华为研发Nano存储卡 为我国解除魔咒

华为Mate 20系列自发布以来，一个大家容易忽略的“变小”科技，就是Nano Memory存储卡（简称Nano存储卡）。

“我要拯救世界！不开玩笑！”

这是漫威里能够随心所欲变小“蚁人”的经典台词！

华为Mate 20系列自发布以来，一个大家容易忽略的“变小”科技，就是Nano Memory存储卡（简称Nano存储卡）。

Mate 20系列支持双卡双待双VoLTE，副卡还可插Nano存储卡

今天我们就聊一聊这个“变小”的故事！

那些移动存储的“老古董”

听说用过这种磁盘的人，都已经结婚了。

这是上个世纪80年代曾经十分火热的移动存储器3.5 英寸软盘，容量仅为 1.44 MB，连现在的一首mp3都装不下。

实际上，世界上第一张软盘是由 IBM在1967 年推出的，直径为32 英寸，大概相当于你家里的电脑桌那么大。

1971年，Alan Shugart推出了直径为 8 英寸的软盘，但存储空间仅有 81 KB，比你脸还大。

1976年，美国王安电脑公司打算发布用于字处理的计算机，觉得8英寸的软盘太大，于是开始与Shugart Associates公司合作生产小一点的磁盘。

听说他们约在波士顿一家昏暗的酒吧里洽谈合作时，根据桌上餐巾大小定下了即将生产的软盘为5.25英寸。

5.25英寸和3.5英寸的软盘就是我们电脑C盘之外的A盘和B盘，必须要专门的驱动才能读取。（能看懂说明你真的是老了，哈哈~）

后来的故事大家都很熟悉了，光盘很快取代了软盘，U盘又替代了光盘，成为现在常用的移动存储介质。

但无论是软盘、光盘还是U盘，都是给办公室或者家里的计算机使用的。

直到1997年，西门子公司与闪迪公司联手推出了一款MMC存储卡（Multimedia Card）。这款存储卡仅有邮票大小，可方便地使用于各式便携电子设备上，包括相机、音乐播放器、PDA（个人数码助理）、电子书、玩具等产品。一经推出，大受好评。

▲MMC存储卡

两年后，在MMC卡的基础上，松下电器 ，东芝，闪迪三家公司推出了一款名为“Secure Digital Memory Card”的存储卡片，此即SD卡。

▲SD卡

三家公司还联手成立了SD协会，负责制定SD卡的行业规范，推广SD卡的使用。

2003年，闪迪推出了体积更小的MiniSD卡。

▲MiniSD卡

但很快，闪迪又与摩托罗拉联手推出了TF存储卡，它的体积还要小于miniSD卡。

▲MicroSD卡

2005年，TF卡被纳入了SD协会的行业标准，并改了名字：MicroSD卡。

▲体积越来越小的SD卡

此后，随着移动终端的普及，MicroSD卡的受欢迎程度大大超出了设计者的想象。

仅2017年一年，全球就售出了逾7亿块MicroSD卡。

在旺盛的市场需求刺激下，MicroSD卡的读写速度、容量也不断刷新上限。

唯其外观尺寸，历经十三年几无变化，延续至今。

苹果造出Nano-SIM卡

华为诞生Nano 存储卡

其实，手机SIM卡和存储卡，它们俩一直井水不犯河水，就像在两个平行的世界，互相没有什么交集。

因为在功能机时期，手机主要用来打电话，基本用不上大的存储空间，更别说扩展存储卡了。

直到智能手机诞生，才让它们俩真正“相遇”。

下面一张图是功能机时代手机SIM卡和存储卡的发展路径，我们来看看他们如何成为“更好的自己”。

2012年，苹果公司为了成就iPhone更加纤薄和更加紧凑的机身，向ETSI欧洲电信标准协会提交了Nano-SIM卡标准。

最后，在和诺基亚主导的另外一种Nano-SIM卡标准争夺中，赢得了全球主要移动网络运营商、智能卡供应商以及移动设备制造商的普遍支持。

从此，Nano-SIM卡正式诞生。苹果也在iPhone5开始使用Nano-SIM卡。

这款到目前为止体积最小的SIM卡，已经成为SIM卡的主流。

iPhone的低配和高配是以手机存储容量来进行区分定价的，以iPhone XS为例，通过64GB版本，256GB和512GB版本1400-1800元的价差，区分低配、标配和高配，从而满足不同用户人群的使用需求。

▲iPhone XS配置和价格

所以，iPhone一直以来都是没有存储扩展功能的。

这个课题只能留给其他厂商了。

华为成为第一个打破这一僵局的科技公司。

2018年10月，华为正式发布Nano存储卡，并宣布Mate 20系列全面支持Nano 存储卡。

一举结束了手机存储卡十三年外观不变的历史。Nano存储卡足足比当前流行的MicroSD卡小了45%，成为世界体积最小的手机存储卡。

下面，我们来看看世界上第一张Nano存储卡是怎么造出来的。

卡上跳“芭蕾”

