Solid State Drive (1991)

存储介质的致命的缺陷

• 磁：机械部件 (无法避免的 ms 级延迟)
• 坑 (光)：挖坑效率低、填坑很困难

我们想要的是电子的密度、电路的速度！

• Flash Memory “闪存”
• 如何在电路中持久 1-bit？
  • 挖个坑
  • 把电子填进去 = 一个状态
  • 把电子放跑 = 另一个状态

1-Bit Flash Memory

闪存：作为存储设备的分析

存储特性

• 价格低：大规模集成电路
• 容量高
• 可靠性高：集成电路封装，不怕摔

读写性能

• 极高，而且有极高的扩展性 (电路是天然并行的)
  • 极为离谱的优点：容量越大，速度越快

应用场景

• Tape is Dead, Disk is Tape, Flash is Disk, RAM Locality is King (Gim Gray, 2006)

开启 “优盘” 时代 (1999)

但是！Flash Memory 会 Wear Out

放电 (erase) 做不到 100% 放干净

• 放电数千/数万次以后，就好像是 “充电” 状态了
• Dead cell; “wear out”

有没有感觉有点害怕？

• 我竟然还在用优盘给大家上课？
• 很多文件应该写了上千次了？

答案：软件定义磁盘

你的 SSD、优盘，甚至是 TF 卡里都藏了完整的计算机系统

FTL: Flash Translation Layer

• “Wear Leveling”: 用软件使写入变得 “均匀” (虚拟内存)

Flash Disk 与 NAND Flash

优盘, SD 卡, SSD 都是 NAND Flash

• 但软件/硬件系统的复杂程度不同，效率/寿命也不同
  • 典型的 SSD
    • CPU, on-chip RAM, 缓存, store buffer, 操作系统 ...
    • 寿命: ~1 PB 数据写入 (~1,000 年寿命)
  • SD 卡/TF 卡
    • 标准没有规定必须内置 FTL
    • 但良心厂家依然有 ARM 芯片

结论：一定不要买过度便宜的优盘！

更不要保存重要数据

• 还记得什么是 “设备” 吗？

• 设备是可以 “伪造” 的
  • 可以假装成另一个厂商的设备
  • 甚至可以伪造容量
    • 超过容量的部分自动丢弃了

奸商什么事都干得出来

学了《操作系统》，你也可以当奸商

• 挣钱的途径写在《刑法》第一百四十条【生产、销售伪劣产品罪】：生产者、销售者在产品中掺杂、掺假，以假充真，以次充好或者以不合格产品冒充合格产品