Что такое ufs память
Обновлено: 06.07.2024
За последнее десятилетие, технологии в смартфонах шагнули далеко вперед и принесли множество изменений. В прежние времена телефоны не оснащались камерой вовсе, а сегодня флагманские устройства оснащаются сразу тремя основными модулями с различным функционалом.
Задумывались ли вы когда-нибудь о том, что скрыто внутри вашего устройства и как память влияет на быстродействие смартфонов, планшетов или цифровых камер? Для большинства пользователей такой вопрос встает только при нехватке места. Сегодня мы обсудим то, почему новый стандарт UFS 3.0 так важен и как он может увеличить автономность и скорость работы устройств.
Что такое UFS?
Стандарт UFS разработан для того чтобы предложить максимально возможные скорости чтения и записи, а также минимальное энергопотребление смартфонам, цифровым камерам и прочим мобильным устройствам. Преимущества от использования этого типа памяти можно заметить при съемке фото/видео, установке приложений или доступе к данным вашего устройства.
Стандарт UFS был разработан в качестве замены уже устаревшему типу eMMC ( embedded MultiMedia Card ), который до сих пор используется во множестве камер, смартфонов и планшетов. Хранилище UFS значительно быстрее, отчасти из-за того как происходит обмен информацией.
Традиционные, встроенные флэш решения и флэш карты памяти обрабатывают одну команду за раз, ограничивая производительность случайного чтения/записи. Память UFS имеет более высокие скорости последовательного и случайного чтения/записи потому что перенимает Архитектурную модель SCSI и Тегированную очередь команд ( Tagged Command Queuing ). Поэтому такой тип памяти может отправлять несколько запросов к хранилищу одновременно.
Его используют в различных съемных накопителях, таких как microSD карты или реже в качестве встроенного внутреннего накопителя (eUFS). Последний впервые был применен в смартфоне Galaxy S6 от Samsung и сейчас используется во множестве Android телефонов.
Что такое UFS 3.0?
В январе 2018 года, JEDEC ( комитет инженерной стандартизации полупроводниковой продукции ) представил стандарт UFS 3.0, который увеличивает пропускную способность и удваивает теоретическую скорость передачи данных при одновременном снижении энергопотребления. Спустя более чем год, с выходом OnePlus 7 Pro вокруг стандарта снова возникло обсуждение.
Стандарт UFS 3.0 сродни технологии SSD для телефонов и цифровых камер. Он не рекламируется так значительно, но способен оказать большое влияние на производительность устройства. Он значительно быстрее UFS 2.1 и еще быстрее, чем другие стандарты памяти, такие как eMMC. Новый стандарте в будущем позволит добиться сверх высоких скоростей, вплоть до 23 Гбит/с и при этом позволит сократить энергопотребление. Это в частности означает, что вы без проблем сможете записывать 4K или даже 8K видео с высокой частотой кадров.
Реальная производительность
Результаты тестирования OnePlus 7 Pro и Xiaomi Mi 9 в бенчмарке AndroBench Результаты тестирования OnePlus 7 Pro и Xiaomi Mi 9 в бенчмарке AndroBenchНам удалось протестировать новый OnePlus 7 Pro с памятью UFS 3.0 в бенчмарке AndroBench. Как вы можете видеть на изображении выше, последовательная скорость чтения, в сравнении с Xiaomi Mi 9 ( UFS 2.1 ) возросла почти в 2 раза – 787 мб/с для Xiaomi и 1461 мб/с для OnePlus. Тоже самое касается и скорости последовательной записи ( 180 мб/с против 383 мб/с ).
К сожалению, не все так радужно как хотелось бы: скорость случайного чтения OnePlus 7 Pro немногим выше, чем у Mi 9, а случайной записи так и вовсе ниже. Это может быть связано с пока еще не совершенной реализацией нового стандарта и в будущем мы увидим более высокие показатели.
Однако нельзя не отметить, что смартфон от OnePlus работает крайне быстро и первое где мы заметили преимущества нового накопителя – это время установки больших приложений. По сравнению с другими флагманами скорость установки игр значительно повысилась.
Несмотря на то, что пока преимущества UFS 3.0 не столь заметны, мы уверены, что в будущем они будут более выражены и наши устройства станут заметно быстрее и отзывчивее.
