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為什么固態硬盤會有寫入量的限制？是誰決定了閃存的壽命？在查閱了東芝在SNIA上題為《NAND Controller Reliability Challenges》的演講資料后，我發現了其中的秘密。

數據有著保質期：Data Retention

閃存使用Floating Gate浮柵結構存儲電子來表達數據，位于浮柵下方的隧道氧化層會阻止浮柵中的電子從中逃逸，從而實現斷電后數據的長期存儲。

不過隨著時間的增長，浮柵中的電子還是會有一小部分從中逃出來，導致閾值電壓出現漂移。這個過程通常十分緩慢，對于新的閃存單元來說需要持續十幾年才會導致出錯。但如果閃存在高溫的環境下儲存，會加速電子流失的速度。

閃存老了也會健忘：

人老了容易健忘，閃存在嚴重磨損之后不僅變得健忘，還可能記錯事情。電子在高電壓的作用下穿透氧化隧道層，并在這個過程中給氧化隧道層產生磨損，使其保持電子的能力變低。

當電子不能被浮柵結構良好保持時閃存就會出錯，數據出錯率不斷增高，直至超過主控糾錯引擎所能處理的上限，固態硬盤也就壽終正寢了。

寫入費耐久，讀取也干擾：Read Disturb

過去很多朋友認為閃存只有寫入限制，讀取則是無限量的。實際上反復讀取也會產生干擾。

閃存單元在刷新重寫之前大約可以反復讀取數千次，而不會產生不可糾正的錯誤。

忽冷忽熱也不行：Cross temperature

溫度同樣會對閾值電壓產生影響。如果在溫度T1寫入的數據在與之相差較大的T2溫度時讀取，可能會產生讀取錯誤。

2D平面TLC閃存的允許讀寫溫差在40度左右，而3D TLC閃存可以做到70度左右，允許更寬廣的使用溫度范圍。

為了應對諸多技術挑戰，東芝BiCS閃存使用Charge Trap電荷陷阱結構取代了過去在平面閃存時代常用的浮動柵極結構，保持電子的能力更強，使用壽命更久。

最早于2007年提出的BiCS三維閃存堆疊技術不僅提供了更高的存儲密度和存儲容量，還降低了存儲單元之間的耦合性，提高閃存可靠度。

BiCS閃存還能支持被成為Full Sequence的一次編程模式，提高3D TLC閃存的寫入速度。

除了入門SATA型號TR200之外，東芝RC100以及新近推出的RD500/RC500 NVMe固態硬盤均采用了BiCS閃存，提供更可靠更耐用的存儲體驗。