鲁达 由于"云"目前还不能完全扫清我们跨平台传输文件的障碍，U盘仍是我们躲不开的工具。
（此文章于2020.7.27首发于“逗豆侠”公众号）
你是否遇到过这样的情形:
- 明明拷贝同一个文件，你总是要比别人慢？
- 明明视频文件只有2个GB，却要两三分钟才能写入U盘？
- 等了很久，进度条终于到99%的时候，U盘突然无法访问?
- 明明只用了一年不到，U盘速度却明显下降？
如果你遇到过，说明你可能没有选对U盘。
对于U盘，我们关心速度、容量、稳定性、外观（大小、重量、材质等）。
这是本文的大纲，可以直接跳到总结部分看精简版的说明：
- 性能
- 测试软件
- 1. U盘方案类型
- 2. U盘主控
- 3. 闪存
- 稳定性
- 总结（精简说明）
性能
对于性能，我们关心顺序读取/写入速度、随机读取/写入速度、容量。
- 顺序读取/写入数值，与你拷贝大型单个文件的场景密切相关，最好的例子就是拷贝视频。单位一般用MB/S，数字越大，代表每秒钟传输的数据越多。
- 随机读取/写入数值，与你处理密集型文件的场景密切相关，最好的例子就是拷贝压缩文件。单位一般也用MB/S，但是数值会明显低于顺序读取/写入数值，可以说，这是最能直接反映U盘性能的数值。
- 容量，产品介绍一般以Gb为单位，电脑系统一般以GB为单位，二者数值上的换算公式是：Gb数值 x 0.93151 = GB数值。前者的b是小写，代表位宽，后者的B为大写，代表字节数量。U盘容量不单单决定你能往U盘装多少文件，还与U盘的使用寿命（可擦写次数），U盘负载平衡功能的实现有关。简单来说，同一型号的U盘，容量越大，性能越好。
测试软件
逗豆侠用的比较多的有两个，这两个本来是测试硬盘用的，但由于U盘、硬盘的工作原理相似，测试软件可以通用:
- ATTO Disk Benchmark
ATTO Disk Benchmark界面，来源：ATTO
从0.5KB大小的文件一直到8MB大小的文件，测的是在该条件下的最高速，可以部分地地体现U盘随机读取/写入能力。
- AS SSD Benchmark
AS SSD Benchmark界面，来源：www.alex-is.de
除去顺序读取/写入，这个程序可以看4K对齐，还可以调整测试文件大小，当填入了一定数量的文件后，可以测试U盘在将近满盘时的性能。
我们再深入了解一下影响性能的要素，逗豆侠按影响程度由高到低排列：
1. U盘方案类型
直通型/单芯片型
典型直通型U盘正反照，来源：Wikipedia
市场大部分U盘都是这一类，使用一个通常只有8bit/16bit位的主控直接连接闪存，所支持的闪存类型也比较"古老"。虽然线路设计非常简单，加工制造也很简单，但受限于控制芯片的吞吐能力，随机读取/写入性能相对羸弱。
同时，这类U盘在顺序读取/写入大型文件的场景中，虽然短时间内可以飙升到较高的数值，但马上就会降到一个很可怕的低速度上，尤其是在写入场景中，一些U盘在掉速后的表现甚至不如十年前的机械硬盘。
原因是这类U盘要么会在主控和闪存之间增加一个由高性能闪存或内存组成的缓存空间，写入文件时会先先到缓存中，等到U盘空闲时再转运到常规的闪存中；要么会将一部分闪存模拟成高性能的闪存，比如，使用4个TLC单元模拟一个SLC单元，也是当作缓存用，然而，这两种方法只能让跑分数据好看点，让产品文案好看一些，只要干稍微累一点点的活，就会原形毕露。由于U盘本来就不是大容量的存储设备，缓存不会做得很大，写入时很快就会将缓存空间占满。
虽然绝大多数采用这一方案的U盘性能羸弱，但自从2019年，慧荣推出了第一款集成式的USB SSD主控SM3282后，单芯片的高性能U盘将会越来越多，理论性能可以直接和高性能移动硬盘比。不过，据逗豆侠所知，目前采用这一主控的U盘还没有上市。
慧荣SM3282，来源：腾讯网
桥接型
典型桥接型U盘布局，来源：优盘之家
左边那个小的黑色芯片就是富士康的USB-SSD桥接芯片。
由于SSD分SATA和M.2两种协议，桥接方案也分USB-SATA和USB-M.2两种。
这一类型的U盘使用SSD的主控管理闪存(如上图中标了SanDisk的大片黑色芯片)，然后用一个USB转SSD芯片连接主控和USB接口，原理上和硬盘盒一样，但集成度很高，一些主打高性能的U盘和移动硬盘一般会采用这一类方案。不需要纠结到底是USB-SATA还是USB-M.2，二者由于USB接口的速度限制，性能没什么区别。
比如逗豆侠自己使用的闪迪CZ80，服役了6年后，依旧干得过市面上的大多数直通型U盘。（图片是产品介绍图，我的已经成战损版了，背面的白漆差不多磨没了）
闪迪CZ80，来源：闪迪
2. U盘主控
左边那个四面都有引脚的黑色芯片就是主控，来源：Wikipedia
目前，生产USB主控的大厂有：群联（Phison）、慧荣（SIM）、鑫创（SSS）以及闪迪等USB生产商。
以群联为例：
群联主控及相关参数，来源：群联官网
由于表格已经列出了顺序读取/写入的最高上限，一般情况下，顺序和随机的成绩是稳定的正相关关系，所以逗豆侠就不具体解释每一型号的性能表现了。
一般可以通过芯片精灵（ChipGenius）查询主控型号，之后在度娘啊复制粘贴就可以了。
更进一步地，U盘主控具体怎么影响性能呢?
