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在近日的小米 14 系列發(fā)布會(huì)上，雷軍公布了名為“Xiaomi Ultra Space 存儲(chǔ)擴(kuò)容”技術(shù)。

小米在研發(fā)澎湃 OS 的時(shí)候做了大量底層重構(gòu)，發(fā)現(xiàn)以往存儲(chǔ)芯片額外預(yù)留空間非常大，256GB 中至少還有額外 10GB 空間浪費(fèi)。

小米工程師希望重寫系統(tǒng)固件，魔改產(chǎn)品將這部分空間省出來，在和供應(yīng)商一同驗(yàn)證之后，采用了這個(gè)方案。最終小米 14 / 小米 14 Pro 的 16+512GB 版本可以多出 16GB 空間，小米 14 Pro 的 8+256GB 版也可以多出 8GB 空間。

對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)，有些網(wǎng)友持反對(duì)態(tài)度，觀點(diǎn)主要集中在以下幾個(gè)方面：

1、OP（預(yù)留空間）一直存在，雖然對(duì)于普通消費(fèi)者不可見，但對(duì)于開發(fā)者來說改變 OP 大小并不是很困難的技術(shù)，小米這樣改變 OP 大小的“技術(shù)升級(jí)”算不上“技術(shù)革新”。

2、減小 OP 空間會(huì)影響閃存壽命。

3、無論是 256GB 多 8GB 還是 512GB 多 16GB 提升都不大。

那么這項(xiàng)技術(shù)究竟怎么樣呢？

小米如何魔改存儲(chǔ)芯片？

一塊標(biāo)稱 256GB 的手機(jī)存儲(chǔ)，實(shí)際的真實(shí)空間其實(shí)超過了 275GB。其中 93.1% 的空間是用戶真實(shí)可使用的，剩下的 6.9% 被稱為 Over Provision ，簡(jiǎn)稱 OP，是存儲(chǔ)器內(nèi)部管理占用的空間。

工程師們開始思考，如果能在不影響手機(jī)性能的前提下，從 OP 區(qū)域爭(zhēng)取一部分空間給用戶，那么用戶就能有更多的空間來存儲(chǔ)他們的照片、視頻和應(yīng)用了。于是，小米開始了嘗試。

小米與存儲(chǔ)器廠商進(jìn)行了緊密的協(xié)作。首先，小米修改了空間管理策略，將 OP 區(qū)占用的空間從 6.9% 壓縮至約 3%。這個(gè)過程需要深入了解存儲(chǔ)器的工作原理，以確保在壓縮 OP 區(qū)空間的同時(shí)，不會(huì)影響到存儲(chǔ)器的性能和壽命。在多次的測(cè)試和優(yōu)化后，小米找到了一個(gè)理想的平衡點(diǎn)。

簡(jiǎn)單總結(jié)一下就是：小米確實(shí)是通過修改 OP 的大小來獲得額外的容量。不過與此同時(shí)，小米還通過軟件、固件方面的優(yōu)化保障了壽命和性能。

最關(guān)鍵的壽命問題

相信很多數(shù)碼愛好者都知道，對(duì)于存儲(chǔ)產(chǎn)品來說，縮減 OP 大小很可能會(huì)影響產(chǎn)品的壽命。特別是對(duì)于手機(jī)這類數(shù)碼產(chǎn)品來說，保修期一般只有 1 年。因此很多網(wǎng)友會(huì)擔(dān)心小米這樣魔改存儲(chǔ)芯片會(huì)導(dǎo)致手機(jī)“計(jì)劃性報(bào)廢”（剛過保修期手機(jī)就壞掉的情況）。

對(duì)此，小米手機(jī)系統(tǒng)軟件部總監(jiān)張國(guó)全在微博上發(fā)布了長(zhǎng)文解釋了相關(guān)問題。張國(guó)全表示:“按照目前重度用戶的模型來評(píng)估，在每天寫入 40GB 數(shù)據(jù)的條件下，256GB 的擴(kuò)容芯片依然可以保證超過 10 年，512GB 可以超過 20 年，請(qǐng)大家放心?！?/p>

如果按照這個(gè)數(shù)據(jù)推算的話 256GB 的擴(kuò)容芯片壽命大概是 142.6 TBW，512GB 的擴(kuò)容芯片壽命大概是 285.2TBW。我們可以找一些市面上比較主流的固態(tài)硬盤壽命進(jìn)行一下粗略對(duì)比：

