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(kuò)容”技術(shù)。

小米在研發(fā)澎湃OS的時候做了大量底層重構(gòu)，發(fā)現(xiàn)以往存儲芯片額外預(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(xiàng)技術(shù)，有些網(wǎng)友持反對態(tài)度，觀點(diǎn)主要集中在以下幾個方面：

1、OP（預(yù)留空間）一直存在，雖然對于普通消費(fèi)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(shù)，小米這樣改變OP大小的“技術(shù)升級”算不上“技術(shù)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(xiàng)技術(shù)究竟怎么樣呢？

小米如何魔改存儲芯片？

一塊標(biāo)稱256GB的手機(jī)存儲，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(jī)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(yīng)用了。于是，小米開始了嘗試。

小米與存儲器廠商進(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(diǎn)。

簡單總結(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，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(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)友會擔(dān)心小米這樣魔改存儲芯片會導(dǎo)致手機(jī)“計劃性報廢”（剛過保修期手機(jī)就壞掉的情況）。

對此，小米手機(jī)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(guān)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(kuò)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。”

如果按照這個數(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(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5年之內(nèi)更換一次手機(jī)。因此按著這個壽命數(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

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(diǎn)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(dāng)OP比例變大時，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(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)樵贜AND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(dāng)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(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，那整個硬盤也就離報廢不遠(yuǎn)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(guān)于這次小米公布的“Xiaomi Ultra Space存儲擴(kuò)容”的技術(shù)，其實(shí)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(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。

對于OP比例來說其實(shí)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(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。