主控决定USB协议
首先就能决定USB协议类型，是USB2.0还是3.0，说到协议类型，又要牵扯出一堆名词解释
USB3协议(知识点啊各位)
一个叫USB-IF的协会，前后将USB3分为3.0、3.1和3.2，麻烦的事情是，这三者并不是相互独立的，是直接取缔前者。按照这个协会的意思，目前不存在USB3.0和USB3.1，只有USB3.2。USB3.2分为：
- USB3.2 Gen1（就是USB3.0，也就是USB3.1 Gen1，传输上限5Gbps）
- USB3.2 Gen2（就是USB3.1 Gen2，传输上限10Gbps）
- USB3.2 Gen 2x2 （传输上限20Gbps）
但实际情况是，厂商的命名方式很混乱，但逗豆侠可以直白地告诉你，到目前为止，还没有能超过USB3.0（即USB3.2 Gen1）速度上限的U盘，基本上，只要产品介绍提到自己是USB3中某个协议的，你盲猜是USB3.0，基本不会出错。
主控决定吞吐能力
除了在U盘PCB板上外接测试设备，我们是测不了主控的吞吐能力的，跑分软件只能评测硬盘的综合能力，不能单测主控的性能。而且厂商一般不会向用户告知主控的频率和调教结果，是的，很难，但也不是一点方法没有。
这里逗豆侠教你一个小技巧，看该主控的位宽、支持的通道数和制程工艺。
你可以把U盘想象成一台小电脑，闪存就是存储器，主控就是就是处理器。
在很久很久以前，处理器位宽不是现在的64位，而是32位，16位，8位……
位宽越小，意味着处理器能同时处理的数据就越小，也就意味着同一时间的数据吞吐上限就越小。同样的，位宽越小，意味着处理器到各个存储器的通道越少，少得可能只有一个，甚至是只支持一个闪存芯片。
加上现在的U盘主控逐渐开始使用更加现代的制程工艺，在提高运行速度的同时，可以降低功耗，降低发热量。
3. 闪存
右边那个大片的黑色芯片就是闪存，来源：Wikipedia
把表面的黑色塑料刮干净，你就可以看到密密麻麻的小区块和小单元，所以又很多人又将闪存直接称作颗粒。
逗豆侠忍不住吐槽一句：终于说到这里了:-)这是一个极大极大的坑，这个坑里面现在还躺着很多为试图在厂商面前举起义旗的烈士:-)
讲道理本应存在一个明确的标准来评估闪存体质，但由于某种不可抗力，它已然成为了一个说不清的领域，作为普通用户，你根本不用知道你心水的那款Ｕ盘到底是用了所谓的原片、白片、黑片还是划片，因为知道了也没用。逗豆侠也不愿介绍闪存品牌了，真正造成性能瓶颈的和品牌没有关系。
与此相关的事情逗豆侠不想多说，但它的确是数码界的一个污点，我相信在不久的将来，当闪存生产良率大幅提升的时候，就不会存在这个坑了。
想了解自己U盘闪存颗的生产方、型号、批次的同学，可以用之前提到的闪存精灵或FlashMaster进行查询。
闪存有两个与性能直接相关的参数：
存储单元数据存放量
闪存里面的每一个单元都是一个完整的MOSFET，早先处于SLC的时代，控制器直接看这个单元的电压，有和没有就代表1和0。但某个聪明的科学家发现，我们可以更进一步地看这个单元的电压有多大，根据数值分为4个(MLC)、8个(TLC)、16个(QLC)、32个(PLC)……
想法很天才，以前一个单元只能存表示两个状态的数据，现在能表示那么多个了呢，感觉可以在成本不变的情况下实现容量翻倍了呢!
