SSD工作原理

要理解SSD的工作原因，主要理解其读、写过程即可，重要的的写放大的原理，详细的共包括垃圾回收机制、写放大、OP（预留空间）、WL（wear leveling，磨损平衡），其中写的粒度是page，垃圾回收的粒度是block，page：16KB，block一般几十MB，且SSD不能修改写page，只能写-》擦除-》写，所以导致了顺序写比随机写性能更好。但是若读写粒度、垃圾回收粒度一直的话，那么随机写和顺序写的性能将会是一样的。
参考了两篇文章特别好：
1、SSD工作原理
2、SSD 为什么顺序写比随机写性能更好？

为什么ssd速度比hdd快？
1、ssd可以并行写入flash(一个读写总线后面并行挂多个flash芯片，存储一般用的nand flash)。
2、ssd给场效应管(MOS管)加电压就能读。
反观，hdd只能依赖磁盘寻道进行读写，盘片需要机械旋转、磁头需要机械换道，速度不如加电压来的快。另外一块hdd磁头就有1个，也无法并行读写。

为什么ssd有写入放大？（越用写入放大越大）
1、ssd不能覆盖写，被写入的page，必须擦除后才能再次写入。
2、写入、擦除的大小不一致。写按照page写入(4KB)；擦除按照block(16*page, 64KB)。删除只是在记录page的mapTable映射表中标记下某个page被删除了（无效page），没有实际删除。等写入、删除多了后，block中掺杂了大量的无效page，再次写入时候剩余的空闲page越来越少，此时从多个block中的抽取有效page写入到新的空白block中，将原来的block擦除掉（这个过程称为GC），本来写入一个page的，但是中间写入了多个block，所以产生了写放大，导致了写入缓慢，搬移越多的block，写放大越大，写入速度也就越慢。
但是为啥不设计一种ssd：能够覆盖写，就不用擦除了么？或者写入、擦除的粒度一致都是page，就可以不用搬移block，就不会有写放大了么？
根本原因是ssd使用的是mos管，工作利用电压控制源极和漏极之间的通断来工作的，写入之后电子有序了（代表0），擦除状态（电子无序）代表1。
写操作是在控制极加正电压，使电子通过绝缘层进入浮栅极。
擦除(erase)操作正好相反，是在衬底加正电压，把电子从浮栅极中吸出来。
读操作给控制栅加读取电压，判断漏极-源极之间是否处于导通状态，进而可以判断浮置栅有没有存储电荷，进而判断该存储单元是1还是0。
由于mos管的串并连接关系结构，决定了，能够单独写入一个mos管状态，但是不能单独擦除一个mos的状态，必须是一次擦除串联的多个mos管，所以读写粒度不一样。

半导体二极管、三极管模电知识