总结:闪存的物理特性(块擦除、电子操作不可逆)使其无法直接覆盖写,必须通过擦除-重写流程完成数据更新。这一限制推动了FTL、垃圾回收等技术的发明,以在应用层模拟覆盖写行为,同时平衡性能、寿命和可靠性。
物理结构限制
和闪存的物理结构有关,闪存的基本单元是浮栅晶体管,每个单元存储电荷来表示数据。写入的时候,是通过施加电压把电子注入浮栅,擦除则是把电子移走。这个过程可能需要不同的电压或者操作步骤,导致不能直接覆盖。
操作流程限制
闪存分成块,块又分成页。写入是按页进行的,但擦除必须整个块一起擦除。所以如果要覆盖一个页,必须先把整个块的数据复制到其他地方,擦除块,再写入新的数据。这个过程不仅耗时,增大WA,也会影响寿命,因为每个块有擦写次数限制。
覆盖写需要以下流程步骤:
- 读取目标块的所有有效页到Buffer
- 擦除整个块
- 将覆盖的新数据与之前的有效数据重新写入块中