速訊:為什么會(huì)有80GB/320GB的存儲(chǔ)卡?
在過(guò)去很長(zhǎng)時(shí)間里,存儲(chǔ)卡的容量都是2的N次方,比如2GB、4GB、8GB、16GB……但在CFast、XQD、CFexpress卡出現(xiàn)以后,市場(chǎng)上就出現(xiàn)了80GB、120GB、240GB、325GB……等“非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格”。這背后的原因是什么?正式動(dòng)筆后,我發(fā)現(xiàn)這件事情并不是三言兩語(yǔ)能夠講清楚的……
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ET會(huì)盡量剝離掉與大家關(guān)系不大的知識(shí)點(diǎn),大家在閱讀時(shí)也可以忽略括號(hào)和*內(nèi)的部分。
另外,這篇文章包括科普和實(shí)測(cè)兩部分,看在ET碼了這么多字的份上,拜托大家至少看到第二部分。比心!
科普
存儲(chǔ)卡、固態(tài)硬盤(pán)都以閃存顆粒(NAND Flash)作為存儲(chǔ)介質(zhì),而閃存顆粒本身是有擦寫(xiě)次數(shù)限制的(即寫(xiě)入壽命)。為了平衡閃存顆粒不同區(qū)塊(block)的磨損程度,延長(zhǎng)使用壽命,就需要借助一些預(yù)留空間 —— 這就是第1層OP空間(Inherent OP)。
幾乎所有存儲(chǔ)卡、固態(tài)硬盤(pán)都會(huì)因?yàn)橐驗(yàn)榈?層OP空間而產(chǎn)生容量差額,128GB存儲(chǔ)卡可用容量約為118GB、512GB存儲(chǔ)卡可用容量約為474GB……這個(gè)差額并不是固定值,但總體上會(huì)在7%左右。
大概是因?yàn)闄C(jī)械硬盤(pán)也會(huì)因?yàn)?000進(jìn)制和1024進(jìn)制而產(chǎn)生約7%的差額,所以廠商們并不會(huì)因?yàn)榈?層OP空間而變更產(chǎn)品的標(biāo)注容量—— 所以,第1層OP空間的存在無(wú)法解釋為什么會(huì)有標(biāo)稱(chēng)容量為80GB、120GB、240GB的產(chǎn)品。
* 1TB機(jī)械硬盤(pán)在操作系統(tǒng)內(nèi)顯示的可用容量約為931GB。
預(yù)留空間不僅關(guān)系到壽命,它的大小還會(huì)影響存儲(chǔ)性能(特別是隨機(jī)讀寫(xiě)和低可用容量時(shí)的性能)。所以,一些廠商就會(huì)在剩余容量里再劃走一部分 —— 這就是第2層OP空間(Factory-set)。因?yàn)橛稚倭艘徊糠秩萘浚瑥S商們必須要調(diào)整標(biāo)稱(chēng)容量了:所以從128GB中衍生出了120GB、256GB中衍生出240GB、512GB中衍生出500GB和480GB。
* 在固態(tài)硬盤(pán)上還有第3層OP空間,這里不再展開(kāi)。
小結(jié)一下:因?yàn)榈?層OP空間的原因,所以出現(xiàn)了120GB、240GB、480GB這樣“非標(biāo)準(zhǔn)”容量的產(chǎn)品。而無(wú)論是64GB、128GB、256GB這樣的標(biāo)準(zhǔn)容量,還是120GB、240GB、480GB這樣的非標(biāo)準(zhǔn)容量,都會(huì)因?yàn)榈?層OP容量而產(chǎn)生標(biāo)稱(chēng)容量和實(shí)際可用容量的差別。
講完了么?不好意思,還沒(méi)有……接下來(lái)我們要講另一個(gè)因素。
閃存技術(shù)的最主要發(fā)展方向是密度更高、單價(jià)更低,與之相比,速度和壽命其實(shí)是排在次要位置的。從SLC、MLC再到現(xiàn)在的TLC、QLC,容量大了、價(jià)格低了,但也帶來(lái)了“掉速”問(wèn)題 —— 持續(xù)寫(xiě)入較多數(shù)據(jù)時(shí),寫(xiě)入速度會(huì)出現(xiàn)斷崖式下降。明明存儲(chǔ)卡標(biāo)稱(chēng)速度超過(guò)了1000MB/s,結(jié)果無(wú)法持續(xù)錄制2600Mbps(325MB/s)的視頻,這就是掉速造成的。
為了解決這個(gè)問(wèn)題,一些存儲(chǔ)卡廠商使用了名為“全盤(pán)pSLC”的工作模式(p=pseudo,有偽/假的意思,也翻譯成“模擬SLC”),直白來(lái)說(shuō)就是把當(dāng)前主流的TLC閃存顆粒當(dāng)作SLC顆粒使用。這確實(shí)能讓寫(xiě)入速度成倍提高,而且?guī)缀醪淮嬖凇暗羲佟眴?wèn)題,但代價(jià)就是可用容量只有原本的1/3。
產(chǎn)品1:使用256GB TLC閃存顆粒,產(chǎn)品標(biāo)稱(chēng)容量為80GB,實(shí)際可用容量只有約74.4GB。
產(chǎn)品2:使用512GB TLC閃存顆粒,產(chǎn)品標(biāo)稱(chēng)容量為160GB,實(shí)際可用容量為148GB。