Apple мало что рассказывает нам про внутренности своих девайсов. Как будто скрывает от нас страшную тайну!
Например, знали ли вы что в iPhone и в Android используется совершенно разный тип флеш-памяти? NVMe в iPhone и UFS в Android.
Может в этом секрет скорости девайсов Apple? Сегодня разберемся в том, как устроена флеш-память. Узнаем, чем отличаются стандарты памяти? И главное — сравним, кто всё-таки быстрее Android или iPhone! Такой информации больше нигде не найдете. Так что, читайте и смотрите до конца!
Флеш-память
Начнём с того что на флешках, картах памяти, в смартфонах и SSD-дисках — везде используют один тот же тип памяти — флеш-память. Это современная технология, пришедшая на смену магнитным носителям информации, то есть жестким дискам.
У флеш-памяти куча преимуществ. Она энергоэффективная, дешевая, прочная и безумно компактная. На чипе размером с монетку помещается до терабайта данных!
Но как удаётся хранить такие огромные объемы информации при таких крошечных размерах?
Как работает флеш-память?
Давайте разберемся как устроена флеш-память.
Базовая единица современной флэш-памяти — это CTF-ячейка. Расшифровывается как Charge Trap Flash memory cell, то есть Память с Ловушкой Заряда. И это не какая-то образная ловушка а самая настоящая.
Эта ячейка способна запирать электроны внутри себя и хранить их годами! Примерно как ловушка из фильма «Охотники за привидениями». Так что даже если ваш SSD-диск ни к чему не подключен и просто так лежит в тумбочке, знайте — он полон энергии.
Наличие или отсутствие заряда в ячейке компьютер интерпретирует как нули и единицы. В общем-то как и всё в мире технологий.
Таких ячеек много и они стоят друг над другом. Поэтому такая компоновка ячеек называется Vertical NAND или VNAND. Она крайне эффективна и очень интересно организована.
Многоэтажная память
Небольшая аналогия. Представьте, что память — это огромный многоэтажный жилой комплекс, в котором каждая квартира — это ячейка памяти.
Так вот, в одном доме этого ЖК всегда 6 подъездов, на каждом этаже одного подъезда размещается 32 квартиры, т.е. ячейки памяти. А этажей в таком доме может быть аж 136 штук, но только если это самый современный дом. Такой дом с шестью подъездами называется блоком памяти.
К чему я это всё? NAND память организована так, что она не может просто считать и записывать данные в какую-то конкретную ячейку, ну или квартиру. Она сразу считывает или перезаписывает весь подъезд!
А если нужно что-то удалить, то стирается сразу целый дом, то есть блок памяти. Даже если вы просто решили выкинуть ковер в одной квартире — не важно. Весь дом под снос!
Поэтому прежде чем удалить что-либо приходится сначала скопировать всю информацию в соседний блок.
А если памяти на диске осталось мало, меньше 30% от общего объема, то скорость работы такого диска сильно замедляется. Просто потому, что приходится искать свободный блок- место для копирования.
Так что следите за тем, чтобы память на телефоне или SSD-диске были заполнены не более чем на 70%! Иначе всё будет тупить.
Кстати, по этой же причине стирание информации потребляет намного больше энергии, чем чтение и запись. Поэтому хотите сэкономить заряд, поменьше удаляйте файлы!
Напомню, что в жестких дисках, которые HDD, другая проблема. Там информация считывается по одной ячейке. Жесткий диск вращается, а считывающая головка ездит туда-сюда по всей поверхности диска. И, если файлы разбиты на фрагменты, хранящиеся в разных концах диска — скорость падает. Поэтому, для HDD полезна дефрагментация.
Что такое спецификация?
Но вернёмся к флеш-памяти. Естественно сам по себе чип с памятью бесполезен потому как всей этой сложной структурой нужно как-то управлять. Поэтому существуют целые технологические стеки, которые всё разруливают. Их называют стандартами или спецификациями.
Есть чип с флеш-памятью, как правило это NAND память. Там хранятся данные.
А есть спецификация — это целый набор технологий вокруг чипа, программных и аппаратных, которые обеспечивают взаимодействия с памятью. Чем умнее спецификация, тем быстрее работает память.
Так какие же спецификации используются в наших смартфонах и какая из них самая умная? Давайте разберёмся.
