原标题:写入固态硬盘的文件数据究竟存到了哪里？直观解读闪存结构

大家都知道机械硬盘使用带有磁性涂层的圆形旋转盘片来记录数据，固态硬盘则使用内部闪存颗粒存储数据。那么一颗颗黑色闪存小颗粒是如何保存海量数据的？它的内部是怎样的结构？下面让存储极客以东芝Q300固态硬盘为例来为大家解读。

Q300是东芝主流级固态硬盘，使用TC58NC1000GSB主控搭配东芝原厂15nm TLC闪存，测试表明综合耐久度达到了3000PE。对于今天拆解的240G容量来说，意味着每天写入40GB可用10年以上，作为闪存发明者，东芝原厂TLC闪存的品质还是非常令人放心的。

Q300的主控支持8通道，每通道最高支持4CE，能充分发挥并行操作优势。

Q300 240G使用大板PCB，正反面共有16颗闪存颗粒，编号为TC58TEG7THLTA00，单颗容量16GB。

黑色小颗粒其实是闪存芯片封装之后的样子，它的内部是一到多个Flash Die。每个Die的内部又可包含1到多个Plane。

在Plane之下又分成多个Block（块），每个Block又包含若干个Page（页）。对于闪存来说，能够读取和写入的最小单位是Page（页）。闪存不能覆盖写入，必须先擦除才能进行新的写入，而擦除的最小单位则是Block（块）。

固态硬盘之所以要比同样使用闪存的优盘快很多，一方面是由于闪存通道的影响。优盘通常为单通道设计，而固态硬盘主控根据性能定位不同可分为双通道、四通道和八通道多种类型。东芝Q300和Q200EX使用的都是最高规格的8通道主控。固态硬盘可利用多个通道并发读写，达到类似内部RAID0的效果。

对于东芝Q300 240G来说，它的每个通道对应2个128Gb Die，颗粒总容量达到2048Gb，也就是256GB，扣除7%保留空间用于优化寿命和性能，最终达到240G用户可用容量。

在Q300所用闪存颗粒的内部，实际上包含了比标称容量更大的可用空间。TC58TEG7THLTA00内部包含2个Plane，每个Plane至多包含1446个Block，每个Block包含384个Page，每个Page的标准大小是16KB，而实际容量会略大一些：大约有17.9KB。

每个Page页中多出的1.9KB容量通常是作为Spare空间，存储主控ECC纠错所需的额外信息。闪存中记录的数据允许少量出错，只要在固态硬盘主控的ECC能力范围内，用户不会察觉到数据曾经发生过错误，一切都会被静默修复。

闪存有擦写寿命限制，当某个Block达到退役阈值时（如擦除失败或多次读取失败），会被标记为“坏块”，它会被出厂时额外多给的正常Block块取代。

目前MLC正全面被TLC取代，TLC每个存储单元可容纳更多的数据，但性能与寿命相比MLC还是有一定劣势，如果你日常工作中有包含Photoshop制图或Premiere视频编辑一类需求，不妨考虑东芝的Q200EX240G，价格相比三星同类产品便宜三成多，性价比表现非常出色。