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分类:经验分享 日期:2023-08-06 阅读:634

现在的手机硬盘普遍都在128G以上了,手机硬盘和ETB电脑硬盘里的存储芯片是一模一样的。就是这个SSD存储芯片,你手机上的游戏、视频、聊天记录都陆陆续续写进在这篇芯片里面。许多人都想知道这些文件在芯片里面到底是什么样子的,那现在我们就进去看看吧。进去之后,先把它放大到单个存储单元的大小。存储单元分左右两格,用来存放电子,电子数量最小时用111代表一个字节,电子数量最多时用000又代表另一个字节。

零和一可以形成八个组合,八个小格子可以存放八个不同的字节,随时供芯片读取。而写入的文件在存储单元里面就是每个格子里的电子,并且可以保存很多年,当你删除文件时,里面的电子就会被移出。存储单元有上百亿个,这种单元堆积成一个巨大的阵列,它们整齐的被叠成100层高,横向4万个行,纵向5万个列。

这些层与之间用控制导线连接,航与航之间则采用位线相连,位线和控制导线用于传输电流,也起到连接的作用。这就是刚刚那个三维立体阵列的外观。同样的三维阵列摆放成左右两块,然后拼接成一整块,把这样的八整块封装起来就是一颗存储芯片,它的容量是1TB大ETB的固态硬盘芯片只有一颗硬币大小,所以它也被广泛作为手机硬盘使用,也被做成电脑硬盘来保存数据。但是很多人疑惑,它和手机的运算内存有什么不同?

为什么在你手机关机后,里面的数据并不会丢失?这是因为有一层薄薄的墙壁锁住了数据,它只有75到100个原子的宽度。你的数据在硬盘断电后不会丢失,就是因为这层东西。这是巧妙的利用了薛定谔的量子力学原理。你不用被量子力学吓得划走,我读书的成绩比你还烂,但这完全不妨碍我们探索知识的脚步。当你拿手机拍完照或者接收信息后,数据会通过处理器的指令迅速保存在这个固态硬盘当中。

硬盘里面是八片叠起来的阵列单元,数据以电子的形式进入八片阵列单元里的其中一片,现在我们进入到里面。前面我们说过,一片阵列单元叠了100层存储单元,4万个行,5万个列,数据以电子形式进入到这个最小的存储单元中。不同数量的电子代表不同的字节,无数个字节串连成你的文件要。做到断电后数据不会丢失,是这两层电介质材料起到了关键作用。这是不导电的绝缘材料,可以阻止电子通过。

你可以把电子容器想象成一个封闭房间,把阻挡电子通过的绝缘体想象成一堵墙,于是你的数据被封在房间里面,无路可逃,并且可以保存很多年。那么很明显,一个新的问题来了,我们来看右边是保存数据的房间,左边是数据进出的通道,通道和房间之间被一堵墙隔着,墙是被封住的,房间也没有口子与通道相连。

那么我们要如何将通道中的数据存储到房间里面呢?或者换句话说,我们如何将通道中的电子送进封闭的存储单元里呢?这就要用到量子力学的原理。我们都知道,电子可以流动,是因为它本身自带一定的能量,这赌电介质的墙是绝缘体,所以电子的能量不足。可穿透这堵墙,但如果单纯靠加大电压很难控制电子的能量值,能量太高会破坏这堵墙,因此这套办法不行。

然而,在量子力学中,当数量众多的电子形成一定密度时,每个电子的自带能量也会发生变化,这个能量值会随着电子群的密度变化而变化。于是科学家们在这堵墙的另一侧施加一个正电压,正电场会将带负电的电子群从通道上吸引过来,这股拉力的大小取决于正电荷的密度,拉力刚刚好则取决于这堵墙的厚度也刚刚好。

这是一堵只有几十个原子大小的非常薄的电解质墙,电子是直接穿越过去而不是跨越。这堵墙被称为量子隧道。每次当你手机拍照时,你的手机会通过这个原理将照片通过量子隧道存入硬盘中的每个房间内。这是一套极其复杂的量子力学方程作为理论基础。这是100年前的两位物理学家的科研成果,他们算出这堵电介质强到底应该有多薄,以及炸机中的正电压到底要多强,才能让通道中的电子穿过这堵墙进入房间。

不仅如此,这个结构中的每一个尺寸都有严格的要求。你的手机硬盘里面有上百亿个这种存储单元为你工作,而且你每天拍照、发信息、玩游戏,这些都不需要你懂量子力学,探索关于计算机芯片领域的尖端科技,就像进入一个全新的世界。虽然大多数人不是科研工作者,但是我们对该领域多一次探讨,就会给类似像华为这样的科技企业多一份助力。

本文《发明固态硬盘的人真是一个天才》由专业从事企业网站建设网站排名优化的紫薇网络于2023年08月06日所收集或撰写。如果您觉得本文不错,请向您身边的朋友推荐和介绍;倘若本文有不足之处或对您有所侵犯,请来信通知我们!另外,如果您的企业或网站需要做网站关键词优化请与我们取得联系,紫薇网络将以最合理的价格、最快捷的速度、最安全的方法为您优化出最满意的效果!转载请保留此说明,谢谢合作!

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