Выход первого iPhone в 2007 году спровоцировал постепенный отказ от карт памяти. Появилась потребность в новом стандарте недорогой флеш-памяти для мобильных устройств. Так появился eMMC, что значит встроенная Мультимедиа карта или Embedded Multimedia Card. То есть прям как eSIM (Embedded SIM).
Стандарт eMMС постепенно обновлялся и его скорости росли. И eMMC до сих пор используется в большинстве смартфонов, но данный стандарт явно не рекордсмен по скорости и сильно проигрывает тем же SSD дискам.
Тогда в 2014 году появился новый стандарт с нескромным названием Universal Flash Storage или UFS! Новый стандарт был во всём лучше eMMC.
Во-первых, в UFS последовательный интерфейс. А это значит, что можно одновременно и записывать и считывать. eMMC мог делать только что-то одно. Поэтому UFS работает быстрее!
Во-вторых, он в два раза более энергоэффективный в простое.
Эффективнее работает с файлом подкачки когда ОЗУ забита. И еще, существуют UFS карты памяти, которые могут быть бесшовно интегрированы во внутреннем хранилище! Это же полноценная модульная память!
Кстати, по этой причине, внутреннюю память телефона правильнее называть eUFS. Embedded, ну вы помните.
UFS вышел сразу же в версии 2.0 в 2015 году, а первым телефоном с этим стандартом стал Samsung Galaxy S6. Samsung так гордились скоростью памяти, что даже выкинули слот microSD из Galaxy S6. Казалось бы, судьба стандартов флеш-памяти предрешена — вот он новый король. Новый USB мира флеш-памяти.
Но внезапно выходит iPhone 6s и мы видим это!
Что? Как такое возможно? Что за чудо память в этих iPhone? Похоже, Apple пошли какой-то своей дорожкой. Если стандарты eMMC и UFS — наследники каких-то там детских карт памяти, то память в iPhone — прямой наследник взрослых SSD-дисков. Потому как в iPhone используется спецификация памяти NVMe. Такая же память используется в компах и ноутбуках.
Название NVMe довольно сложно расшифровывается - NVM Express (NVMe, NVMHCI — от англ. Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification).
Но ключевое слово в названии Express! Почему?
Спецификация NVMe специально разрабатывалась для SSD-дисков с памятью NAND, подключенных по шине PCI Express.
NVMe создавался с нуля как новый способ эффективной работы с SSD-дисками. Из него убрали всё лишнее и сосредоточились на скорости.
Поэтому, благодаря короткому технологическому стеку, NVMe имеет большое преимущество при случайной записи и чтении блоков над остальными стандартами.
Это свойство особенно полезно для работы операционной системы, которая постоянно считывает и генерит кучу маленьких файлов размером по 4 КБ. Случайное чтение и запись NVMe — это то, что делает iPhone таким быстрым.
Но, естественно, Apple не могли просто запихнуть целый SSD в смартфон. Они модифицировали протокол NVMe и разработали свой кастомный PCI-E контроллер.
Поэтому, то что стоит в iPhone — решение абсолютно уникальное и в своё время было революционным. А они об этом даже ничего не сказали! Как всегда делает Apple.
Такая же история с MacBook. Apple первыми отказались от HDD. И они всегда ставят самую быструю память в ноуты. Во многом поэтому, даже на более слабом железе Mac ощущаются быстрее Windows-ноутбуков.
Тесты
Но вернёмся к смартфонам. Мы выяснили, что Android используют UFS-память, а Айфоны NVMe. Но проблема в том, что сложно сказать какая память действительно быстрее.
Скажем так есть, крутое сравнение от компании Micron. На базе кастомного Android девайса они сравнили NVMe и UFS 2.1 и получили преимущество NVMe по всем показателям! Вот такие:
- Последовательная запись > 28%
- Последовательное чтение > 15% быстрее при последовательном чтении.
- IOPS (случайная запись и чтение) > 30%
CPDT Бенчмарк
Но кому это интересно? Сейчас много где есть UFS 3.0, а в Redmi K30 Pro вообще UFS 3.1.
Только посмотрите UFS 3.1 быстрее UFS 2.0 по разным показателям вплоть до 8 раз. Вот с чем надо сравнивать!