產(chǎn)品3:使用1TB TLC閃存顆粒,產(chǎn)品標(biāo)稱(chēng)容量為320G,實(shí)際可用容量為298GB。
產(chǎn)品4:使用2TB TLC閃存顆粒,產(chǎn)品標(biāo)稱(chēng)容量為660GB。實(shí)際可用容量為614GB。
必須強(qiáng)調(diào)的是:市場(chǎng)上也有采用“部分pSLC”模式的產(chǎn)品。比如某產(chǎn)品的標(biāo)稱(chēng)容量為80GB,系統(tǒng)顯示規(guī)格為86GB,實(shí)測(cè)持續(xù)寫(xiě)入超過(guò)16GB后出現(xiàn)掉速。推測(cè)它將48GB 空間設(shè)置為pSLC模式,獲得70GB低速+16GB高速的空間組合(實(shí)際可用容量接近80GB)。
這意味著連續(xù)寫(xiě)入超過(guò)16GB數(shù)據(jù)后,清空緩存的速度會(huì)大幅下降容易出現(xiàn)卡殼情況,高碼率視頻拍攝也可能發(fā)生中斷。
* 在固態(tài)硬盤(pán)產(chǎn)品上,其實(shí)還有更靈活的OP空間和pSLC模式。
看暈了?那只記結(jié)論吧:并不是標(biāo)稱(chēng)容量為80GB、160GB的產(chǎn)品都不會(huì)掉速。尤其是一些價(jià)格比較便宜的產(chǎn)品,還要看看實(shí)際測(cè)試。
實(shí)測(cè)
無(wú)論是第2層OP空間還是全盤(pán)pSLC,都是以犧牲容量為代價(jià)換取更高性能。這樣做不僅會(huì)增加成本,并直接反應(yīng)在售價(jià)上,同時(shí)還有一個(gè)更致命的問(wèn)題:無(wú)法實(shí)現(xiàn)更大存儲(chǔ)容量(存儲(chǔ)卡能容納的閃存顆粒是有限的)。
以全盤(pán)pSLC模式的660GB CFexpress B型卡為例,它的實(shí)際容量(614GB)僅為閃存顆粒容量(2TB)的約30%,損失率高達(dá)70%!使用8K 60p高品質(zhì)RAW格式拍攝時(shí),一張卡只能保存約15分鐘的視頻。無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)不中斷的拍攝,也意味著在拍攝項(xiàng)目時(shí)需要頻繁換卡、導(dǎo)出。
所以,有沒(méi)有不犧牲容量的實(shí)現(xiàn)方法呢?答案是有的:至譽(yù)Nitro系列“真速”CFexpress B型卡。這是第一款通過(guò)VPG400速度認(rèn)證CFexpress B型卡,官方宣稱(chēng)可以提供1700MB/s的持續(xù)寫(xiě)入速度。
它的最大容量可以達(dá)到1TB —— 是的,這張卡并沒(méi)有使用全盤(pán)pSLC模式也沒(méi)有設(shè)置第2層OP空間。以我手中的512GB產(chǎn)品為例,實(shí)際可用容量為476GB,非常的標(biāo)準(zhǔn)!
測(cè)試這張存儲(chǔ)卡的時(shí)候,ET發(fā)現(xiàn)自己的電腦成了最大瓶頸:USB 3.2 Gen 2x2接口雖然具有20Gbps的理論速度,但通過(guò)附加擴(kuò)展卡獲得的方式通常會(huì)帶來(lái)性能損失;而我正在使用的SSD也無(wú)法實(shí)現(xiàn)每秒1.6GB以上的持續(xù)寫(xiě)入速度……
總之,下面展示的數(shù)據(jù)只是ET在自己電腦上測(cè)試得到成績(jī),并不能完全反應(yīng)至譽(yù)Nitro CFexpress B型卡的性能。升級(jí)電腦的想法已經(jīng)提上日程了,大家多點(diǎn)贊、分享、轉(zhuǎn)發(fā),ET就會(huì)有更大動(dòng)力盡快付之行動(dòng)。
在ET現(xiàn)有硬件配置下取得的順序讀寫(xiě)成績(jī)。
在ET現(xiàn)有硬件配置下取得的200GB持續(xù)讀寫(xiě)成績(jī),可以看到寫(xiě)入曲線接近直線。
從至譽(yù)Nitro CFexpress B型卡上將數(shù)據(jù)復(fù)制到電腦硬盤(pán)上,這時(shí)候電腦固態(tài)硬盤(pán)的持續(xù)寫(xiě)入速度成了很大瓶頸。如果換成雷電4接口讀卡器和更快的固態(tài)硬盤(pán),理論上只要約5分鐘就能完成512GB存儲(chǔ)卡的整卡復(fù)制。
說(shuō)完理論測(cè)試結(jié)果,我們?cè)賮?lái)看看至譽(yù)Nitro CFexpress B型卡在相機(jī)上的表現(xiàn)。在尼康Z 9上,使用Nitro CFexpress B型卡可以在20fps+無(wú)損壓縮下連續(xù)拍攝約79張照片不卡殼(和官方數(shù)據(jù)一樣)、20fps+高效率☆下拍攝超過(guò)700張照片(超過(guò)官方數(shù)據(jù),此成績(jī)受畫(huà)面內(nèi)容影響),20fps+高效率下實(shí)現(xiàn)無(wú)限連拍。
根據(jù)無(wú)損壓縮RAW連拍時(shí)相機(jī)指示燈(約5.16秒)和拍攝后文件大小(約4.26GB),可以計(jì)算出機(jī)內(nèi)的平均寫(xiě)入速度達(dá)到了約845MB/s!
