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  过去很长一段时间,存储卡的容量都是2的n次方,比如2GB、4GB、8GB、16GB…….

  然而,在CFast、XQD、CFexpress卡出现后,市场上出现了80GB、120GB、240GB、325GB……等“非标准规格”。

  这背后的原因是什么?正式写完之后发现这个事情不是三言两语能说清楚的…

   ET会尽量把和你关系不大的知识点剥离。阅读时也可以忽略括号和*内的部分。

  此外,本文包括科普和实测两部分。看在ET代码那么多字的份上,请至少看第二部分。做个手指心!

  科学普及

  存储卡和固态硬盘都使用NAND Flash作为存储介质,而Flash颗粒本身在擦除次数(即写入寿命)上是有限制的。为了平衡不同块闪存颗粒的磨损程度,延长使用寿命,需要预留一些空间——,也就是第一层OP空间。

  几乎所有的存储卡和固态硬盘都会因为第一层OP空间而存在容量差异。128GB存储卡的可用容量约为118GB,512GB存储卡的可用容量约为474GB…….这个差值不是一个固定值,但总体会在7%左右。

  大概是因为机械硬盘在1000和1024之间也会有7%左右的差异,所以厂商不会因为第一层OP空间而将产品的标注容量改变——。所以第一层OP空间的存在并不能解释为什么会有标称容量80GB、120GB、240GB的产品。

   *操作系统中显示的1 TB机械硬盘可用容量约为931GB。

  预留空间不仅关系到寿命,其大小也会影响存储性能(尤其是在随机读写、可用容量较低的情况下)。所以有些厂商会拿走剩余产能中的另一部分——,也就是出厂设置的二层OP空间。因为又少了一部分容量,厂商不得不调整标称容量:120GB和256GB是128GB衍生出来的,240GB和512GB是500GB和480GB衍生出来的。

   SSD上还有第3层OP空间,此处不展开。

  总结一下:因为二层OP的空间,出现了120GB、240GB、480GB等“非标”容量的产品。但无论是64GB、128GB、256GB等标准容量,还是120GB、240GB、480GB等非标准容量,标称容量与实际可用容量的差异都会由第一层OP容量造成。

  你说完了吗?抱歉,还没有.接下来,我们将讨论另一个因素。

  闪存技术的主要发展方向是更高的密度和更低的单价。和这个比起来,速度和寿命其实是排在第二位的。从SLC、MLC到现在的TLC、QLC,容量大,价格低,但也带来了“掉速”的问题。3354当连续写入更多数据时,写入速度会像悬崖一样下降。明明存储卡标称速度超过1000MB/s,结果却无法连续录制2600Mbps(325MB/s)的视频,这是速度下降造成的。

  为了解决这个问题,一些存储卡制造商使用了一种称为“总pSLC”(p=伪,意思是伪/假,也翻译为“模拟SLC”)的工作模式。说白了,目前主流的TLC闪存颗粒都是用作SLC颗粒。这样确实可以使写入速度翻倍,几乎不存在“掉速”问题,但代价是可用容量只有原来的1/3。

   1:使用256GB TLC闪存颗粒,产品标称容量为80GB,但实际可用容量仅为74.4GB左右

   2:采用512GB TLC闪存颗粒,产品标称容量为160GB,实际可用容量为148GB。

   3:使用1TB TLC闪存颗粒,产品标称容量为320G,实际可用容量为298GB。

  产品:采用2TB TLC闪存颗粒,产品标称容量660GB。实际容量为614GB。

  必须强调的是,市面上也有采用“部分pSLC”模式的产品。比如某产品标称容量为80GB,系统显示规格为86GB。测得的连续写入超过16GB后,速度下降。推测48GB空间设置为pSLC模式,获得70GB低速和16GB高速的空间组合(实际可用容量接近80GB)。

  这意味着连续写入16GB以上的数据后,清理缓存的速度会明显下降,容易导致卡顿,高码率的视频拍摄也可能会中断。

   *在SSD产品上,其实有更灵活的OP空间和pSLC模式。

  看晕了?然后只要记住结论:不是所有标称容量80GB和160GB的产品都不会降速。尤其是一些比较便宜的产品,还要看实际测试。

  用仪器测量

  无论是第2层操作空间还是全pSLC,都是以牺牲容量来获得更高的性能。这样不仅会增加成本,还会直接反映到售价上。同时还有一个更致命的问题:无法实现更大的存储容量(存储卡所能容纳的闪存颗粒是有限的)。