UFS 2.0 vs UFS 3.1
- Последовательное чтение — 6X
- Последовательная запись — 8X
- Случайное чтение — 5.3X
- Случайная запись — 5X
Значит надо просто скачать одинаковый тест под iPhone и Android, и готово! Мы узнаем — кто чемпион. Только знаете что? Нет такого теста! Поверьте мы искали. Есть спорные тесты с непонятной методологией (PerfomanceTest), но приличного ничего нет.
Кроме… Вот этого чудесного теста: Cross Platform Disk Test. Работает на всех платформах, подробно описана методология тестирования. И даже есть результаты тестов некоторых iPhone:
Но вот незадача, версия приложения для iOS так и не была выпущена.
Но мы не отчаялись! Как выяснилось, разработчика зовут Максим, он из Минска. Поэтому мы с ним связались и Макс любезно предоставил нам девелопер версию приложения под iOS.
Поэтому сегодня мы наверняка узнаем где всё-таки быстрее память: На самых последних iPhone или на самых крутых Android-смартфонах:
- iPhone 11 Pro — NVMe
- Oneplus 8 Pro — UFS 3.0
- Redmi K 30 Pro — UFS 3.1
- и Macbook Pro 16 — NVMe
В итоге побеждает дружба, в последовательной записи вроде бы все очень неплохо у Apple, но по произвольной они подчистую сливают Android-смартфонам. В копировании — буквальное равенство результатов. При этом заметьте, что Poco F2 Pro с UFS 3.1 показал себя в тестах никак и проиграл и Sony Xperia 1 II, и OnePlus 8 Pro. Возможно решает не только это! А вот в сравнении с «взрослым» NVMe в ноутбуках мобильный NVMe в 3-4 раза медленнее и это конечно не радует. С другой стороны это значит, что смартфонам есть куда расти!
Еще раз хотим поблагодарить Максима за помощь и инструкции! Помните, тест не из лёгких, поэтому если у вас будет вылетать не ругайтесь!
Если основные названия чипсетов, как правило, на слуху, то на тип памяти мало кто вообще обращает внимание. Вместе с тем это важный параметр при выборе, например, игровых гаджетов. Память напрямую влияет на комфорт использования смартфона и его производительность. В статье мы расскажем, какая память бывает в карманных устройствах и на что обращать внимание при выборе.
В современных смартфонах есть три типа памяти: оперативная, внутренняя и внешняя. Но если характеристики карт памяти вы легко можете узнать при покупке, то типы ОЗУ и ПЗУ производители гаджетов зачастую не указывают. Чаще всего так происходит, когда компания использует медленную память и ей нечем похвастать — это должно стать первым звоночком при выборе устройства.
Оперативная память (RAM/ОЗУ)
С оперативной памятью в смартфонах всё сравнительно просто: во всех современных гаджетах используется технология LPDDR — модификация используемой на обычных ПК технологии DDR. Приставка LP (Low Power) означает низкое энергопотребление, которое достигается, в основном, за счёт снижения рабочего напряжения и пропускной способности.
В современных смартфонах встречается память LPDDR трёх поколений:
- LPDDR3 — пропускная способность до 2133 Мбит/с, частота до 933 МГц, напряжение 1,2 В;
- LPDDR4 — пропускная способность до 3200 Мбит/с, частота до 1600 МГц, напряжение 1,1 В;
- LPDDR4x — пропускная способность до 4266 Мбит/с, частота до 1600 МГц, напряжение 0,6 В.
Стандарт LPDDR3 к настоящему времени уже считается устаревшим, хотя всё ещё используется в бюджетных гаджетах. Память типа LPDDR4 ставится в топовые устройства, а также в смартфоны средней ценовой категории. Существует и более современный тип LPDDR4x с повышенной пропускной способностью и пониженным энергопотреблением. Именно LPDDR4x стоит отдать предпочтение, если вы хотите приобрести флагман.
Современная мобильная оперативка очень быстра, но всё-таки недостаточно для некоторых задач. Например, для съёмки видео на скорости порядка 1000 fps: такой возможностью могут похвастать Sony Xperia XZ, Samsung Galaxy S9 и Huawei P20 Pro. Чтобы съёмка такого видео стала возможной, производителям пришлось пойти на технические ухищрения и встроить DRAM-слой (Dynamic RAM или динамическое ОЗУ) прямо в CMOS-сенсор камеры. Благодаря такому решению, сверхскоростные записи сначала сохраняются в DRAM-слое, и только потом постепенно обрабатываются процессором.