6 脚秒变8脚

Nano手机卡槽和存储卡槽合二为一

为了让双卡槽更好地节省手机机身宝贵的空间，华为这一次将Mate 20从过去两个并列的双卡槽，调整为正反两面的双卡槽，实际上是一个卡槽实现双卡的功能。

同时，为了兼顾双卡用户和单卡用户，在副卡卡槽设计上，既支持Nano-SIM卡，也支持Nano存储卡。

手机与SIM卡、存储卡的信息交流，是通过卡片背后的金色金属片 - PIN脚，也就是业界俗称的“金手指”来进行的。

SIM卡遵从的是ETSI欧洲电信标准协会的标准，只有6个PIN脚；而SD存储卡遵从的是SD协会的标准，有8个PIN脚。

那么第一个问题来了，一个卡槽要如何才能同时支持SIM卡的6 PIN和SD卡的8 PIN呢？

华为工程师们访遍整个行业的科技巨头，得来的却全是否定答案——没有一家公司此前尝试过这个想法。

华为工程师只能自己想办法，经过苦思冥想，终于想出了一个优雅的解决方案：L型PIN脚。

▲图中存储卡下方两侧的L状图形，就是经过特殊设计的PIN脚

工程师们将Nano存储卡的其中两个PIN脚设计为L型，摆放在存储卡的两个角落，从而适应了Nano尺寸的卡片空间。

当卡槽插入Nano卡时，手机发起“对话”来识别是Nano-SIM卡还是Nano存储卡。

这样，Nano尺寸的存储卡与Nano-SIM卡实现完美共用一个卡槽，为Nano存储卡的诞生扫除了一个关键技术障碍。

科技赛道，速度为王

华为Nano存储卡写入速率达75MB/s，远超SD U3标准

华为虽然是第一次设计Nano存储卡，但存储速度直接关系到用户读取图片视频的体验，所以从一开始就坚持高起点目标——达到SD U3速度标准，即最低写入速率30MB/s。

棘手的是，当华为工程师准备按照SD的标准“开干”的时候，发现了一个很大的法务问题。

如前文所述，闪迪、东芝与松下公司在SD卡标准诞生之初就牵头建立了一个非盈利性组织——SD协会。三家公司还在SD卡的协议、专利、商标等领域进行了大量布局，未经其允许，任何组织都不能发布新的SD卡协议。

华为连SD协会的会员都不是，假如生产Nano SD卡，那么等待华为工程师们的，将是来自行业先行者们的法院传票。

幸运的是，信息存储技术的发展路径并非仅有SD一条，还有其他开源的内存存储技术标准可供选择。 

华为Nano存储卡正是基于JEDEC的内存存储协议（eMMC5.1），实现理论最高传输速率100MB/s。相当于用内存的标准来做手机移动存储。

经华为实验室测量，Nano存储卡的数据顺序读取速率在电脑上可达90MB/s，在手机上达80MB/s，顺序写入速率达70MB/s，远超SD U3标准。

▼附图1 - 东芝Exceria 128GB U3读写速度测试结果（读取最高≈90MB/s，写入速率约20MB/s）

▼附图2 - 三星Pro+ 64GB U3读写速度测试结果（读取>90MB/s，写入速率约80MB/s）

▼附图3 - 华为256GBNano存储卡读写速度测试结果（读取>90MB/s，写入速率约75MB/s）

精益求精，品质为王

比发丝更精细的工艺

与“魔鬼级”质量考验

Nano存储卡的制造和质量，是摆在华为面前的第三个问题。

Nano存储卡的容量，取决于内部flash芯片数量。芯片数量越多，存储卡容量越大。以256G存储卡为例，flash芯片达到了8片。这8片flash芯片，是以“叠放”的形态存在于存储卡中的。假如将这块存储卡一刀划开，我们将看到这样一个横截面：

▲图中8个叠放的矩形，就是flash芯片

每一片flash芯片的厚度，仅仅不到43微米——约为一根头发直径的一半。

这种比头发丝还要更加细致的高难度制作工艺，在全球范围内也仅有少数顶尖厂商可以完成。Nano存储卡比普通MicroSD卡体积小了45%，而且容量和速率都是高标准，华为聚集了业内顶尖的制作商合作，历经数月攻克多个工艺难题，才保障了Nano存储卡的生产达到华为严格的质量要求。

可以说，Nano存储卡得以实现，绝非一家公司、一个工程师团队之功，而是建立在整个行业对技术的积累、对创新的坚守之上的。

为了保证Nano存储卡的质量，华为工程师还定义了严苛的测试标准：

插拔测试：存储卡能够至少经受3000次插拔

极端环境测试：在零下25度严寒、85度高温环境下，Nano存储卡仍然能正常工作

▲极端环境测试设备

攻克了三大问题，华为终于让Nano存储卡如期搭载Mate20正式发布。

至此，Nano存储卡正式诞生，十三年手机存储卡外观不变的历史得以终结。

但故事刚刚开始！

华为公司已正式加入了SD协会，并开始以协会成员的身份发起了NanoSD卡技术标准的讨论。

这将是一个高度流程化、需要全行业共同推进的漫漫长路。

但这也是从技术转变成标准，造福亿万消费者的必经之路。

人类对存储技术的追求永无止境，因为每个人的珍贵记忆值得长存！