使用 NAND Flash（包括 SD 卡、eMMC、U 盘、固态硬盘等使用的存储介质）的一个核心特性和优化关键。
您描述的流程 “读 -> 改 -> 擦 -> 写” 是操作 NAND Flash 的黄金法则。下面我将对您的描述进行详细的解释和扩展，以便更全面地理解。
这源于 NAND Flash 的物理结构：
基本单元是晶体管：每个存储单元是一个浮栅晶体管，通过内部捕获的电子数量来表示数据（0或1，或更多状态）。
写的原理：写入操作（Program）实际上是向控制极施加电压，让电子注入浮栅。这个过程只能将比特位从 1 改变为 0。
擦除的原理：擦除操作（Erase）是施加一个反向的高电压，将浮栅中的电子强行拉出来。这个过程会将整个擦除块（Block）内的所有比特位重置为 1。
因此，一个空白（全为1）的页面，你可以将其中的某些位写成0。但如果你想把0改回1，单靠写入操作是绝对做不到的，必须通过擦除整个块来实现。
这就是您说的“不擦除是无法正常写数据的”根本原因。这里的“正常写”指的是任意地更改数据。
您说的 “数据缓存好以后，你可以提前擦除，把一大块区域，每次写，都保证这块区域被擦过” 是一个非常关键且实用的优化策略。这背后的逻辑是：
擦除操作很慢：擦除一个 Block（块，通常大小为 128KB ~ 256KB）的时间远高于写入一个 Page（页，通常 4KB ~ 16KB）的时间。
写入必须在擦除之后：如果你想写入的数据所在块没有被擦除（即不是全1），那么控制器必须先执行耗时的擦除操作，然后才能写入，这会大大降低写入速度。
优化方法（也是现代Flash管理器的核心工作）：
空闲块池（Free Block Pool）：Flash 控制器（或 FTL：Flash Translation Layer）会维护一个“空闲块列表”，这些块都已经被提前擦除好了，状态为全 1。
当需要写入新数据时：控制器直接从“空闲块池”中取出一个准备好的块来进行写入，避开了“擦除-写入”这个漫长等待过程，从而实现了高速写入。
后台垃圾回收（Garbage Collection, GC）：当后台空闲时，控制器会自动将那些包含已失效数据的块进行整理：把还有效的数据搬走，然后把整个块擦除，再把这个空块加入到“空闲块池”中，为下一次写入做好准备。
您提到的“每次写，都保证这块区域被擦过”，其实就是指写入操作的目标块永远来自这个“空闲块池”。
结合您的描述，一个完整的“写入”过程对于闪存控制器来说是这样的：
读（Read）：如果需要“修改”数据，必须先读取原有数据到缓存中。
改（Modify）：在缓存中将需要更新的数据修改好。
擦（Erase）：（关键准备步骤）由控制器在后台提前完成，确保有足量的“已擦除”的空闲块。
写（Write/Program）：将缓存中准备好的新数据，写入到事先擦除好的空闲块中。
映射更新（Mapping Update）：更新FTL的映射表，将系统看到的逻辑地址指向新的物理地址，旧的物理地址被标记为“无效”，等待后续垃圾回收。
您对 SD NAND / NAND Flash 特性的理解是完全正确的。
特性：其物理特性决定了必须以块为单位擦除（Erase），以页为单位写入（Program），且擦除是写入的前提。
优化：通过预擦除（Pre-erasure） 和维护空闲块池的策略，将耗时的擦除操作与数据写入操作在时间上分离开，从而大幅提升随机写入性能和用户体验。这正是现代闪存设备（如SSD、高性能SD卡）速度如此之快的重要原因之一。
再用大白话给你翻译下
想象 NAND Flash（比如你的SD卡、手机存储）就像一块：
只能用铅笔✏️写字，而且橡皮擦
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