У флагмана Sony объём такой памяти составляет 1 Гбит, а у Samsung — 2 Гбит. Это накладывает ограничения на максимальную длительность сверхскоростной съёмки, которая равна 0,182 секунды у Xperia XZ и 0,2 секунды у Galaxy S9.
Внутренняя память (ROM/ПЗУ)
Наиболее распространённый тип внутренней памяти в современных смартфонах — недорогой eMMC, взросший на базе карт памяти MMC, совместимых, в свою очередь, со стандартом SD. Иными словами, eMMC — это распаянная на материнской плате смартфона карта памяти.
Стандарт eMMC существует в огромном количестве версий, вот наиболее актуальные из них:
- eMMC 4.5 — 2011 год, пропускная способность до 200 МБ/с, скорость записи до 60 МБ/с;
- eMMC 5.0 — 2013 год, пропускная способность до 400 МБ/с, скорость записи до 90 МБ/с;
- eMMC 5.1 — 2015 год, пропускная способность до 600 МБ/с, скорость записи до 125 МБ/с.
В конце прошлого года ожидался анонс версии eMMC 5.2, но этого всё ещё не случилось.
Главным конкурентом eMMC выступает технология UFS, разработанная компанией Samsung. В отличие от технологии eMMC, которая не что иное, как модификация карт памяти, стандарт UFS изначально разрабатывался для создания быстрой внутренней памяти. В результате, UFS имеет не только большую пропускную способность по сравнению с eMMC, но и в два раза более низкое энергопотребление.
К настоящему времени выпущены спецификации трёх мажорных версий стандарта UFS:
- UFS 1.0 — 2011 год, пропускная способность до 300 МБ/с;
- UFS 2.0 — 2013 год, пропускная способность до 1200 МБ/с;
- UFS 3.0 — 2018 год, пропускная способность до 2900 МБ/с.
Говоря о поколениях UFS, стоит отметить ещё два важных момента. Первый — версии стандарта UFS 2.0 и UFS 2.1 немного отличаются между собой техническими деталями, но не скоростными характеристиками. Если же в бенчмарках и будет видна какая-то разница, то связана она может быть только с использованием более совершенных чипов, но не с версией спецификации. Второй — UFS 2.0/2.1 и UFS 3.0 поддерживают двухполосный режим (2-lane или dual lane), который удваивает максимальную пропускную способность интерфейса благодаря использованию двух каналов для чтения и двух каналов для записи информации. Смартфонов с двухполосной памятью UFS 2.1 сейчас выпущено немного, среди них — OnePlus 5, Samsung Galaxy S9 и Xiaomi Mi 6. Именно сверхбыстрая память помогает этим гаджетам вырываться на первые строчки в бенчмарках при сравнении с другими гаджетами на тех же чипсетах, хотя в реальной жизни разница с однополосной памятью едва ли будет заметна.
Спецификация UFS определяет только максимальную пропускную способность памяти, но не фактическую скорость чтения и записи на реальных устройствах. Поэтому, единственный способ узнать эти показатели — практические испытания. Исходя из результатов тестирования Huawei P10, UFS 2.1 может обеспечить фактическую скорость последовательной записи до 150 МБ/с, а последовательного чтения — до 750 МБ/с. У eMMC 5.1 те же показатели составляют всего 100 и 280 МБ/с для записи и чтения соответственно.
Слева направо: UFS 2.1, UFS 2.0, eMMC 5.1
Также стоит помнить, что скорость случайной записи и чтения для обоих типов памяти будет слишком сильно отличаться от последовательных скоростей и зависеть от различных факторов. Поэтому, её принято измерять не в МБ/с, а в количестве операций ввода-вывода в секунду (IOPS). UFS 2.0 имеет фактическую производительность 18000 IOPS при чтении и 7000 IOPS при записи, а eMMC 5.0 — 7000 IOPS при чтении и 3000 IOPS при записи. Отметим, что использование памяти в режиме последовательного чтения/записи характерно для съёмки видео или просмотра фильмов, а в случайном режиме — для повседневного использования гаджета.
eMMC и UFS поделили мобильную память между собой почти везде, за исключением iPhone и iPad. Как всегда, компания Apple пошла своим путём и, начиная с iPhone 6S, использует в своих гаджетах накопители типа NVMe. И протокол NVMe, и шина PCIe, поверх которой он работает, в «яблочных» гаджетах кастомные, поэтому называть накопитель внутри новых iPhone словом SSD не совсем честно. Хотя, такие детали мало кого волнуют, и именно Apple первой приблизилась к внедрению полноценного SSD в карманные гаджеты.
