Когда 32 ГБ лучше 128 ГБ, или Почему ваш дорогой смартфон тормозит

Практически любому хочется, чтобы приложения и файлы на его смартфоне открывались максимально быстро. Обычно для этого пользователи покупают смартфон с более мощным процессором, большим объемом оперативной памяти и большим количеством гигабайтов флеш-накопителя. Однако при этом часто не учитывают параметр, из-за которого, при прочих равных, смартфон с 32 ГБ флеш-памяти будет работать быстрее аппарата со 128 ГБ.

Особенности флеш-памяти

Когда производители публикуют скорость считывания и записи данных флеш-накопителя (карты microSD, диска SSD, USB-флешки, накопителя в смартфоне), они обычно предоставляют линейную скорость обмена данными (копирование фильма, большого файла).

Но приложения практически никогда не считывают и не записывают большие массивы данных. Обычная работа программ состоит из операций небольшими блоками памяти в единицы или десятки килобайт. Это значительно более тяжелый режим, чем линейное чтение или запись. И чем меньше блоки, тем медленнее работает накопитель.

Если флеш-накопитель имеет невысокую скорость операций с мелкими блоками, работа с приложениями будет медленной.

Скорость флеш-памяти для программ

Существует множество программно-аппаратных вариантов реализации флеш-памяти. Один из них - SD, используемый в картах памяти, включая microSD. Он хорошо подходит для линейного обмена данными, но очень плохо подходит для работы с мелкими блоками, то есть, с приложениями. Так карта памяти SanDisk Extreme V30 128GB с маркировкой A2 (максимально возможный для SD класс работы с мелкими блоками) обеспечивает линейную запись 169,6 МБ/сек, тогда как блоками по 4 КБ записывает на скорости 3,4 МБ/сек. Падение производительности записи в 49,9 раз. Улучшить это должен стандарт microSD Express, принятый в 2019 году.

Внутренние накопители смартфонов используют флеш-память типа EMMC. Она имеет общего предка с SD и фактически является памятью SD в виде чипа на материнской плате смартфона. Поэтому EMMC имеет те же проблемы, что и SD при работе с мелкими блоками. Последний вариант eMMC 5.1 достигает 125 МБ/сек при линейной работе и до 7,16 МБ/сек при записи блоков 4 КБ. В 2019 году представили улучшенный eMMC 5.1A.

Последние несколько лет набирает популярность память Universal Flash Storage (UFS). Первый вариант UFS 1.0 опубликовали в 2011 году, а в 2018 году представили UFS 3.0, у которой линейная запись 1801 МБ/сек, а блоками по 4КБ – 137,5 МБ/с. Популярная сегодня UFS 2.1 обеспечивает линейную запись 200 МБ/сек и запись блоками 4 КБ на уровне 140 МБ/с.

Как влияет тип флеш-памяти

В начале материала мы сказали, что скорость флеш-памяти можно сравнить при прочих равных. К сожалению, смартфон нельзя как настольный ПК собрать из компонентов, меняя только флеш-память.

Однако за нас в 2017 году это сделала Huawei. Тогда компания прокололась на том, что использовала во флагманах Huawei P10 разную память, оставляя неизменными остальные компоненты. Покупатели этих гаджетов играли в лотерею, так как производитель не сообщал, какая начинка в конкретном смартфоне. В телефонах применялась как EMMC, так и две разновидности UFS.

Вот какую скорость чтения и записи получали пользователи:

Особо важны цифры последней строки таблицы. Разница скорости случайной записи блоками 4 КБ превышает 10 раз между UFS 2.1 и eMMC 5.1. Это означает, что на устройстве с UFS приложения будут запускаться и работать ощутимо быстрее. Пользователь гаджета с eMMC в это время будет думать, почему его устройство тормозит.

Больше – не всегда лучше

Индустрия постепенно уходит от памяти eMMC, но последняя все еще остается популярной благодаря своей более низкой стоимости. Вот лишь небольшая подборка смартфонов с медленной памятью, но большим объемом: Huawei P30 Lite (128 ГБ eMMC), Xiaomi Redmi Note 8 (128 ГБ eMMC), Samsung Galaxy A70 (128 ГБ eMMC), Xiaomi Redmi Note 7 Pro (64/128 ГБ eMMC), LG G8 ThinQ (128 ГБ eMMC), Huawei Mate 20 Lite (64 ГБ eMMC), Sony Xperia 10 (64 ГБ eMMC), Google Pixel 3a (64 ГБ eMMC).

А вот несколько девайсов с UFS, но малым объемом: LG G7 Fit (32 ГБ UFS 2.1), Xiaomi Redmi K20 Pro (64 ГБ UFS 2.1), Google Pixel 3 (64 ГБ UFS 2.1), Sony Xperia XZ2 Compact (64 ГБ UFS 2.1), Xiaomi Mi 9T (64 ГБ UFS 2.0).

Что же Apple

С выпуском в 2015 году смартфонов iPhone 6s и iPhone 6s Plus в Apple перешли на флеш-память NVM Express. Она используется в SSD-накопителях ноутбуков и ПК и, собственно, Apple применила в смартфоне контроллер флеш-памяти от ноутбука Macbook. В последовательном чтении и записи iPhone 6s опережали в 2-3 раза Samsung Galaxy S6 и Galaxy S7 с UFS 2.0. Найти данные для свежих моделей iPhone оказалось затруднительно.

Если в Android устройствах больше гигабайтов не означает более быструю память, то в iPhone ситуация противоположная. В смартфонах Apple чем больше накопитель, тем быстрее он работает. Это еще одна особенность флеш-памяти – распараллеливание. В больших флеш-накопителях данные передаются по большему числу параллельных каналов, что означает более быстрое считывание/запись.

Это наглядно показал в 2017 году YouTube-канал Unbox Therapy в тесте iPhone 7 на 32 ГБ и на 256 ГБ. На них записали одинаковый кинофильм. Версия с малым накопителем завершила запись за 3 минуты 39 секунд, а вариант на 256 ГБ «залил» файл за 2 минуты 34 секунды.

В заключение

Флеш-память является для производителей одним из способов дополнительно подзаработать. Пользователи часто смотрят лишь на количество гигабайт флеш-накопителя, а его тип на коробке обычно не публикуется. При этом вендору выгоднее ставить eMMC или устаревшие версии UFS. Для пользователя же более медленная память оборачивается большими задержками и медлительностью смартфона при запуске приложений и их работе.