在 512GB 這個(gè)檔位上，致態(tài) TiPlus7100 512GB 版耐用等級(jí)為 300TBW，西部數(shù)據(jù) WD_BLACK SN770 500GB 版耐用等級(jí)為 300TBW，Solidigm P44 Pro 512GB 版耐用等級(jí)為 500TBW，三星 980 PRO 500GB 版耐用等級(jí)為 300TBW，致態(tài) Ti600 500GB 版（該固態(tài)硬盤為 QLC 顆粒，其它對(duì)照樣本均為 TLC）耐用等級(jí)為 200TBW。

也就是說小米魔改的 512GB 擴(kuò)容芯片壽命上僅僅比主流 TLC 固態(tài)硬盤略低一點(diǎn)，但明顯強(qiáng)于 QLC 固態(tài)硬盤。并且一般固態(tài)硬盤往往都擁有 5 年的質(zhì)保，而很多消費(fèi)者往往會(huì) 5 年之內(nèi)更換一次手機(jī)。因此按著這個(gè)壽命數(shù)據(jù)來看，普通消費(fèi)者并不用太擔(dān)心“擴(kuò)容芯片”的壽命問題。

關(guān)于 OP 縮小的代價(jià)

先簡(jiǎn)單說一個(gè)結(jié)論：在其它條件大致等同（比如相同的固件或者讀寫策略）的情況下，OP 越大，性能和耐久性越好。不過缺點(diǎn)就是可用容量會(huì)相對(duì)少一些。

以金士頓這幾款固態(tài)硬盤為例，我們不難發(fā)現(xiàn)當(dāng) OP 比例變大時(shí)，4K 寫入性能和耐久性得到了顯著提高。

關(guān)于提升性能方面：由于每個(gè) NAND 閃存模片都由多個(gè)塊組成，而每個(gè)塊又包含多個(gè)頁。NAND 閃存可以在頁級(jí)上讀寫，但是只能在塊級(jí)上擦除。

如果需要修改或擦除塊中已編寫頁上的單頁，那么首先必須將包含多個(gè)頁的整個(gè)塊內(nèi)容讀取到暫時(shí)存儲(chǔ)器，然后擦除，之后才可以將新塊內(nèi)容編寫到相同的塊地址中。

只有在頁已經(jīng)處于空白狀態(tài)時(shí)，才無需經(jīng)過這種乏味的讀取-修改-寫入循環(huán)，而將頁直接寫入 NAND 閃存中的塊。通過預(yù)留空間保證大量塊處于空白和保留狀態(tài)有助于保持性能的一致性，尤其是在展現(xiàn)出最高寫入放大率 (WAF) 的隨機(jī)寫入情況下。

關(guān)于提升耐久性方面：首先由于每個(gè) NAND 閃存芯片都具有有限的使用壽命，具體取決于其程序和擦除耐久性 (P / E)，這一特性是由 NAND 閃存制造商的制造過程決定的，因?yàn)樵?NAND 閃存芯片上執(zhí)行的每一個(gè)程序或擦除操作都會(huì)消耗芯片可靠存儲(chǔ)電荷的能力，從而會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)完整性造成威脅。

而當(dāng)閃存中的某一塊壽命用盡的時(shí)候就需要從 OP 里找出一塊來進(jìn)行替換。OP 越大，可以替換的塊也就越多，耐久性也就越好。當(dāng) OP 用盡時(shí)，那整個(gè)硬盤也就離報(bào)廢不遠(yuǎn)了。（這種時(shí)候有些固態(tài)硬盤會(huì)禁止寫入操作）

取巧的“窮辦法”

關(guān)于這次小米公布的“Xiaomi Ultra Space 存儲(chǔ)擴(kuò)容”的技術(shù)，其實(shí)可以評(píng)價(jià)為一種取巧的“窮辦法”。

對(duì)于任何一塊 256GB 容量的手機(jī)來說，如果容量不夠用怎么辦？最直接的辦法其實(shí)就是買 512GB 版本的手機(jī)，這樣容量直接翻倍。不過缺點(diǎn)就在于要加錢。

對(duì)于 OP 比例來說其實(shí)也是類似。很多企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤 OP 比例都很高，不過代價(jià)就是為了交付給客戶同樣的容量，需要更多、更大容量的閃存芯片才能實(shí)現(xiàn)。而要用更多、更大容量的閃存芯片還是得加錢。

因此小米的這項(xiàng)擴(kuò)容技術(shù)其實(shí)是在不加錢的基礎(chǔ)上，保證硬盤壽命夠用的情況下，額外“開發(fā)”出來一部分容量。

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