小米盒子增强版是首款支持4K分辨率的机顶盒。分辨率高达3840*2160相比小米盒子1920*1080提升了300%，在CPU方面，小米盒子增强版搭载的是2GHz四核处理器相比小米盒子的双核1.5GHz处理器。GPU方面小米盒子增强版采用6+2核心，上一代采用的是双核心，整体性能上提升了200%。
运行内存上，小米盒子增强版内置2GB运行空间，上一代内置的是1GB运行空间，相比提升了100%。wifi连接上面提升了200%，并且小米盒子增强版还支持64GB告诉闪存扩充。
小米盒子3s的外观设计延续了小米盒子3，采用小巧圆润的设计，通体黑色加上磨砂处理。它设有一个AV接口、一个HDMI接口、一个USB接口、一个电源接口。
比起小米盒子3，小米盒子3s采用了四核的Cortex－A53 64位的Amlogic S905X处理器，主频达到2.0GHz，内配Mali－450 3+2核GPU，支持HDMI 2.0a和4K HDR。它能解码VP9并且在4K画质下能达到60帧／秒。对H.265和H.264视频编码格式，它的解码能力分别达到4K@60帧／秒和4K@60帧／秒。同时，它还具备杜比和DTS双解码能力。小米盒子3s的运行内存和存储容量分别为2GB和8GB。
另外一个较大的升级在于内容，小米盒子3s包含了爱奇艺、腾讯视频、优酷、搜狐视频；在体育内容上，小米盒子3s接入了PPTV聚体育的专区，可涵盖了西甲、德甲、欧冠、亚冠、南美解放者杯、中国足协杯、CBA、NFL等等热门赛事。通过牌照方的帮助，小米盒子3s接入了上百家视频网站内容。
小米电视3s上的PatchWall拼图墙人工智能系统也被移植到了小米盒子3s上，PatchWall人工智能系统采用杂志式排版和无限翻滚的内容瀑布流，应用“小米大脑”的深度学习技术，可以将一部影片标记出80000个标签，不断学习用户的使用习惯，实现精准的内容推荐。
小米盒子3还增加了一款配件——Mi touch红外触控遥控器，这是因为PatchWall的加入而设计的，转动触控键可以翻阅内容，左右滑动可以实现翻屏，它使用7号电池供电。
除了小米盒子3s，小米电视今天还发布了一款硬件配置接近于小米盒子3的小米盒子3c新产品：Amlogic S905四核64位2.0GHz处理器、1GB内存和4GB闪存、支持4K和Patchwall拼图墙人工智能电视系统、支持DOLBY和DTS硬件级双解码。这款产品的售价为199元。11月22日，小米商城、小米之家、京东商城、天猫商城，小米盒子3s和小米盒子3c全渠道开售。
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