UFS和eMMC的区别

2021-05-26 08:53:21 34

1、读取速度不同

UFS 2.0的速度是eMMC 5.1的三倍,而UFS 2.1的持续写入速度并没有对UFS 2.0造成碾压,但依旧很高,达到了180MB/s。

目前市场上主流的UFS2.0,单lane能够支持到最高600MB/S,如果是双lane设计那么可以跑到1200MB/S,对比eMMC HS400模式只能跑到400MB/S(这还是eMMC可以支持的最大理论值)确实有了显著的提高。后续更高级的UFS3.0版本还会跑到更快的双通道2400MB/S。

2、串行接口不同

eMMC是并口,一是快速并行接口同步就是一个瓶颈了,再就是即便同步问题解决了,信号之间的串扰也是无法避免的。 

UFS就不一样了,他是异步串行接口,而且人家还是差分的。所以在同步和干扰不是问题的前提下,UFS可以尽量提高自己的时钟频率,而且UFS是全双工的(eMMC只是半双工的),再加上UFS2.0的Command Queue的feature跑到如此高的速度也就在情理之中了。 


3、内部结构不同

eMMC闪存与UFS闪存在内部结构上存在着本质上的区别,这让两者的理论带宽产生了极大的差异。近年来比较常见的eMMC闪存多应用eMMC 4.x或者5.x规范。

其中eMMC 4.5常见于低端设备,理论带宽为200MB/s,现在已经基本淘汰;而eMMC 5.0/5.1标准在目前来说仍算主流,理论带宽分别为400MB/s和600MB/s,从数字上看并不算低。

正文

UFS作为目前安卓智能手机最先进的非易失存储器(NVM)已经广泛应用在很多手机OEM的旗舰机型上,并会逐渐取代eMMC的地位。它不仅给智能手机带来更高的读写速度更可靠的稳定性,同时M-PHY, UniPro和对SCSI命令集的支持,也大大简化了设计的复杂度,从而缩短了手机上市的时间。

UFS不仅具有SSD同级别的读写速度、异步IO接口和可靠的SCSI架构,同时还具有eMMC的低功耗的特点。

读者可以通过下面这个表格来理解UFS对比eMMC和SATA3的到底有哪些优势。其中需要强调的是虽然eMMC5.1已经支持Command Queue,但是由于eMMC硬件接口的局限性,无论是全双工还是并发性方面上,都无法和UFS2.0媲美,笔者会在后面的文章里详细介绍。

到此为止,上面都是UFS自己吹的,那么我们就来看看所谓的UFS到底有多快,看下图。

目前市场上主流的UFS2.0,单lane能够支持到最高600MB/S,如果是双lane设计那么可以跑到1200MB/S,对比eMMC HS400模式只能跑到400MB/S(这还是eMMC可以支持的最大理论值)确实有了显著的提高。后续更高级的UFS3.0版本还会跑到更快的双通道2400MB/S。让笔者觉得惊讶的是,如果按照M-PHY的标准,UFS完全可以支持到4个Lane,那岂不是会跑到4800MB/S,copy个电影只需要半秒钟,哈哈。

但实际情况,UFS也不会每时每刻都玩命跑的,总得让人歇歇不是,所以UFS在实际运行过程中速度是变化的(话说变速跑更TM累,有一次变速跑累成狗,心里那叫一个万马奔腾,后来被国足女将口头鼓励了一下,心气儿才平复许多)。至于速度是多少,大家看下图就一目了然了,需要稍微解释的是PWM就是脉宽调制,HS-G3就是High Speed Gear 3的意思。

UFS这么英明神武,为啥eMMC就不行泥??

因为eMMC是并口,一是快速并行接口同步就是一个瓶颈了,再就是即便同步问题解决了,信号之间的串扰也是无法避免的。

但是我们的UFS就不一样了,他是异步串行接口,而且人家还是差分的。所以在同步和干扰不是问题的前提下,UFS可以尽量提高自己的时钟频率,而且UFS是全双工的(eMMC只是半双工的),再加上UFS2.0的Command Queue的feature跑到如此高的速度也就在情理之中了。

最后来看一下eMMC和UFS的模块示意图。

UFS需要三路(三鹿(⊙﹏⊙)b)电源,VCC,VCCQ和VCCQ2。VCC是3.3V和1.8V供电的(如果是1.8V的电压供电需要接charge pump电路)负责给NAND Array供电,VCCQ是core电压1.2V,VCCQ2是IO电压1.8V。

再看eMMC,只有两路电VCC和VCCQ。VCC 3.3V同样给NAND Array供电,剩下的core电压,IO电压都是由VCCQ供的(VCC是1.8或者3.3V)。

如果我们细心对比,eMMC的core电压最低1.8V,UFS的core电压只有1.2V,从这个角度来说UFS是比eMMC还要省电的。



免责声明:本文转载自“大印蓝海科技”,本文仅代表作者个人观点,不代表萨科微及行业观点,只为转载与分享,支持保护知识产权,转载请注明原出处及作者,如有侵权请联系我们删除。