在近日的小米 14 系列發(fā)布會上，雷軍公布了名為“Xiaomi Ultra Space 存儲擴容”技術。
小米在研發(fā)澎湃 OS 的時候做了大量底層重構，發(fā)現(xiàn)以往存儲芯片額外預留空間非常大，256GB 中至少還有額外 10GB 空間浪費。
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，在和供應商一同驗證之后，采用了這個方案。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。
對于這項技術，有些網(wǎng)友持反對態(tài)度，觀點主要集中在以下幾個方面：
1、OP（預留空間）一直存在，雖然對于普通消費者不可見，但對于開發(fā)者來說改變 OP 大小并不是很困難的技術，小米這樣改變 OP 大小的“技術升級”算不上“技術革新”。
2、減小 OP 空間會影響閃存壽命。
3、無論是 256GB 多 8GB 還是 512GB 多 16GB 提升都不大。
那么這項技術究竟怎么樣呢？
小米如何魔改存儲芯片？
一塊標稱 256GB 的手機存儲，實際的真實空間其實超過了 275GB。其中 93.1% 的空間是用戶真實可使用的，剩下的 6.9% 被稱為 Over Provision ，簡稱 OP，是存儲器內(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性能的前提下，從 OP 區(qū)域爭取一部分空間給用戶，那么用戶就能有更多的空間來存儲他們的照片、視頻和應用了。于是，小米開始了嘗試。
小米與存儲器廠商進行了緊密的協(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%。這個過程需要深入了解存儲器的工作原理，以確保在壓縮 OP 區(qū)空間的同時，不會影響到存儲器的性能和壽命。在多次的測試和優(yōu)化后，小米找到了一個理想的平衡點。
簡單總結(jié)一下就是：小米確實是通過修改 OP 的大小來獲得額外的容量。不過與此同時，小米還通過軟件、固件方面的優(yōu)化保障了壽命和性能。
最關鍵的壽命問題
相信很多數(shù)碼愛好者都知道，對于存儲產(chǎn)品來說，縮減 OP 大小很可能會影響產(chǎn)品的壽命。特別是對于手機這類數(shù)碼產(chǎn)品來說，保修期一般只有 1 年。因此很多網(wǎng)友會擔心小米這樣魔改存儲芯片會導致手機“計劃性報廢”（剛過保修期手機就壞掉的情況）。
對此，小米手機系統(tǒng)軟件部總監(jiān)張國全在微博上發(fā)布了長文解釋了相關問題。張國全表示:“按照目前重度用戶的模型來評估，在每天寫入 40GB 數(shù)據(jù)的條件下，256GB 的擴容芯片依然可以保證超過 10 年，512GB 可以超過 20 年，請大家放心?！?/p>
如果按照這個數(shù)據(jù)推算的話 256GB 的擴容芯片壽命大概是 142.6 TBW，512GB 的擴容芯片壽命大概是 285.2TBW。我們可以找一些市面上比較主流的固態(tài)硬盤壽命進行一下粗略對比：
在 512GB 這個檔位上，致態(tài) TiPlus7100 512GB 版耐用等級為 300TBW，西部數(shù)據(jù) WD_BLACK SN770 500GB 版耐用等級為 300TBW，Solidigm P44 Pro 512GB 版耐用等級為 500TBW，三星 980 PRO 500GB 版耐用等級為 300TBW，致態(tài) Ti600 500GB 版（該固態(tài)硬盤為 QLC 顆粒，其它對照樣本均為 TLC）耐用等級為 200TBW。
也就是說小米魔改的 512GB 擴容芯片壽命上僅僅比主流 TLC 固態(tài)硬盤略低一點，但明顯強于 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，而很多消費者往往會 5 年之內(nèi)更換一次手機。因此按著這個壽命數(shù)據(jù)來看，普通消費者并不用太擔心“擴容芯片”的壽命問題。
關于 OP 縮小的代價
先簡單說一個結(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。不過缺點就是可用容量會相對少一些。
以金士頓這幾款固態(tài)硬盤為例，我們不難發(fā)現(xiàn)當 OP 比例變大時，4K 寫入性能和耐久性得到了顯著提高。
關于提升性能方面：由于每個 NAND 閃存模片都由多個塊組成，而每個塊又包含多個頁。NAND 閃存可以在頁級上讀寫，但是只能在塊級上擦除。
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頁的整個塊內(nèi)容讀取到暫時存儲器，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，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) 的隨機寫入情況下。
關于提升耐久性方面：首先由于每個 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，因為在 NAND 閃存芯片上執(zhí)行的每一個程序或擦除操作都會消耗芯片可靠存儲電荷的能力，從而會對數(shù)據(jù)完整性造成威脅。
而當閃存中的某一塊壽命用盡的時候就需要從 OP 里找出一塊來進行替換。OP 越大，可以替換的塊也就越多，耐久性也就越好。當 OP 用盡時，那整個硬盤也就離報廢不遠了。（這種時候有些固態(tài)硬盤會禁止寫入操作）
取巧的“窮辦法”
關于這次小米公布的“Xiaomi Ultra Space 存儲擴容”的技術，其實可以評價為一種取巧的“窮辦法”。
對于任何一塊 256GB 容量的手機來說，如果容量不夠用怎么辦？最直接的辦法其實就是買 512GB 版本的手機，這樣容量直接翻倍。不過缺點就在于要加錢。
對于 OP 比例來說其實也是類似。很多企業(yè)級固態(tài)硬盤 OP 比例都很高，不過代價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。
因此小米的這項擴容技術其實是在不加錢的基礎上，保證硬盤壽命夠用的情況下，額外“開發(fā)”出來一部分容量。
相關閱讀：
《小米 14 手機額外 8GB 存儲擴容：老機型不支持，后續(xù)向友商開放》
小米澎湃 OS 暨 Xiaomi 14 系列新品發(fā)布會專題
廣告聲明：文內(nèi)含有的對外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。