1956年，美国IBM公司研发了全球第一款电脑硬盘，它有两个冰箱那么大，容量是五兆。2019年一款普通的M2固态硬盘，厚度是2.3毫米，容量是500G。从机械硬盘到固态硬盘换代是一次跨越式的提升，但是为什么说固态硬盘自身的迭代却是一种倒退式发展呢？
倒退式发展.jpg
一块普通的机械硬盘，它有一张每分钟旋转7200次的磁盘和一根每隔十几毫秒就写入一次数据的磁头组成，你平时听见的电脑噪音大多就是硬盘的机械运动产生的。
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一块固态硬盘，由主控，缓存和几块闪存芯片组成，通过电信号传输主控只需要不到0.1毫秒的时间，就能存取闪存上不同位置的多个数据，所以要比机械硬盘的读写速度快上几百倍。固态硬盘中最关键的部分是负责存储数据的闪存，它决定了固态硬盘的性能。闪存最初诞生于一块硅晶元，芯片厂商根据不同的需要把晶圆上品质合格的晶片切割出来，再进行封装，就得到了被称为圆片的闪存。十几年来，各大芯片厂商先后推出了四种带有不同颗粒结构的闪存。
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在第一代的SLC颗粒中，闪存的最小存储单元只能存储一比特的数据，也就是一个0或者一个1，所以一个单元只有两种状态。
二代MLC.jpg
在第二代的MLC颗粒中，研发者们往一个单元里塞进了两比特的数据，零和一排列组合，一个单元就能有四种状态。
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以此类推，到了最新一代的QLC颗粒，一个存储单元已经可以表达16种状态，存储容量达到了初代SLC颗粒的八倍，但命运所有的馈赠都早已在暗中标好了价格，因为存储容量的翻倍同时也会导致闪存颗粒运行速度和寿命的减少，不同于机械硬盘的磁盘，固态硬盘的闪存能够擦除和写入的次数有限，而这个次数就是闪存的寿命。当闪存颗粒的擦写次数达到极限的时候，闪存就会损坏，其中存储的数据也就会丢失。
初代的SLC颗粒，可用的擦写次数是十万次，在最新一代的QLC颗粒上，擦写次数则骤降到了一千次，在容量和使用情况相同的情况下，二者的理论寿命相差了整整一百倍，所以可以说随着技术的发展，每一代固态硬盘的性能反而倒退了，这种倒退式的发展思路当然是故意为之，它能降低固态硬盘的成本，让我们这样的普通人也能消费得起，就算性能被打了折扣，固态硬盘的寿命仍然足够普通人使用，运行速度也还是会比机械硬盘快上不少，更多情况下，固态硬盘存在的问题并不是寿命不足，而是当固态硬盘快要被塞满的时候，运行速度会突然降低!这个问题产生的原因和闪存的擦写过程有关。
存满的存储空间.jpg
我们用这些格子代表闪存的存储空间，其中蓝色的是已经存有数据的位置!如果你删除了某个文件，硬盘并不会立刻拆除对应位置的数据，而是会给他打上一个标记，当你要存储一份文件的时候，硬盘也不会在标记的位置写入新的数据，而是会把数据存进空白的区域，利用更多的存储空间，随着读写次数的增加，硬盘里的空白区域很快就会被用的差不多了，此时如果还要写入新的数据，那就需要把这些带有标记的位置腾出来，也就是拆除其中的数据。但是闪存要擦除数据就只能把一整块区域里有用没用的数据同时擦除，所以硬盘必须先把那些还有用的数据挪到其他位置，再把这一整块区域清空才能写入新的数据。
将有用的内容挪到其他位置.jpg
整个过程被称为写入放大，它意味着更复杂的步骤，更长的耗时以及更多的擦写次数，所以如果你把固态硬盘塞得太满，硬盘的运行速度和寿命就会降低。为了解决这个问题，厂商选择了另外一种用倒退换取进步的方式，缩小硬盘可用的容量。
预留部分空间.jpg
通过预留一部分空白空间强行阻止你把硬盘塞满，这也是为什么你在市面上看见的固态硬盘容量上往往都标着240或480个G而不是256，512这样的整数了！
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