SSDとかHDDとか。

容量増えてますねハードディスクドライブ(HDD

ハードディスクは昔から・・・非常に歴史の古いレベルの記憶装置です。
中には磁気ディスクが数枚から数十枚入っており、その間を「ヘッド」が動くことで
そのヘッドの先から発生する「磁気」で「読み書き」を実行します。
ヘッドは高速で回転していることから、その間を細いヘッドが動き回ると言う・・・衝撃によってヘッドがディスクに当たると
あら大変・・・な装置です。
ノートパソコン用のHDDなどには落下や衝撃を感知して
素早く、ヘッドを初期位置にリセットして動作を停止させるものもあります。

昔、よくこのヘッドとディスクの間をビュンビュンと動き回る例として

ビルの間を、大型旅客機が飛び回ってるものだとする例がありました。
それだけ細かなところを、スピードを出し動き回っているので衝撃には注意しろって言うための例えですね。

あとHDDの記憶読み込み、また記憶される媒体であるディスクに利用されるのは「磁気」です。
そのため「磁石」に弱いと言うものがあります。
昔の大半のPCは、HDDが内蔵されていたため、磁石を近づけるなと良く言われました。
と言うか昔は多かったです、磁気ディスクに代表されるような磁気による記憶媒体。「FDD(フロッピーディスクドライブ)」などなど・・・

SSD(ソリッドステートドライブ)

名前格好いいな。

と思える新しい記憶媒体。もう、世に登場してかなりたちました。

SSDは「フラッシュメモリ」を利用した
「不揮発性メモリー」になります。

不揮発ですので、記憶した内容は電源を落として通電していない状態でも消えることはありません。
逆に揮発してしまうメモリーは、CPU内のキャッシュ、メインメモリーなどで利用されます。
こっちのほうが高速です。書込んだ内容を保持しておく機構、素材、構造がないだけシンプルになるので。
まずは簡単な非常に簡易な図は以下でございます。


それでもSSDとHDD。SSDのほうが高速です。そこは流石のシリコンチップ。
さてさてNAND型フラッシュメモリの簡単な記憶、消去までの流れを・・・

  1. 低電圧をかけ、データを読み込む

    NANDフラッシュには「浮遊ゲート」と呼ばれる箇所があり、
    浮遊ゲートは、「絶縁膜」と「トンネル酸化膜」に挟まれる形で存在しています。
    記憶されたデータは、「浮遊ゲート」に「電子」として浮かんでいる状態になっており、
    「トンネル酸化膜」側から低電圧をかけることでこの電子の状態を「読み込み」ます。
    この際、「トンネル酸化膜」は「絶縁状態」になっており。
    読み込むことはしますが、浮遊ゲートから「電子」が逃げないようしています。
  2. 高電圧をかけ、データを書き込む

    高電圧をかけることで「トンネル酸化膜」は絶縁体ではなく、電気を通すようになります。
    そこから電子が「浮遊ゲート」に入り、電子が通過した後は高電圧をかけるのをやめて
    「トンネル酸化膜」を「絶縁」状態にして閉じ込めます。
  3. 逆方向の電圧をかけてデータを消す

    書き込みとは逆方向への高電圧をかけることで「トンネル酸化膜」から電子を取り除きます。

さてじゃぁなんでSSDは「勝手に情報が消えたり」することがあるのでしょうか?
理由は

トンネル酸化膜の劣化により電子が逃げ出すようになること
もしくは
自然に放電されてしまうと言う問題
になります。
また、SSDの寿命云々があるのも基本的には、酸化膜の劣化です。

しかしこの酸化膜が非常に重要です。
これがあるおかげで通常揮発 してしまうものが酸化膜に挟まれて逃げられなくなり保存されるのでした。

2020-10-28 09:27:35

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