在昨天揭橥的文章下面，有粉丝朋友哀求“评价下小米256GB多8GB的技能”。
首先，让我们看看雷总在小米14发布会上对这个“小创新”的阐述：
发布会内容中，提到的256GB内存，实在便是一个UFS4.0设备（基于NAND存储颗粒的移动存储产品）。这里还有一个名词“FBO焕新存储”。
根据公开信息查到，针对UFS文件系统功能优化FBO特性是由小米与西部数据联合研发，并得到了其他厂商（比如美光、三星、海力士、铠侠等）支持，合入了UFS 4.0规范，在2022年8月正式发布在JEDEC组织。基于这一点，也得给小米点这个赞，创新不易！
小米工程师向linux社区提交的UFS FBO功能优化patch记录：
基于文件优化特性（FBO）是一种帮助移动设备在其利用寿命内保持性能上风的新技能，紧张目的是为理解决手机的碎片化。
碎片化的实质：碎片化会导致数据存储效率低下。随着韶光的推移，当一个存储设备被填满并且无法再按顺序写入数据时，或者当一个数据更新过程发生时，碎片化就会产生。在更新过程中，新的NAND块被利用，而未更新的数据仍旧保留在原始的NAND块中。纵然数据在逻辑上是顺序更新的，它也可能不是物理NAND块中的顺序存储。当这种情形发生时，数据会分散（随机）存储在存储设备的不同位置上。这反过来会导致较慢的性能，由于设备须要从各个物理位置网络数据时进行多次读取。
小米14中的UFS 4.0，跟SSD一样，底层存储颗粒都是NAND。那你知道NAND闪存是怎么事情的吗？实在，它便是由很多个晶体管组成的。这些晶体管里面存储着电荷，代表着我们的二进制数据，要么是“0”，要么是“1”。NAND闪存事理上是一个CMOS管，有两个栅极，一个是掌握栅极(Control Gate), 一个是浮栅(Floating Gate). 浮栅的浸染便是存储电荷，而浮栅与沟道之间的氧化层(Oxide Layer)的好坏决定着浮栅存储电荷的可靠性，也便是NAND闪存的寿命。
但是呢，这些晶体管的电荷可不是永久存在的。它们就像一群顽皮的孩子，喜好跑来跑去。如果你常常让它们进行“擦除”和“写入”的操作（NAND闪存中，P/E Cycle，也称为擦除次数），它们就会以为累，电荷的存储能力也会逐渐低落（浮栅与沟道之间的氧化层被磨损的越来越严重，导致浮栅中电子的掌握越来越困难）。直到有一天，它们再也不想存储电荷了，那这个时候，你的SSD的寿命也就差不多了。
以是呢，SSD寿命评估的底层机理，实在便是打算NAND闪存的擦除和写入次数（P/E Cycle）。每个晶体管都有一个固定的擦除和写入次数，就像我们的腿一样，跑多了会累，会磨损。当这些晶体管达到一定的磨损程度时，它们就再也存储不了电荷了，这时候你的SSD可就要退休了哦！
目前市情上紧张流利的便是4种NAND类型：SLC、MLC、TLC、QLC。随着每个寿命从高到低依次是SLC>MLC>TLC>QLC.
随着单个cell含有的bit数越多，NAND的可靠性也会有所降落。同时写延迟也在不断的增加。SLC写延迟在0.5ms级别，到QLC写延迟达到10-20ms，40倍的差距。
NAND存储产品的寿命，最怕垃圾数据太多，也便是碎片化严重，会导致NAND颗粒的写放大增加，降落NAND的寿命。
举个例子，最坏情形下的，如果我要写入一个4KB的数据Z覆盖A，并恰好目标块没有空余的页区，须要进行GC回收。这个时候就须要把B、C、D、E、F五分数据都搬走，然后擦除全体数据块，擦除完成后再整体写入6个数据页。这个全体过程，Host虽然只写了4KB的数据，但实际过程中，由于GC的问题，NAND终极写入了24KB。那么写放大WAF=24KB/4KB=6.
SSD产品中影响WAF的成分有很多，个中“OP预留空间”是跟本次雷总说的魔改8GB的空间有关。
SSD FTL算法的设计会影响写入放大的大小Wear Leveling，WL磨损均衡：这一机制紧张是通过均衡所有的闪存颗粒，从而延长整体的利用寿命，然而依旧是增加整体的写放大Over-Provisioning，OP预留空间：也会影响NAND写入的比例，终极影响写放大Garbage Collection，GC垃圾回收：比如上面的例子，便是GC垃圾回收迁居数据，擦除数据块后写入带来了整体写放大提升。业务读写的数据模型：随机写和顺序写对NAND的写入比例有非常大的影响，直接影响写放大的系数系统层的TRIM操作：会影响invalid无效数据是否在GC过程中迁居，对写放大影响也有主要的浸染。预留空间OP是什么呢？当一块SSD的数据写满时，须要额外的空间在启动垃圾回收之前接管新写入的数据，这块额外的空间，我们就称为预留空间。当然，这块预留空间是对用户不可见的。预留空间紧张分为两个部分：
（1）由于标称容量与NAND闪存打算差异造成的本征预留空间OP1。市场上SSD标称的容量是按照千进制（1000）来打算的，但是NAND闪存的容量是按照1024打算的。我们大略列个式子打算一下：
市场SSD标称 1GB(GigaByte)= 1000MB= 10001000KB= 100010001000Byte= 10^9Byte (1,000,000,000Byte).
NAND闪存 1GB(GibiByte)= 1024MB= 10241024KB =102410241024Byte =2^30Byte (1,073,741,824Byte).
这两个打算办法之间恰好相差7.37%。以是说SSD本征的预留空间就有7.37%。
（2）SSD由于性能哀求而预留空间OP2，这部分也是标称OP。这个部分预留空间紧张用于垃圾回收GC，存储SSD主控的固件（Firmware），备用数据块（Spare Blocks)等。标称预留空间OP=（SSD物理总容量-用户数据空间）/用户数据空间
从上面这个表格中我们看到标称预留空间（Marketed OP）为0%的时候，实在这时的内部仍旧有7%的本征预留空间。
预留空间OP有什么好处？预留空间捐躯了用户数据空间，那TA假如再没有什么好处，用户就真的要崩溃咯。实在预留空间OP的好处有很多：提高写入性能、降落写放大、提升NAND闪存利用寿命等。
以是，结合上面几个关键信息点，这个事情的逻辑该当是这样：
小米研发了基于文件优化的特性FBO，减小碎片化，增加NAND的顺序写入，降落了写放大，提升了UFS利用寿命。原来UFS 4.0 256GB预留了10GB空间，用于坏块管理和FW垃圾回收等功能，现在由于有FBO的涌现，只须要2GB就可以完本钱来10GB的事情，这样就省出来了8GB给用户。小编理解大概是这个逻辑，不知道各位是否有其他的意见，欢迎评论区留言互换！
