這類小固態盤，不要安裝在發熱量大的部件附近。
五）快閃記憶體的分類
根據基本單元的連線方式不同，快閃記憶體被分為
NOR Flash
、
NAND Flash
、
DINOR Flash
和
AND Flash
等幾種。為了方便描述，我們用一個符號來表示快閃記憶體的基本儲存單元。如下圖所示。
1）NAND Flash
。
NAND Flash
的最大特點是把基本儲存單元串聯連線起來使用。如下圖所示。基本儲存單元
Cell 1
的源極連線到基本儲存單元
Cell 2
的漏極，基本儲存單元
Cell 2
的源極連線到基本儲存單元
Cell 3
的漏極，……依此類推，到最後，基本儲存單元
Cell n-1
的源極連線到基本儲存單元
Cell n
的漏極，基本儲存單元
Cell n
的源極連線到地。這樣，一連串的基本儲存單元組成一條資料線（
Data Line
）。為了管理方便，在該資料線的前端，即
Cell 1
的漏極，加入一個開關管
SW1
。當向
SW1
的
G
極施加有效電平時，這條資料線才被選中。每個基本儲存單元的
G
極，連線到各自對應的字線（
Word Line
）。
NAND Flash
又可以細分為
SLC
、
MLC
、
TLC
、
QLC
、
PLC
等幾種。
SLC
：Single Level Cell
。
早期的
NAND Flash
，只需要判斷懸浮閘內是否有電荷。假設有電荷為“
1
”，則無電荷就是“
0
”。一個基本儲存單元只儲存
1bit
資料。這種
NAND Flash
被稱為
SLC
。它的讀寫操作簡單快速。
相較於後面提到的幾種NAND快閃記憶體晶片，SLC晶片的製造成本比較高，所以價格也比較昂貴，因此，SLC晶片很少用來製造大容量的固態硬碟，一般用來製造對可靠性要求較高的儲存裝置。比如小容量的隨身碟或工業級儲存裝置等等。
現在標註SLC的產品很難找到，下面這款U盤據說是SLC的，但我在商品規格欄沒看到相關說明。
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MLC
：Multiple Level Cell
。
後來發展出一種新的
NAND Flash
，一個基本儲存單元內可以儲存
2bit
資料。其原理其實很簡單：假設懸浮閘內可以儲存
40
個電荷，如果裡面不足
10
個電荷，我們把它判定為“
0 0
”，如果裡面有
10-20
個電荷，我們把它判定為“
0 1
”，如果裡面有
20-30
個電荷，我們把它判定為“
1 0
”，如果裡面有
30-40
個電荷，我們把它判定為“
1 1
”。完美表達了
2bit
二進位制數。
當然，實際上不可能去數電荷，而是用四個等級的參考電壓值去比較，接近哪個等級就判定為哪個值。由於讀和寫的過程都要進行電平比較，所以
MLC
的讀寫速度比
SLC
慢一些。
標註MLC的產品比SLC的產品比較好找一些，但仍然比較少見。讀者如果遇到，可不要輕易放過。下面這款產品，是明確標註了MLC晶片的，但我沒用過，歡迎用過的讀者在評論區留言，告訴我好不好用，好用我再買個備用。
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TLC
：Triple Level Cell
。
TLC
則是在一個基本儲存單元內，儲存
3bit
資料。即“
000~111
”共
8
個數字。其原理和
MLC
一樣，但每次讀寫一個基本儲存單元，需要比較
8
個等級的電平。所以，
TLC
的讀寫速度比
MLC
更慢。
不過，如今的快閃記憶體容量越來越大，都用SLC和MLC不太現實，所以，現在能用TLC的，都是良心商家了。下面這款長城固態硬碟，用的就是TLC。信價比算是很高的了。產品照片如下圖。如要了解更多，可點選下面的連結。
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QLC
：Quad Level Cell
。
QLC
是在一個基本儲存單元內，儲存
4bit
資料。即“
0000~1111
”共
16
個數字。
現在QLC快閃記憶體晶片技術最成熟的應該是Intel了，據說他們是用浮柵將多層基本單元的G極跨層連結成一個單元，所以他們的QLC晶片，讀寫更穩定更可靠，讀寫速度居然比別家的TLC更快。
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PLC
：Penta Level Cell
。
PLC
是在一個基本儲存單元內，儲存
5bit
資料。即“
00000~11111
”共
32
個數字。
用PLC晶片的產品我現在還沒見到過，見到的讀者請在評論區留言，談談使用感受。
2）NOR Flash
NOR Flash
的基本儲存單元是並聯連線。各基本儲存單元的
G
極連線到字線（
Word Line
），源極連線到源線（
Source Line
），漏極連線到資料線（
Data Line
）。如下圖所示。
3）NAND Flash
和NOR Flash
的異同點：
NOR Flash
寫入時採用通道熱電子（
Channel Hot Electron
）方式。在
G
極和漏極之間施加較高的電壓，以提高透過
N
溝道的電子的能量，讓這些電子可以突破絕緣層進入懸浮閘。因此，這種快閃記憶體的能耗較大，不適於低壓操作。
NAND Flash
寫入時採用隧道（
Tunel
）方式。利用氧化膜的隧道現象來寫入資料。因此能耗較小。
NOR Flash
的讀出速度非常快。讀出時間只需要
100ns
。適用於隨機存取。
NAND Flash
是串聯連線，所以它只適合順序存取（
Sequential Access
）。如果要隨機儲存（
Random Access
），則速度非常的慢。
NOR Flash
的基本儲存單元體積較大，很難高密度整合。
而
NAND Flash
基本儲存單元體積較小，適於高密度整合。也因此，市面上容量較大的快閃記憶體，基本上是
NAND Flash
。
4）
DINOR Flash
和AND Flash
為了兼備
NAND Flash
的高密度整合和
NOR Flash
的快速隨機存取，並避開它們的缺點，日本三菱和日立等公司又研發出了
DINOR Flash
和
AND Flash
。
DINOR Flash
即
Divided Bit-Line NOR
，其基本儲存單元的連線如下圖所示：
AND Flash
基本儲存單元的連線如下圖所示：
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