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UFS和NVME協議有什么不同?

SoC芯片 ? 來源:克緹Keaty ? 作者:克緹Keaty ? 2021-06-21 16:29 ? 次閱讀

電腦上的硬盤等同于手機上的閃存,本質上都是一種存儲介質,只不過日常的稱呼有點區別。電腦硬盤分為固態硬盤和機械硬盤,而手機上的閃存也有速度快慢之分。手機上安裝App的數據和緩存都會保存在ROM里,ROM速度越快,App加載和運行的速度自然也就越快。第一款商業性閃存是由Intel推出的NOR Flash芯片,后來東芝發布了NAND Flash。NAND Flash具有較快的讀寫速度,每個存儲單元的面積也較小,逐漸占據了存儲市場的主流,如今廣泛用于PC上的SSD和手機的ROM以及U盤、內存卡等,本質上都是NAND閃存。閃存采用多種協議規范,目前手機上較常見的是UFS和NVME協議。

關于閃存

手機上經常提到的ROM,指的就是閃存(Flash Memory),手機上的文件、安裝的App數據和緩存都會保存到ROM也就是閃存里,手機閃存一般都集成到主板上不可以隨意更換,目前主流電腦上的硬盤還是可以更換,但是未來會趨向更高的集成度。

閃存Flash目前主要分為兩種規格:NOR Flash和NAND Flash,兩者均為非易失性閃存模塊。1988年,Intel發布NOR flash技術取代了原來的EPROM和EEPROM。EPRROM發明時間很早,也有很多的缺點,英特爾1978年發明了電可擦除的升級版叫做EEPROM。雖然較前更簡單易用,可是讀取和擦除速度仍非常緩慢。NOR類似于DRAM, 以存儲程序代碼為主,可以讓微處理器直接讀取。雖然讀取速度較快,但擦除速度遠比NAND慢許多,晶片容量也較低,目前應用較少。

1989年,東芝公司發表NAND flash結構,強調降低每比特的成本,更高的性能,并且像磁盤一樣可以通過接口輕松升級。因為NAND flash的晶片容量相對于NOR大,更像硬盤,寫入與清除資料的速度遠快于NOR,所以當時多應用在小型機以儲存資料為主。目前已廣泛應用在各種存儲設備上,如手機、內存卡、U盤等,可存儲文件和資料。

閃存顆粒目前可以分為SLC、MLC、TLC、QLC,隨著閃存容量越大也會不斷發展,SLC是壽命最長、穩定性各方面是最好的,但是容量難以做大,成本貴。目前大容量很少使用,MLC還是比較多,主流的是TLC。

閃存協議,我們買手機特別看重的參數就是CPU、運行內存,CPU好比大腦,代表處理速度,而運存越大,可以同時后臺運行的軟件就越多,打開多個軟件仍流暢。但是手機上的閃存也非常重要,也是影響體驗的關鍵因素,閃存越大代表可以安裝更多軟件和存儲更多的文件,閃存速度快,也可體現在開機和打開應用上,速度越快加載數據就快。目前手機上的閃存最大是1TB,但主流還是128GB和256GB,閃存除了看容量大小,還要看制式即速度大小,比如NVME、UFS3.1、UFS3.0、UFS2.1、UFS2.0、eMMC5.1、eMMC5.0,SFS1.0等。

關于UFS

UFS的全稱為Universal Flash Storage,即“通用閃存存儲”,目前主要應用于安卓手機、電腦、數碼相機等電子產品。UFS目前沒有定義自己的命令,使用的是簡化后的SCSI規范協議。它的作用很簡單,就是提供數據傳輸速度和穩定性。

常見的包括UFS3.1、UFS3.0、UFS2.1、UFS2.0等。UFS支持全雙工運行,可以同時讀和寫的操作。UFS因為是讀寫雙向同時運行所以效率更高,用時更短。UFS均支持指令隊列,但在EMMC5.0及之前的閃存是不支持指令隊列的,表示EMMC需要等上一個命令執行完成才能提交下一個命令,雖然EMMC 5.1加入了對指令隊列的支持,但是速度是不如UFS的,目前EMMC基本被淘汰,在一些低端機還能見到。

關于NVME

NVME的全稱為Non-Volatile Memory Express,即“非易失性內存主機控制器接口規范”,簡單來說也是一種規范協議,NVME是運行在某種接口上的通信協議,用于規范計算機與存儲設備的數據傳輸。這種協議的閃存電腦上用得比較多電腦通常是M.2接口的,iPhone手機也采用這種協議。

這種協議通用性比較好,為何只有蘋果手機使用?安卓廠商為了減少成本,減少不必要的定制而采用現有資源整合,匹配處理器,優化起來較容易,而蘋果公司供應鏈整合能力強,可以定制到更合適的閃存,但成本也比較貴。

首先是安卓手機商為了方便整合、減少成本,蘋果可以說是手機商里面整合能力最強的,可以讓供應商根據自己的需求做差異化定制,而其他手機商只能通過選擇不同供應商做差異化;其次就是UFS和NVME本質上速度是差不多的,UFS已經成為安卓主流,更容易進行優化。但目前的UFS和NVME速度上其實差距不是很大。UFS和NVME僅代表一種協議而已,不能完全代表其性能,就如同M.2接口的固態硬盤相同的協議,性能一樣有快有慢。但蘋果手機使用的NVMe是發展潛力是比較大。

iPhone11連續讀寫測試:讀1680mb/s 寫577mb/s

華為SFS

目前華為的mate40系列和榮耀30Pro等采用的是SFS1.0,但是官方沒有公布相關的技術參數,具體情況上不清楚,單純的看測試速度是比UFS3.1更快,而且寫入速度比UFS拉開較大差距。
責任編輯:lq6

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原文標題:手機閃存UFS和NVME的一些知識和速度對比

文章出處:【微信號:gh_9d9a609c9302,微信公眾號:SoC芯片】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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