Sunday, September 24, 2017

eMMC、UFS和NVMe

eMMC

eMMC的全称为“embedded Multi Media Card”,中文即:嵌入式的多媒体存储卡。是由MMC协会所订立的、主要是针对手机或平板电脑等产品的内嵌式存储器标准规格。

eMMC的一个明显优势是在封装中集成了一个控制器,它提供标准接口并管理闪存,eMMC利用的是它将主控制器、闪存颗粒整合到了一个小的BGA封装内。2015年前所有主流的智能手机和平板电脑都采用这种存储介质,多媒体存储卡在替代紧凑型闪存作为智能手机等移动设备的存储介质之后,就有新版本不断推出,速度也越来越快,eMMC 4.4的读取速度大约为104MB/s、eMMC 4.5则为200MB/s。而在2013年7月29日三星开始量产行业首款eMMC 5.0存储产品,其读取速度为400MB/s,而最新的eMMC 5.1规范来说,其理论带宽为600MB/s左右。

UFS

2011年电子设备工程联合委员会(Joint Electron Device En gineering Council,简称JEDEC)发布了第一代通用闪存存储(Universal Flash Storage,简称UFS)标准,即UFS 2.0的前身。希望能够替代eMMC,可惜事与愿违,第一代的UFS并不受欢迎,因为相对于不断更新换代的eMMC它似乎并没有什么优势。

经过两年的卧薪尝胆,2013年JEDEC在2013年9月发布了UFS 2.0的新一代闪存存储标准,UFS 2.0闪存读写速度理论上可以达到1400MB/s,不仅比eMMC有更巨大的优势,而且它甚至能够让电脑上使用的SSD也相形见绌。因此UFS2.0更具发展前景,有望成为未来移动设备的主流标配。三星Galaxy S7、小米5以及乐Max 2、一加手机3等采用的UFS2.0。

UFS 2.0闪存标准使用的是串行界面,很像PATA、SATA的转换。并且它支持全双工运行,可同时读写操作,还支持指令队列。相比之下,eMMC是半双工,读写必须分开执行,指令也是打包的,在速度上就已经是略逊一筹了。而且UFS芯片不仅传输速度快,功耗也要比eMMC 5.0低一半,可以说是今后旗舰手机闪存的理想搭配。

2016年3月,JEDEC又发布了UFS 2.1。它是UFS 2.0的迭代版,对早期的版本进行了部分改进,进一步强化它的优势。

NVMe

iPhone 6s(Plus)闪存性能测试,连续读写能力遥遥领先,连续读取速度是402MB/s,连续写入速度为164MB/s,4K随机读取速度为22.5MB/s,4K随机写入速度为2.2MB/s,随机读写能力不弱于于其他采用UFS 2.0闪存的手机。

而苹果是怎么做的呢?iPhone 6s Plus压根就没看上UFS 2.0标准,而是借鉴MacBook固态存储方案,非常前瞻性地引入NVMe协议,并支持TLC/SLC混合缓存加速。相比传统SCSI接口协议,NVMe具有高效率、低负载的特性,表现出更高性能和更低延迟。与布局指纹识别、研发自主CPU一样,苹果为iPhone引入NVMe接口协议在技术上极具前瞻性。

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