Универсальное флэш-хранилище
Universal Flash Storage ( UFS ) — это спецификация флэш-памяти для цифровых камер , мобильных телефонов и бытовых электронных устройств. [1] [2] Он был разработан, чтобы обеспечить более высокую скорость передачи данных и повышенную надежность флэш-памяти, одновременно уменьшая путаницу на рынке и устраняя необходимость в разных адаптерах для разных типов карт. [3] Стандарт охватывает как пакеты, постоянно встроенные (через пакет шариковой решетки ) в устройство ( eUFS ), так и съемные карты памяти UFS .
Обзор
[ редактировать ]UFS использует флэш-память NAND . Он может использовать несколько сложенных друг на друга 3D TLC NAND флэш- матриц (интегральные схемы) со встроенным контроллером. [4]
Предлагаемая спецификация флэш-памяти поддерживается такими компаниями, занимающимися бытовой электроникой, как Nokia , Sony Ericsson , Texas Instruments , STMicroelectronics , Samsung , Micron и SK Hynix . [5] UFS позиционируется как замена eMMC и SD-картам . Электрический интерфейс UFS использует M-PHY . [6] разработанный MIPI Alliance , высокоскоростной последовательный интерфейс со скоростью 2,9 Гбит/с на полосу с возможностью масштабирования до 5,8 Гбит/с на полосу. [7] [8] UFS реализует полнодуплексный последовательный интерфейс LVDS , который лучше масштабируется для более высокой пропускной способности, чем 8-канальный параллельный и полудуплексный интерфейс eMMC. В отличие от eMMC, Universal Flash Storage основан на архитектурной модели SCSI и поддерживает очередность команд с тегами SCSI . [9] Стандарт разработан и доступен в Ассоциации твердотельных технологий JEDEC .
Поддержка программного обеспечения
[ редактировать ]Ядро Linux поддерживает UFS. [10] OpenBSD 7.3 и более поздние версии поддерживают UFS. [11]
История
[ редактировать ]В 2010 году была основана Ассоциация универсальных флэш-накопителей (UFSA) как открытая торговая ассоциация для продвижения стандарта UFS. [ нужна ссылка ]
В сентябре 2013 года JEDEC опубликовал JESD220B UFS 2.0 (обновление стандарта UFS v1.1, опубликованное в июне 2012 года). JESD220B Universal Flash Storage v2.0 предлагает увеличенную пропускную способность канала для повышения производительности, расширение функций безопасности и дополнительные функции энергосбережения по сравнению с UFS v1.1.
30 января 2018 года JEDEC опубликовал версию 3.0 стандарта UFS с более высокой скоростью передачи данных 11,6 Гбит/с на полосу (1450 МБ/с) с использованием MIPI M-PHY v4.1 и UniProSM v1.8. На выставке MWC 2018 компания Samsung на базе UFS представила встроенные решения UFS (eUFS) v3.0 и uMCP ( многочиповый пакет ). [12] [13] [14]
30 января 2020 года JEDEC опубликовал версию 3.1 стандарта UFS. [15] В UFS 3.1 представлены функции Write Booster , Deep Sleep , уведомление о регулировании производительности и Booster Performance Booster для более быстрых, энергоэффективных и дешевых решений UFS. Функция Host Performance Booster не является обязательной. [16]
В 2022 году Samsung анонсировала версию 4.0 с удвоением скорости с 11,6 Гбит/с до 23,2 Гбит/с с использованием MIPI M-PHY v5.0 и UniPro v2.0. В UFS 4.0 представлена файловая оптимизация , аналогичная NVMe ZNS. [17]
Известные устройства
[ редактировать ]В феврале 2013 года полупроводниковая компания Toshiba Memory (ныне Kioxia ) начала поставки образцов флэш-чипа NAND емкостью 64 ГБ , первого чипа, поддерживающего новый на тот момент стандарт UFS. [18]
В апреле 2015 года семейство Samsung Galaxy S6 стало первым телефоном с хранилищем eUFS стандарта UFS 2.0. [19]
7 июля 2016 года Samsung анонсировала свои первые карты UFS емкостью 32, 64, 128 и 256 ГБ. [20] Карты были основаны на стандарте расширения карт UFS 1.0. Сообщается, что версия на 256 ГБ обеспечивает производительность последовательного чтения до 530 МБ/с и производительность последовательной записи до 170 МБ/с, а также произвольную производительность 40 000 операций ввода-вывода в секунду при чтении и 35 000 операций ввода-вывода в секунду при записи. Однако на самом деле они, по-видимому, не были обнародованы.
