來介紹其對閃存數據保存的分析。

閃存基本單元浮柵晶體管的截面圖。最上面是控制層，中間是浮柵層，浮柵上面是多晶硅氧化層，下面是隧道氧化層?？刂齐妷汉芨叩臅r候，會產生量子隧穿效應，電子從襯底 Substrate出發，穿過隧道氧化層，進入浮柵保存起來，就完成了寫操作。反之，在控制層加很強的負電壓，電子就從浮柵量子隧穿，回到襯底，這個操作叫作擦除。不過，控制層不加電壓的時候，氧層依然會產生一個電場，叫作本征電場，它是由浮柵里面的電子產生的。在這個電場的作用下，電子會從浮柵慢慢泄露，泄漏的多了，數據就會發生錯誤。從寫入操作到電子慢慢泄漏，直到數據出錯，這個期限叫作數據保桿期，在SLC時代，這個時間很久，有好幾年，但是到了TLC時代，不到一年，有的只有幾個月。

那為什么閃存用得越久，數據保存時間越短呢?這要怪一個效應、這就要怪一個效應：Trap-assisted tunneling(TAT)。如圖2所示，我們知道隧道氧化層是絕緣的，但是隨著閃存的使用，歷經很多次的擦寫，氧化層和浮柵層的愛情終于要走到終點了，因為經過這么年風風

雨雨，氧化層老了，有不少通過它的電荷被滯留下來，絕緣體有了導電性。這樣，電荷從

浮柵跑得就更快了。所以，閃存擦寫次數越多，數據保存時間就越短。到最后快到額定擦

寫次數的時候，比如3000次，剛寫的數據就很容易出錯。

不過，氧化層并不總是在截留電荷，有時候它攔截的電荷也會離開，叫作 Charge de-trapping。只不過離開的既有正電荷，也有負電荷，所以對閾值電壓的影響是雙向的。

那么，怎樣解決 Data retention的問題呢?總不能讓用戶的數據放個幾個月或者幾年就丟了吧?一般固態硬盤會采用 Read Scrub技術，或者叫數據巡檢、掃描重寫技術等。

如果你對存儲技術有所了解，那么當你看到Scmb這個詞的時候，首先肯定想到的是Sun公司開發的大名鼎鼎的ZFS( Zettabyte File System)文件系統。ZFS的設計者發現，有很多用戶的數據長期沒有讀過，更別說被重寫了。即使是數據讀取頻繁的數據庫應用，也存在長期不被訪問的數據，它們寂寞地躲在角落里，長期無人問津。但是，不管什么類型的磁盤，總是會有概率發生比特翻轉，導致數據出錯，等你需要這份數據的時候，錯誤有可能比較嚴重，根本恢復不出原樣。在ZFS文件系統中，每個數據塊都有自己的校驗碼Checksum，只要被讀了，就可以通過 Checksum發現數據是否出錯，提前對出錯的數據塊進行糾錯。所以，ZFS提供了一個功能叫 Scrub，對文件系統進行掃描，提前發現那些出錯的數據，并糾錯重寫。

固態硬盤的 Read Scrub技術跟ZFS類似，在固態硬盤不忙的時候，按照一定的算法掃描全盤，如果發現某個閃存頁翻轉比特數量超過一定閾值，就重寫數據到新的地方。這樣做的好處是避免數據放太久從而導致比特翻轉數量超過ECC算法的糾錯能力，這樣能減少ECC不可糾錯誤。