  以全pSLC模式的660GB CFexpress B卡为例,其实际容量(614GB)仅为闪存粒度容量(2TB)的30%左右,损失率高达70%!在8K 60p高质量RAW格式拍摄时,一张卡只能保存15分钟左右的视频。无法长时间连续拍摄,也意味着拍摄项目时需要频繁换卡和导出。

  那么,有什么方法可以在不牺牲容量的情况下实现呢?答案是肯定的:著名的Nitro系列“真速”CFexpress B卡。这是首款通过VPG400 speed认证的CFexpress B卡,官方宣称可以提供1700 MB/s的连续写入速度。

  其最大容量可达1TB ——。是的,此卡不使用全pSLC模式,也没有第2层OP空间。以我手里的512GB产品为例,实际可用容量为476GB,非常标准!

  在测试这款内存卡时,ET发现自己的电脑已经成为了最大的瓶颈:虽然USB 3.2 Gen 2x2接口理论速度为20Gbps,但是通过加扩展卡的方式获取通常会带来性能损失;而且我用的SSD也无法达到每秒1.6GB以上的连续写入速度…

  总之,下面显示的数据只是ET在自己电脑上的测试结果,并不能完全反映著名的Nitro CFexpress B卡的性能。升级电脑的想法已经提上日程。如果你喜欢它,分享它,转发它,ET就会有更大的动力尽快行动起来。

  在ET现有硬件配置下实现的顺序读写结果。

  在ET现有的硬件配置下,200GB的连续读写性能表明,写入曲线接近于一条直线。

  将著名的Nitro CFexpress B卡的数据复制到电脑硬盘时,电脑固态硬盘的连续写入速度成为一大瓶颈。理论上,如果换成Lightning 4接口读卡器和更快的SSD,5分钟左右就可以完成512GB存储卡的整卡复制。

  理论测试结果出来后,我们再来看看著名的Nitro CFexpress B卡在相机上的表现。在尼康Z 9上,使用Nitro CFexpress B卡,20fps无损压缩下可连续拍摄约79张照片(与官方数据相同),20fps高效率可拍摄700多张照片(超过官方数据,此结果受图片内容影响),20fps高效率可实现无限连拍。

  根据RAW连拍无损压缩时相机指示灯(约5.16秒)和拍摄后的文件大小(约4.26GB),可以计算出机内平均写入速度约为845MB/s!

  在视频录制上,我们也选择了V2.0固件添加的8K 60p N-RAW高质量格式,在这个格式下,比特率为5780Mbps,即每秒产生722.5MB的数据。512GB存储卡只能容纳11分钟左右的视频(相机会生成一个代理文件,占用4GB左右的空间)。录制时环境温度27左右,以高比特率连续写入11分钟后,摄像头没有显示存储卡过热提示。

  值得一提的是,最知名的Nitro CFexpress B卡还内置了超薄石墨烯散热片,可以更高效地将存储卡内部温度传导出去。

   N-RAW视频录制后,实测存储卡表面温度约为50。(测温时,外壳上贴了3M胶带,发射率0.97,距离0.15m,受设备限制。结果仅供参考)

  我们测试中使用的原始读卡器也有一个主动冷却风扇。虽然全速工作时有点吵,但确实能保证文件传输的稳定性(相对于不采用主动散热的产品)。至于噪音问题,每次最多忍10分钟就好了。于之还表示,未来将继续优化,直到问题得到彻底改善。

  总结

  尼康Z 9无疑是消费级相机中对存储卡要求最高的产品,最知名的Nitro CFexpress B卡完全可以满足Z 9的要求。尤其是对于需要高强度连拍的视频创作者来说,著名的Nitro CFexpress B卡可以说是目前市面上最好的选择。

   CF存储卡本质上确实是固态硬盘,但是体积小,散热环境差。实际上,它的工作条件比大多数电脑固态硬盘都要恶劣,接近工业固态硬盘的使用场景。同时,由于相机的使用特性和续航能力,CFexpress存储卡无法像SSD一样利用空闲时间整理和优化数据.

  著名的Nitro存储卡向我们证明,即使在如此恶劣的条件下,仍然有办法实现高速写入而不损失容量,整体速度不下降。当然我很好奇他们是怎么做到的,答案是《DRAM强力主》。考虑到智宇有自己针对企业和行业的产品,相信他们解决这类问题更有经验。

  最后,智宇Nitro系列存储卡还有IP67防水防尘和原始数据恢复支持服务——。希望你永远不要用这两个功能,但是在小概率的情况下,这确实可以让我们的重要数据更加安全。

  编辑的责任:随意纠正错误。

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