17 ноября 2016 года Qualcomm анонсировала Snapdragon 835 SoC с поддержкой UFS 2.1. [21]
14 мая 2019 года OnePlus представила OnePlus 7 и OnePlus 7 Pro, первые телефоны со встроенной eUFS 3.0 (Galaxy Fold, изначально планировалось стать первым смартфоном с UFS 3.0, в конечном итоге был отложен после запуска OnePlus 7). . [22]
Первые карты UFS начали публично продаваться в начале 2020 года. Согласно пресс-релизу Universal Flash Storage Association, Samsung планировала перевести свои продукты на карты UFS в течение 2020 года. [23] В 2020 году было выпущено несколько потребительских устройств со слотами для карт UFS.
8 декабря 2022 года IQOO анонсировала IQOO 11, который стал первым телефоном с хранилищем UFS 4.0 . После этого другие производители Android начали использовать это решение для хранения данных на своих флагманских смартфонах и смартфонах среднего класса. [24]
Сравнение версий
[ редактировать ]УФС
[ редактировать ]УФС | Представлено | Пропускная способность на полосу | Макс. количество полос движения | Макс. общая пропускная способность | M-PHY Версия | ЮниПро версия |
---|---|---|---|---|---|---|
1.0 | 2011-02-24 [25] | 300 МБ/с | 1 | 300 МБ/с | ? | ? |
1.1 | 2012-06-25 [26] | ? | ? | |||
2.0 | 2013-09-18 [27] | 600 МБ/с | 2 | 1200 МБ/с | 3.0 | 1.6 |
2.1 | 2016-04-04 [28] | |||||
2.2 | 2020-08 [29] | ? | ? | |||
3.0 | 2018-01-30 [30] | 1450 МБ/с | 2900 МБ/с | 4.1 | 1.8 | |
3.1 | 2020-01-30 [15] | |||||
4.0 | 2022-08-17 [31] | 2900 МБ/с | 5800 МБ/с | 5.0 | 2.0 |
Карта УФС
[ редактировать ]Карта УФС | Представлено | Пропускная способность на полосу | Макс. количество полос движения | Макс. общая пропускная способность | M-PHY Версия | ЮниПро версия |
---|---|---|---|---|---|---|
1.0 | 2016-03-30 [32] | 600 МБ/с | 1 | 600 МБ/с | 3.0 | 1.6 |
1.1 | 2018-01-30 [30] | |||||
3.0 | 2020-12-08 [33] | 1200 МБ/с | 1200 МБ/с | 4.1 | 1.8 |
Выполнение
[ редактировать ]- UFS 2.0 реализован в Snapdragon 820 и 821. Kirin 950 и 955. Exynos 7420. NVIDIA Jetson AGX Xavier SOM.
- UFS 2.1 реализован в Snapdragon 712 (710 и 720G), 730G, 732G, 835, 845 и 855. Kirin 960, 970 и 980. Exynos 9609, [34] 9610, [35] 9611, [36] 9810 и 980. [37]
- UFS 3.0 реализован в Snapdragon 855, 855+, 860, 865, Exynos 9820–9825, [38] и Кирин 990. [39]
- UFS 3.1 реализован в Snapdragon 855+/860, Snapdragon 865, Snapdragon 870, Snapdragon 888, Exynos 2100 и Exynos 2200. [40] [41] [42]
- UFS 4.0 реализован в MediaTek Dimensity 9200, MediaTek Dimensity 8300 и Snapdragon 8 Gen 2. [43]
Дополнительные стандарты UFS
[ редактировать ]30 марта 2016 года JEDEC опубликовал версию 1.0 стандарта расширения карт UFS (JESD220-2), которая предлагала многие функции и большую часть тех же функций, что и существующий стандарт встроенных устройств UFS 2.0, но с дополнениями и модификациями для съемных карт. . [44]
Также в марте 2016 года JEDEC опубликовал версию 1.1 унифицированного расширения памяти UFS (JESD220-1A), [45] версия 2.1 стандарта интерфейса хост-контроллера UFS (UFSHCI) (JESD223C), [46] и версия 1.1A стандарта унифицированного расширения памяти UFSHCI (JESD223-1A). [47]
30 января 2018 г. стандарт расширения карты UFS был обновлен до версии 1.1 (JESD220-2A), [48] а стандарт UFSHCI был обновлен до версии 3.0 (JESD223D), чтобы соответствовать версии UFS 3.0. [49]
Переписать цикл жизни
[ редактировать ]Жизненный цикл перезаписи диска UFS влияет на его срок службы. Существует ограничение на количество циклов записи/стирания, которое может принять флэш-блок, прежде чем он выдаст ошибки или вообще выйдет из строя. Каждый цикл записи/стирания приводит к разрушению оксидного слоя ячейки флэш-памяти. Надежность диска зависит от трех факторов: возраста диска, общего количества записанных терабайт с течением времени и операций записи на диск в день. [50] Это типично для флэш-памяти в целом.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Nokia и другие поддерживают стандарт мобильной памяти» . Мир ПК . Архивировано из оригинала 9 февраля 2008 года.
