Android đang thực hiện một sự thay đổi đáng kể từ kích thước trang bộ nhớ 4KB lên 16KB, hứa hẹn cải thiện hiệu suất nhưng tạo ra những khó khăn cho các nhà phát triển. Bắt đầu từ ngày 1 tháng 11 năm 2025, tất cả các ứng dụng mới và bản cập nhật sử dụng mã native C/C++ phải hỗ trợ kích thước trang lớn hơn để được chấp nhận trên Google Play.
Thay đổi này mang lại những lợi ích có thể đo lường được. Các ứng dụng có thể thấy thời gian khởi động cải thiện lên đến 30% trong một số trường hợp, với mức cải thiện trung bình là 3,16%. Thời lượng pin cũng được tăng cường, với mức tiêu thụ điện năng giảm 4,56%. Thời gian khởi động camera nhanh hơn 4,48-6,60%, và thời gian khởi động hệ thống cải thiện khoảng 0,8 giây.
Cải thiện hiệu suất với trang 16KB:
- Thời gian khởi động ứng dụng: Nhanh hơn tới 30% (trung bình 3.16%)
- Mức tiêu thụ pin: Giảm 4.56% mức tiêu thụ điện năng
- Khởi động camera: Nhanh hơn 4.48-6.60%
- Khởi động hệ thống: Nhanh hơn khoảng 0.8 giây
- Tăng hiệu suất tổng thể: 5-10%
Độ phức tạp ẩn giấu vượt ra ngoài việc biên dịch lại đơn giản
Trong khi thông báo của Google khiến quá trình chuyển đổi nghe có vẻ đơn giản, các nhà phát triển đang phát hiện ra thực tế phức tạp hơn nhiều. Cuộc thảo luận cộng đồng cho thấy việc chuyển đổi các codebase native lớn thường phát hiện ra những giả định runtime tinh tế vượt xa việc thay thế các hằng số được mã hóa cứng.
Rò rỉ bộ nhớ mà trước đây khó nhận thấy với các trang 4KB trở thành vấn đề nghiêm trọng khi các trang lớn gấp bốn lần. Các bộ cấp phát bộ nhớ tùy chỉnh và hệ thống pooling được điều chỉnh cho ranh giới 4KB có thể cần thiết kế lại hoàn toàn. Một số nhà phát triển lo lắng về việc phát hiện ra những vấn đề này chỉ sau khi ứng dụng đến tay người dùng.
Bảo vệ bộ nhớ và tác động bảo mật
Thay đổi kích thước trang ảnh hưởng đến cách hoạt động của bảo vệ bộ nhớ ở mức độ cơ bản. Với các trang 4KB, các nhà phát triển có thể đặt các quyền khác nhau cho các vùng 8KB liên tiếp. Các trang 16KB lớn hơn khiến điều này trở nên bất khả thi mà không gây ra sự cố khi bộ nhớ được truy cập không chính xác.
Điều này tạo ra những thách thức đặc biệt cho mã quan trọng về bảo mật dựa vào các trang bảo vệ để phát hiện tràn bộ đệm. Mã trước đây tạo ra các ranh giới bảo vệ ở khoảng cách 4KB giờ chỉ có 25% cơ hội được căn chỉnh đúng cách. Thay đổi này cũng ảnh hưởng đến các hoạt động I/O ánh xạ bộ nhớ, nơi các khối điều khiển lân cận có thể chia sẻ cùng một trang một cách bất ngờ.
Gián đoạn hệ sinh thái và lo ngại về tương thích
Quá trình chuyển đổi làm nổi bật căng thẳng rộng hơn giữa cải thiện hiệu suất và ổn định hệ sinh thái. Nhiều nhà phát triển đặt câu hỏi liệu mức tăng hiệu suất trung bình 3% có đáng để có khả năng phá vỡ các ứng dụng không được bảo trì nhưng vẫn hoạt động.
Mọi thứ đều ngừng hoạt động không phải là lựa chọn cho một hệ điều hành thực sự. Tôi không mong đợi phải cất các công cụ xưởng đi và thức dậy vào buổi sáng để thấy nhà sản xuất hộp công cụ đã gửi chúng đến bãi rác vì chúng không vừa hiệu quả với các ngăn kéo mới.
Thay đổi này đặc biệt ảnh hưởng đến các ứng dụng Android công nghiệp và nhúng, nơi các thiết bị có thể có tuổi thọ 50 năm nhưng phụ thuộc vào các ứng dụng có thể không nhận được cập nhật. Điều này tạo ra khoảng cách đáng lo ngại giữa chu kỳ cập nhật tập trung vào người tiêu dùng của Android và yêu cầu độ tin cậy công nghiệp.
Ma trận tương thích:
| Loại ứng dụng | Thiết bị 4KB | Thiết bị 16KB |
|---|---|---|
| Ứng dụng 4KB | Hoạt động | Cần chuyển đổi |
| Ứng dụng 16KB | Hoạt động | Hoạt động |
Rào cản kỹ thuật cho nhà phát triển
Các ứng dụng sử dụng thư viện native đối mặt với những thách thức đáng kể nhất. Android NDK r28 và Android Gradle Plugin 8.5.1 tự động kích hoạt căn chỉnh 16KB, nhưng nhiều SDK của bên thứ ba chưa được cập nhật. Các nhà phát triển phải chờ cập nhật SDK hoặc tự fork và rebuild các dependency.
Quá trình chuyển đổi cũng ảnh hưởng đến bố cục nhị phân ELF, nơi các phân đoạn mã và dữ liệu phải duy trì căn chỉnh thích hợp. Các phân đoạn không được căn chỉnh có thể gây ra sự cố trong quá trình thực thi hoặc khi ghi vào các biến toàn cục. Một số chiến lược cấp phát hoạt động hiệu quả với các trang 4KB trở nên lãng phí với các trang 16KB, có khả năng gây áp lực bộ nhớ trên các thiết bị có RAM hạn chế.
Công cụ và phiên bản cần thiết:
- Android Gradle Plugin : 8.5.1 trở lên (mặc định kích hoạt căn chỉnh 16KB)
- Android NDK : r28 trở lên (mặc định biên dịch với căn chỉnh 16KB)
- Kiểm thử: Các mục tiêu trình giả lập 16KB có sẵn trong Android Studio SDK Manager
- Kiểm thử thiết bị: Pixel 8 và 8 Pro trở đi với Android 15 QPR1
Nhìn về tương lai
Google cung cấp các công cụ thử nghiệm bao gồm trình giả lập 16KB và tùy chọn nhà phát triển trên các thiết bị Pixel mới hơn để chuyển đổi giữa các kích thước trang. Tuy nhiên, thời hạn tháng 11 năm 2025 có thể tỏ ra thách thức đối với các ứng dụng phức tạp với các dependency mã native sâu.
Ngành công nghiệp đối mặt với câu hỏi cơ bản về việc cân bằng giữa tăng hiệu suất và tương thích. Trong khi các trang 16KB mang lại lợi ích rõ ràng, quá trình chuyển đổi cho thấy các giả định về kích thước trang được nhúng sâu như thế nào trong phần mềm hiện đại. Thành công sẽ phụ thuộc vào việc các nhà phát triển có thể xác định và sửa chữa những dependency ẩn này tốt như thế nào trước khi thời hạn đến.
Tham khảo: Transition to using 16 KB page sizes for Android apps and games using Android Studio