容量越大越不壞？24萬塊硬盤故障率報告公布 這些產品零故障
8月5日消息，云存儲服務商Backblaze發布了最新的硬盤故障率報告，年故障率有所上升。Backblaze發布的硬盤季度統計數據，其中包括故障率等重要方面。這些結
TechWeb 文 / 新喀鴉
在近日的小米14系列發布會上，雷軍公布了名為“Xiaomi Ultra Space存儲擴容”技術。小米在研發澎湃OS的時候做了大量底層重構，發現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固件，魔改產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，有些網友持反對態度，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作。首先，小米修改了空間管理策略，將OP區占用的空間從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。在多次的測試和優化后，小米找到了一個理想的平衡點。
簡單總結一下就是：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、固件方面的優化保障了壽命和性能。
最關鍵的壽命問題
相信很多數碼愛好者都知道，對于存儲產品來說，縮減OP大小很可能會影響產品的壽命。特別是對于手機這類數碼產品來說，保修期一般只有1年。因此很多網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，小米手機系統軟件部總監張國全在微博上發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數據的條件下, 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。”
如果按照這個數據推算的話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硬盤壽命進行一下粗略對比：
在512GB這個檔位上，致態TiPlus7100 512GB版耐用等級為300TBW，西部數據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Ti600 500GB版（該固態硬盤為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固態硬盤略低一點，但明顯強于QLC固態硬盤。并且一般固態硬盤往往都擁有5年的質保，而很多消費者往往會5年之內更換一次手機。因此按著這個壽命數據來看，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硬盤為例，我們不難發現當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容讀取到暫時存儲器，然后擦除，之后才可以將新塊內容編寫到相同的塊地址中。
只有在頁已經處于空白狀態時，才無需經過這種乏味的讀取-修改-寫入循環，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有助于保持性能的一致性，尤其是在展現出最高寫入放大率(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，從而會對數據完整性造成威脅。
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。很多企業級固態硬盤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。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”出來一部分容量。
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