但现实是，MOSFET的栅极不能既确保精度高又确保用时短。处理同一数据量的时间较SLC明显更长，即吞吐速度变慢，加上干的活以指数的形式提高，存储单元的寿命也明显减少。
除非，能新出XXFET，改进控制器的开关效率，否则，单靠改进闪存的负载平衡等功能根本起不到实质性的提升。按目前的评测来看，从SLC一直到PLC，一代不如一代，后浪的劲儿头越来越小。
2020年，在具体挑选U盘的是，也别奢求MLC和SLC颗粒了，只要别买到QLC中的小容量版本就很走运了。
3D NAND 层数
这个很好理解，层数越多，代表着同样大的芯片容量越大，现在的主流SSD已经用上了96层的3D NAND，但大部分U盘还在用着低层数的甚至是2D的NAND颗粒。当然，3D NAND层数通过闪存型号判断。
虽然主控的访问带宽没变，但层数增加能明显提高并行访问的能力。
稳定性
这年头，由于用户习惯性认为厂商在产品推出前都进行了严格的稳定性测试，以至于消费者都忘了对于安全指数要求极高的电子消费品，测试稳定性也是非常重要的环节。
毕竟，一切和数据相挂钩的产品都必须肩扛保卫数据的使命，如果连存储设备自身的稳定性都无法确保的话，逗豆侠宁肯不使用。
影响U盘使用稳定性的，主要有闪存颗粒的体质、电路设计、封装工艺、PCB焊接工艺、U盘外壳材质、防水防尘设计、散热设计，展开的话可以轻轻松松将这篇文章的长度翻个倍。逗豆侠就不挑战观众老爷们的耐心了，只点出几个坑，这几个坑逗豆侠极力建议你要避开：
- 硬盘坏区还是由于闪存颗粒的体质，坏区几乎是无法避免的，一般都会在USB的RAM中写入相关的屏蔽代码。但坏区多了，可能会冷不丁地让在你读写U盘时损坏数据，逗豆侠在转移系统时遇到过一次因为U盘坏区而损失一部分文件的事情。坏区在中低端U盘尤其地多，建议一买回来就用H2testw查询硬盘坏区，如果实在很多，就再买一个吧:-)
- 电气性能不过关逗豆侠曾经经历过一次非常非常惨痛的教训，在写完一篇文档的时候，逗豆侠想同时保存在硬盘和U盘上，但错误地在摁下保存按钮之前先插入了U盘，由于那款U盘的电气性能明显没有过关，金属外壳在触碰到USB接口之后，直接短接了USB口，然后，电脑就宕机了，文档就没了……自此之后，不管该款U盘是否经历过完整的电气性能检测，只要外壳是金属材质的，我都尽可能不碰。
- 小作坊自制U盘：DIY硬盘本来是为了提高每一控件的规格而诞生的，比如，使用顶级的主控配合顶级的颗粒啊之类的。但现在已经演变成十分混浊的水区，只要不是极为可靠的渠道，商品介绍得再牛逼，也不要碰，而极为可靠的自制U盘渠道很难找到。至少，凡夫俗子逗豆侠还没有遇到过。
总结（精简说明）
除开外观、重量这种因人而异的部分，速度、容量和稳定性是评价一款U盘最重要的指标。
挑选速度和容量时，不能仅看产品页面，而是遵循以下三个步骤：
- 查看U盘方案，直通型还是桥接型，到目前为止，桥接型的性能明显更好；
- 查看U盘主控，位宽有多大，通道数有多少，支持说明类型的闪存？一般来说，位宽达到32bit，通道数有2个以上，支持多层数NAND 闪存的主控性能较好；
- 查看闪存，看存储单元数据存放量，是SLC、MLC、TLC、QLC还是PLC，性能从SLC到PLC逐渐降低，当然价格一般也跟着降低，然后再看NAND层数，目前市面上最高的NAND层数为96层，数字越大，速度越快，容量越大。
在做好上述步骤之后，再评估U盘的稳定性，主要看做工是否精良、电气安全是否达标。一般大厂出品的中高端U盘，稳定性都比较好。
虽然U盘即将过时，但作为我们这代人亲眼见证的产物，不挑个好一些的来用用总觉得对不起这个时代:-)