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“获取独家整理的学习资料
混迹技术版“十万个为什么”多日，皮皮特来分享，先讲一则“尬笑话”。一教授去中关村买电脑。售后推荐，我们的电脑
性能卓越，
不超过2kg，适合您使用，
于是买之。
次日，教授又来，“我昨天称量，一共2.04kg，你们这是欺骗消费者。”客服解释，“您称不准。”教授暴怒：“我是国内首屈一指的称类专家，标准砝码就是从我手里出去的！”
客服退下，经理上，“您看，当天买下的时候，确实少于2kg，但是您在这里装了很多软件，还存了很多东西，您想想，这些东西换成书，要多重啊，即使我们这么先进的电脑，也要重一点啊。”
遂教授满意而归。
皮皮
只想真诚地发问：
so？
存满数据的硬盘比空硬盘重？
为此，
皮皮
决定从多方渠道资料入手，找到真相。
在验证真相之前，首先我们要对硬盘有一个浅显的认识。
空硬盘什么样？
空硬盘什么也没有？其实并不是。磁介质机械硬盘出厂时做过低级格式化，拿到用户的手上时已经被写入柱面、磁道、扇区等等信息，在没有内容的数据区，都被磁化成0的内容。所以空机械硬盘是绝大部分为0的内容，很小部分为数据（假设0，1参半）。
/ 存满数据后有什么变化？/
磁介质硬盘数据是通过调整磁介质磁极方向来存储的。有人比喻：机械硬盘是一个筐子，磁介质是里面放的很多香蕉。0是香蕉柄朝北，1是香蕉柄朝南。
存满数据就相当于，原来香蕉柄都朝北，现在一半朝北一半朝南。
请问筐子重量会不会变化呢？
当然不会！
SSD的NAND Flash存储，有人认为是测量被囚禁在浮动栅（Floating Gate）里面的电子的数量，大于100就是1，小于就是0。因为电子有质量，空的SSD以前都是0，现在被囚禁了很多电子，导致0，1参半，所以会重一点点。但是空SSD实际上绝大部分是1，存满数据实际上是0变多了，
那是不是意味着存满数据，SSD变轻了呢？
实际上，存0比存1重，所以SSD会变重。那么为什么存0反倒比存1重呢？这要从NAND Flash的存储原理说起。
闪存采用MOSFET来存放数据，
它由：
源极（Source）、漏极（Drain）、浮动栅（Floating Gate）和控制栅（Control Gate）组成。
相对场效应管的单栅极结构，闪存是双栅极结构。
浮动栅是由氮化物夹在二氧化硅材料（Insulator）之间构成。
MOSFET结构如下图：
数据就存放在Floating Gate之中，一个门可以存放1bit数据。如图所示，门中电压有个阈值Vth。如果检测到电压超过Vth，那么便认为这个bit是0，数据的写入和擦除，都通过Control Gate来完成。
在
Control Gate
加正电压，将电子（带负电）吸入
Floating Gate
。在此后，由于
Floating Gate
上下的二氧化硅材料并不导电，这些电子被囚禁（Trap）在
Floating Gate
之中，出不去了。这样无论今后
Control Gate
电压有否，这个状态都会保持下去，所以闪存可以掉电保存数据。操作完毕后，该闪存单元存储的是0，擦除操作（Erase）刚好相反：
在
Source
加正电压利用
Floating Gate
与
Drain
之间的隧道效应，将注入到
Floa
ting
Gate
的负电荷吸引到
Source
，排空
Floa
ti
ng
Gate
的电子。这时读取的状态是1。
那为什么有电子是0，没电子是1呢？因为读取的时候，需要给
Control Gate
加一个低的读取电压，对于被Program过的闪存单元来说，被囚禁的电子可以抵消该读取电压，造成
Source和Drain
之间是处于被关闭的状态：
如果是被擦除过的就刚好相反，
Source和
Drain
在
Control Gate
的低电压作用下，处于导通状态：
通过向
Control Gate
加读取电压，判断
Source-
Drain
之间是否处于导通状态来读取闪存单元的状态，如果被Program过的，就是处于关闭OFF状态，为0；而被Erase过的，就是处于导通状态ON，为1。
总结一下，就是Floating Gate里面没有电子，就是1；
如果有电子，就是0。
因为0有少许电子，比没有电子的1的状态要重一些。