- ^ «JEDEC объявляет о публикации стандарта универсального флэш-накопителя (UFS) | JEDEC» . www.jedec.org .
- ^ Малыхина, Елена (14 сентября 2007 г.). «Компании мобильных технологий работают над стандартом флэш-памяти» . Информационная неделя . Архивировано из оригинала 12 сентября 2012 года . Проверено 19 сентября 2012 г.
- ^ «Toshiba начинает тестировать накопители UFS 3.0: 96L 3D TLC NAND, до 2,9 ГБ/с» . Анандтех . 23 января 2019 года . Проверено 18 августа 2020 г.
- ^ Модайн, Остин (14 сентября 2007 г.). «Производители флэш-памяти предлагают общую карту» . Канал . Проверено 19 сентября 2012 г.
- ^ «Ассоциация твердотельных технологий JEDEC | Альянс MIPI» . Архивировано из оригинала 28 сентября 2011 года . Проверено 15 августа 2011 г.
- ^ "ЛЮДИ" . ЛЮДИ .
- ^ «Эко-система универсального флэш-накопителя (UFS) | Компания TOSHIBA Semiconductor & Storage Products | Европа (EMEA)» . Архивировано из оригинала 22 декабря 2015 года . Проверено 26 октября 2015 г.
- ^ «Универсальное флэш-хранилище: мобилизуйте свои данные» . Повторное использование дизайна . Проверено 18 августа 2020 г.
- ^ «Универсальное флэш-хранилище» . Архивы ядра Linux . Проверено 13 ноября 2022 г.
- ^ «ufshci(4) — страницы руководства OpenBSD» . man.openbsd.org . Проверено 15 апреля 2024 г.
- ^ «Развитие мобильных решений: Samsung на MWC 2018 | Глобальный веб-сайт Samsung Semiconductor» . www.samsung.com .
- ^ «eUFS | Глобальный веб-сайт Samsung Semiconductor» . www.samsung.com .
- ^ «Samsung начинает производство первого универсального флэш-накопителя емкостью 512 ГБ для мобильных устройств нового поколения | Глобальный веб-сайт Samsung Semiconductor» . www.samsung.com .
- ^ Перейти обратно: а б «JEDEC публикует обновление стандарта универсального флэш-накопителя (UFS) | JEDEC» . www.jedec.org . Проверено 31 января 2020 г.
- ^ Шилов, Антон. «Быстрее, дешевле и энергоэффективнее хранилище UFS: опубликована спецификация UFS 3.1» . www.anandtech.com . Проверено 1 февраля 2020 г.
- ^ Эррерия, Энн (7 сентября 2022 г.). «FBO обеспечивает стабильную производительность мобильных телефонов» . Корпоративный блог Western Digital . Проверено 24 июля 2024 г.
- ^ «Toshiba выпускает первые флэш-чипы NAND с более быстрым стандартом передачи данных» . Мир ПК . 8 февраля 2013 года . Проверено 18 августа 2020 г.
- ^ «Обзор Samsung Galaxy S6 и S6 Edge» . Анандтех . 17 апреля 2015 года . Проверено 18 августа 2020 г.
- ^ Шилов, Антон. «Samsung выпускает свои первые карты UFS: производительность SSD в форм-факторе карты» . Проверено 7 июля 2016 г.
- ^ «Qualcomm Snapdragon 865 с оперативной памятью LPDDR5X, UFS 3.0, будет доступен в двух вариантах: отчет» . Первый пост . 18 июня 2019 года . Проверено 18 августа 2020 г.
- ^ «Подтверждено, что OnePlus 7 Pro оснащен флэш-памятью UFS 3.0» . Центральный Android . 6 мая 2019 года . Проверено 18 августа 2020 г.
- ^ Универсальная ассоциация флэш-накопителей (3 января 2020 г.). «UFSA расширяет экосистему UFS, добавляя поставщиков съемных мобильных карт и сопутствующих технологий» . Деловой провод . Остин, Техас . Проверено 22 ноября 2020 г.
«Карты UFS будут играть решающую роль [...]», — сказал Хангу Сон, вице-президент по планированию памяти NAND в Samsung Electronics. «Более того, благодаря форм-фактору без лицензионных отчислений и открытому стандартному дизайну мы ожидаем увидеть быстрый переход на эти карты в 2020 году».
