Saturday, April 27, 2024

eMMC、UFS和NVMe

eMMC

eMMC的全稱為“embedded Multi Media Card”,中文即:嵌入式的多媒體存儲卡。是由MMC協會所訂立的、主要是針對手機或平板電腦等產品的內嵌式存儲器標準規格。

eMMC的一個明顯優勢是在封裝中集成了一個控制器,它提供標準接口並管理閃存,eMMC利用的是它將主控制器、閃存顆粒整合到了一個小的BGA封裝內。2015年前所有主流的智能手機和平板電腦都採用這種存儲介質,多媒體存儲卡在替代緊湊型閃存作為智能手機等移動設備的存儲介質之後,就有新版本不斷推出,速度也越來越快,eMMC 4.4的讀取速度大約為104MB/s、eMMC 4.5則為200MB/s。而在2013年7月29日三星開始量產行業首款eMMC 5.0存儲產品,其讀取速度為400MB/s,而最新的eMMC 5.1規範來說,其理論帶寬為600MB/s左右。

UFS

2011年電子設備工程聯合委員會(Joint Electron Device En gineering Council,簡稱JEDEC)發布了第一代通用閃存存儲(Universal Flash Storage,簡稱UFS)標準,即UFS 2.0的前身。希望能夠替代eMMC,可惜事與願違,第一代的UFS並不受歡迎,因為相對於不斷更新換代的eMMC它似乎並沒有什麼優勢。

經過兩年的卧薪嘗膽,2013年JEDEC在2013年9月發布了UFS 2.0的新一代閃存存儲標準,UFS 2.0閃存讀寫速度理論上可以達到1400MB/s,不僅比eMMC有更巨大的優勢,而且它甚至能夠讓電腦上使用的SSD也相形見絀。因此UFS2.0更具發展前景,有望成為未來移動設備的主流標配。三星Galaxy S7、小米5以及樂Max 2、一加手機3等採用的UFS2.0。

UFS 2.0閃存標準使用的是串行界面,很像PATA、SATA的轉換。並且它支持全雙工運行,可同時讀寫操作,還支持指令隊列。相比之下,eMMC是半雙工,讀寫必須分開執行,指令也是打包的,在速度上就已經是略遜一籌了。而且UFS芯片不僅傳輸速度快,功耗也要比eMMC 5.0低一半,可以說是今後旗艦手機閃存的理想搭配。

2016年3月,JEDEC又發布了UFS 2.1。它是UFS 2.0的迭代版,對早期的版本進行了部分改進,進一步強化它的優勢。

NVMe

iPhone 6s(Plus)閃存性能測試,連續讀寫能力遙遙領先,連續讀取速度是402MB/s,連續寫入速度為164MB/s,4K隨機讀取速度為22.5MB/s,4K隨機寫入速度為2.2MB/s,隨機讀寫能力不弱於於其他採用UFS 2.0閃存的手機。

而蘋果是怎麼做的呢?iPhone 6s Plus壓根就沒看上UFS 2.0標準,而是借鑒MacBook固態存儲方案,非常前瞻性地引入NVMe協議,並支持TLC/SLC混合緩存加速。相比傳統SCSI接口協議,NVMe具有高效率、低負載的特性,表現出更高性能和更低延遲。與布局指紋識別、研發自主CPU一樣,蘋果為iPhone引入NVMe接口協議在技術上極具前瞻性。

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