而在視頻錄制上,我們也選擇了V2.0固件增加的8K 60p N-RAW高品質(zhì)格式,此時(shí)的碼率為5780Mbps,即每秒產(chǎn)生722.5MB的數(shù)據(jù)量。512GB的存儲(chǔ)卡,也只能保存約11分鐘的視頻(相機(jī)會(huì)生成一個(gè)代理文件,占用約4GB空間)。錄制時(shí),環(huán)境溫度約為27℃,11分鐘的高碼率連續(xù)寫(xiě)入下,相機(jī)并沒(méi)有出現(xiàn)存儲(chǔ)卡過(guò)熱提示。
值得一提的是,至譽(yù)Nitro CFexpress B型卡還內(nèi)置了超薄石墨烯散熱片,可以更高效地將存儲(chǔ)卡內(nèi)部溫度傳導(dǎo)到出去。
完成N-RAW視頻錄制后,測(cè)的存儲(chǔ)卡表面溫度約為50℃。(測(cè)量溫度時(shí)在外殼上貼了3M膠布,發(fā)射率0.97,距離0.15m,受設(shè)備限制,結(jié)果僅供參考)
我們測(cè)試時(shí)使用的至譽(yù)原廠讀卡器也具備主動(dòng)散熱風(fēng)扇,雖然全速工作時(shí)確實(shí)有點(diǎn)吵,但它確實(shí)能保障文件傳輸時(shí)的穩(wěn)定性(對(duì)比不使用主動(dòng)散熱的產(chǎn)品)。關(guān)于噪音問(wèn)題,還好一次最多忍耐10分鐘。至譽(yù)也表示未來(lái)會(huì)不斷優(yōu)化,直到徹底改善這個(gè)問(wèn)題。
小結(jié)
尼康Z 9毫無(wú)疑問(wèn)是消費(fèi)類(lèi)相機(jī)中對(duì)于存儲(chǔ)卡要求最高的產(chǎn)品,而至譽(yù)Nitro CFexpress B型卡則能完全勝任Z 9的要求。特別對(duì)于需要高強(qiáng)度連續(xù)拍攝的視頻創(chuàng)作者,至譽(yù)Nitro CFexpress B型卡可以說(shuō)是目前市面上最好的選擇。
CFexpress存儲(chǔ)卡本質(zhì)上確實(shí)是固態(tài)硬盤(pán),但它尺寸小、散熱環(huán)境差,工況其實(shí)是比大多數(shù)電腦固態(tài)硬盤(pán)更嚴(yán)苛的,接近工業(yè)固態(tài)硬盤(pán)的使用場(chǎng)景。同時(shí),由于相機(jī)的使用特點(diǎn)和續(xù)航能力,也決定了CFexpress存儲(chǔ)卡無(wú)法像固態(tài)硬盤(pán)那樣利用空閑時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和優(yōu)化……
至譽(yù)Nitro存儲(chǔ)卡向我們證明即使在這樣苛刻的條件下,依然能有不損失容量也能達(dá)成高速寫(xiě)入、全盤(pán)不掉速的方法。我當(dāng)然也很好奇他們具體是怎樣做的,得到的答復(fù)是“DRAM + 強(qiáng)力主控”。考慮到至譽(yù)本身就有面向企業(yè)級(jí)和工業(yè)級(jí)的產(chǎn)品,相信他們?cè)诮鉀Q這類(lèi)問(wèn)題上是更有經(jīng)驗(yàn)的。
最后,至譽(yù)Nitro系列存儲(chǔ)卡還具有IP67防水防塵和原廠數(shù)據(jù)恢復(fù)支持服務(wù) —— 我希望大家永遠(yuǎn)用不到這兩個(gè)特性,但在小概率事件出現(xiàn)時(shí),這確實(shí)能讓我們的重要數(shù)據(jù)多一些保障。
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