固态硬盘里的数据只能保存一年！怎样能让里面的资料保存得更久呢

突然看到JEDEC（固态技术协会）的一个标准文件，上面显示，固态硬盘里面的数据，只要保证存储一年的时间不损坏，就算是符合标准了，我的心里立马泛起了波澜。那一年之后，这些数据会怎样呢？我的数据在一年之后还安全吗？

我们日常用于存储的设备，除了固态硬盘，还有机械硬盘和U盘，内存卡，以及手机里的内存等，那么，这些设备是否也都只能存储一年呢？

如果你有一样的疑问，那就跟着我一起，今天好好研究一下这个问题。

首先，我们看看硬盘的存储原理。

机械硬盘通过磁头在旋转的盘片上读写数据，盘片表面涂有磁性材料，磁头通过改变磁性方向记录0/1信息。磁性方向的改变，属于机械变化，相对牢靠，在没有强磁场、剧烈震动等外界因素影响的情况下，5-10都不会发生变化。在实验室环境，条件适合的情况下，甚至能超过50年。

固态硬盘是采用NAND闪存来存储数据的，它是一种靠存储电荷来表述存储数据的技术。这些存储电荷的单元，就叫做闪存单元，每个闪存单元，通常由一个或者多个晶体管组成。

这个闪存单元，分为SLC（单层单元）、MLC（多层单元）、TLC（三层单元）和QLC（四层单元）等类型。具体的信息对比我就不都说了，大家可以看下图。

我们以SLC为例，1个晶体管存储1个bit，8个晶体管就可以存储1个字节。这里我多说一句，英文字母，数字，运算符号，这些，一个字母就是1个字节，我们的汉字，一个字是占两个字节的。

晶体管其实是一个比较大的泛称，具体到固态硬盘里面，这个类型是浮栅晶体管。浮栅的字面意思，就是漂浮的栅栏。这个形容非常形象，因为浮栅晶体管确实就是里面是由多晶硅组成，外面是一层二氧化硅绝缘体。

当控制栅得到高电压的时候，电子产生隧穿效应，通过绝缘层，进入到浮栅。这些电子被困住，留在浮栅里面，就是我们保存的数据。

如果要释放浮栅里的电荷，也就是要清空数据，只要施加反电压即可。

如果要读取里面的数据，只需要测试源极与漏极是否导通就行。原理是得到电压，衬底里的电子就会移动，在源极与漏极之间形成一条可以导通电流的线路，视为1。如果被困在浮栅里的电子比较多，衬底里的电子不够排列，那就无法导通，视为0。

这就是NAND闪存存储、删除、读取数据的原理。

从这个原理我们可以看出，NAND闪存里面，主要磨损的部件，就是这个二氧化硅绝缘层，因为电子要从上面穿来传去嘛。绝缘层经过长期的磨损，肯定就不牢靠了，电子存在自己从浮栅跑出来，进入到衬底的可能。也就是我们前面提到的，保存的数据，有丢失的风险了。

有人说，那你把这个绝缘层加固，搞厚一点不就行了吗？那么，电子隧穿需要的电压就要增加，速度也会大大降低，也就是，我们存储数据的速度就会大幅度减慢。所以，这肯定是不行的。

由于SLC需要8个晶体管才能存储1个字节，成本是相当高的，所以，后来又出现了MLC、TLC和QLC。这些类型的原理跟SLC类似，但比SLC复杂。SLC的浮栅内部，就两种状态，要么有电子，要么没有电子。而MLC、TLC和QLC通过精准控制浮栅内电子的多和寡，让同一个浮栅表达出了多种状态。最终的结果，到QLC的时候，一个浮栅晶体管存储的数据，达到了SLC的4倍，4个bit。这四种类型闪存单元上面有提到，具体信息可以上翻查看。

但是，由于QLC一个浮栅晶体管，要表达多种状态，所以，对于其体质的要求也更高了。SLC只要判断浮栅里有没有电子就行，所以，电压的高低，其实影响不大，哪怕绝缘层磨损严重，也能很容易判断。但是，QLC要通过电压的精准区分来判断浮栅内的状态（具体来说，是有16种状态），绝缘层磨损稍微大一点，这个状态就不准确了。

另外，SLC操作数据存储、读取、擦除的时候，只需要进行充放电就行，一次就可以完成。但是，QLC一个浮栅要表达16种状态，所以，一次操作，电子要穿越绝缘层很多次，磨损大大增加。

最终的结果就是，两者的寿命差距巨大，SLC的寿命最高可达QLC的1千倍。

说完原理，我们再来说一开始的问题。其实，这个标准里所说的数据保存一年，是在完全断电的情况下，并且是对于产品的最低要求。我们只要隔个三五个月给固态硬盘、U盘等通一下电，这个断电时间就要重新开始计算了。

至于固态硬盘、U盘通一下电就能进行一次刷新的原因，是固态硬盘里面有控制器存在，控制器在通电并且不需要进行数据读写的时候，会对所有存储单元进行检查，发现电荷不足，会重新写入。

另外，影响这些固态存储设备存储数据时间的一个重要因素是温度，温度越高，存储时间越短。根据JEDEC（固态技术协会）的指南，消费类的固态在30°C的环境下，可离电保存52周。而温度降低到25°C的时候，这这个时间就会拉长到105周。相反，温度提高到35°C的时候，这个时间就会缩减到26周。

虽说，环境温度对于固态设备存储数据的时长影响非常明显，但是，这个因素并不是我们所能控制的。我们所能做到的，就是定时给自己的存储设备通一下电，避免设备长时间离电。