- ^ «Характеристики UFS 4.0, тест скорости, сравнение UFS 4.0 и UFS 3.1» . 6 июля 2023 г. Проверено 28 февраля 2024 г.
- ^ «JEDEC объявляет о публикации стандарта универсального флэш-накопителя (UFS) | JEDEC» . www.jedec.org . Проверено 8 мая 2017 г.
- ^ «JEDEC обновляет стандарт универсального флэш-накопителя (UFS) | JEDEC» . www.jedec.org . Проверено 8 мая 2017 г.
- ^ «JEDEC публикует стандарт универсального флэш-накопителя (UFS) v2.0 | JEDEC» . www.jedec.org . Проверено 8 мая 2017 г.
- ^ «JEDEC обновляет универсальное флэш-хранилище (UFS) и соответствующие стандарты | JEDEC» . www.jedec.org . Проверено 8 мая 2017 г.
- ^ «УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ФЛЕШ-НАКОПИТЕЛЬ UFS 2.2» . www.jedec.org . Проверено 31 июля 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б «JEDEC публикует универсальное флэш-хранилище (UFS и UFSHCI) версии 3.0 и расширение карты UFS версии 1.1» . www.jedec.org . Проверено 31 января 2018 г.
- ^ «JEDEC обновляет универсальное флэш-хранилище (UFS) и поддерживает стандарт интерфейса памяти» . www.jedec.org . Проверено 18 сентября 2022 г.
- ^ «JEDEC публикует стандарт съемных карт универсального флэш-накопителя (UFS) | JEDEC» . www.jedec.org . Проверено 30 октября 2017 г.
- ^ «JEDEC продвигает стандарт съемных карт Universal Flash Storage (UFS) 3.0» . www.jedec.org . Проверено 31 июля 2021 г.
- ^ «Мобильный процессор Exynos 9609: характеристики, возможности | Samsung Exynos» . Самсунг Полупроводник . Проверено 26 января 2020 г. .
- ^ «Процессор Exynos 9610: характеристики, возможности | Samsung Exynos» . Самсунг Полупроводник . Проверено 26 января 2020 г. .
- ^ «Мобильный процессор Exynos 9611: характеристики, возможности | Samsung Exynos» . Самсунг Полупроводник . Проверено 26 января 2020 г. .
- ^ «Мобильный процессор Exynos 980 5G: характеристики, особенности | Samsung Exynos» . Самсунг Полупроводник . Проверено 26 января 2020 г. .
- ^ «Процессор Exynos 9 серии 9820: характеристики, особенности | Samsung Exynos» . Самсунг Полупроводник . Проверено 14 ноября 2018 г.
- ^ Катресс, Ян (6 сентября 2019 г.). «Huawei анонсирует Kirin 990 и Kirin 990 5G: подход с использованием двух SoC, встроенный модем 5G» . АнандТех . Архивировано из оригинала 6 сентября 2019 года.
- ^ «Qualcomm Snapdragon 888: характеристики и тесты» . NanoReview.net . Проверено 22 февраля 2021 г.
- ^ «Мобильный процессор Exynos 2100 5G: характеристики, возможности» . Samsung.com . Проверено 27 июня 2021 г.
- ^ «Exynos 2200 | Процессор | Samsung Semiconductor» . www.samsung.com .
- ^ «Snapdragon-8-Gen-2-Product-Brief.pdf» (PDF) . Квалкомм . Проверено 19 ноября 2022 г.
- ^ «JEDEC публикует стандарт съемных карт универсального флэш-накопителя (UFS) | JEDEC» . www.jedec.org . Проверено 7 июля 2016 г.
- ^ «Поиск стандартов и документов | JEDEC» . www.jedec.org .
- ^ «Поиск стандартов и документов | JEDEC» . www.jedec.org .
- ^ «Поиск стандартов и документов | JEDEC» . www.jedec.org .
- ^ «РАСШИРЕНИЕ КАРТЫ УНИВЕРСАЛЬНОГО ФЛЭШ-НАКОПИТЕЛЯ (UFS), версия 3.0 | JEDEC» . www.jedec.org .
- ^ «UFS (универсальное флэш-накопитель) | JEDEC» . www.jedec.org .
- ^ «Срок службы SSD: как долго будет работать ваш SSD?» . Форум корпоративных систем хранения данных . 1 марта 2019 года . Проверено 18 августа 2020 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- ДЖЕДЕК
- Универсальная ассоциация флэш-накопителей
- Текущие стандарты UFS и UFS Card
- Презентация Скотта Джейкобсона и Хариша Вермы на саммите Flash Memory Summit 2013
- Что такое смартфон UFS 2.1?