Apple никогда не раскрывает полных спецификаций своих компонентов, поэтому о скорости NVMe SSD внутри iPhone можно судить только по измеренной сторонними программами скорости. А она в iPhone 8 и iPhone X достигает, не много не мало, 1250 МБ/с на чтение и 350 МБ/с на запись. Для сравнения, у Galaxy S8 с памятью UFS 2.1 эти показатели составляют 800 и 200 МБ/с соответственно.
Сравнение скорости последовательного чтения из памяти iPhone 6S с другими смартфонами
Учитывая анонс спецификации UFS 3.0 в начале этого года, Samsung, главный двигатель прогресса в мире Android, едва ли последует примеру Apple и станет внедрять в свои гаджеты SSD. С другой стороны, даже память UFS 2.1 достаточно быстра для любых сценариев использования смартфонов (включая запись Ultra HD видео на скорости 60 fps), а Apple просто обеспечила себе запас производительности памяти на несколько лет вперёд. Так что при выборе Android-смартфона стоит обращать внимание на наличие памяти типа UFS 2.0 или UFS 2.1, а если хотите — можете дождаться устройств с UFS 3.0. Вполне возможно, что одним из первых таких гаджетов станет Galaxy Note 9 или Galaxy S10.
Внешняя память (microSD)
Вместо процветавшего ранее зоопарка форматов карт памяти, вплоть до экзотических микродрайвов для слота CF, на смартфонах уже долгое время безраздельно властвует microSD. О том, как правильно выбрать карту памяти для смартфона, мы написали целую статью, а здесь лишь кратко повторим основные советы.
Скорость карт памяти microSD обычно указывается в двух основных градациях: класса скорости и класса скорости UHS. Класс скорости обозначается на картах памяти числом внутри буквы «С», которое соответствует минимальной скорости последовательной записи данных. Всего существует пять классов скорости с чётными индексами, от Class 2 до Class 10. Последний соответствует скорости записи 10 МБ/с. Класс скорости UHS используется в картах памяти с поддержкой шины UHS, обозначается числом внутри буквы «U». Сейчас стандарт предусматривает два таких класса, U1 с максимальной скоростью записи 10 МБ/с и U3 с максимальной скоростью 30 МБ/с.
Даже если вы планируете записывать видео в разрешении Ultra HD, вам вполне хватит самого распространённого на данный момент типа скорости карты памяти — U1. А вот старые карты с обозначениями Class 6 и Class 8, не говоря уже о более медленных, вставлять в современные смартфоны не стоит: они будут ощутимо замедлять работу гаджета.
Начиная с Android 6.0 Marshmallow в операционной системе появилась возможность объединить внутреннюю и внешнюю память с помощью функции Adoptable Storage. При её включении, карта памяти форматируется и логически становится одним целым с внутренней памятью гаджета.
После активации функции система сама будет решать, где хранить те или иные файлы, включая установленные приложения и фотографии с камеры. Есть у такого решения и минусы: карта памяти окажется «привязана» к конкретному смартфону до следующего форматирования, а аппаратный сброс устройства удалит данные и на ней. Для правильной работы Adoptable Storage карта памяти должна иметь высокий класс скорости (желательно U1). В противном случае смартфон предупредит вас о возможном падении производительности после объединения разделов.
Ряд производителей, включая Samsung и Sony, блокирует эту функцию на своих гаджетах из-за возможных проблем совместимости с фирменным ПО. Вернуть Adoptable Storage можно, как правило, неофициальными способами и окольными путями (с помощью adb или имея root-доступ), но гарантировать правильную работу этой функции не сможет никто.
Заключение
Надеемся, что наша справка поможет вам разобраться в технологиях мобильной памяти. Конечно, при выборе гаджета в ценовой категории 10–20 тысяч рублей придирки будут излишни, но, согласитесь, было бы обидно получить в дорогом флагмане память устаревшего типа. Наиболее современной комбинацией технологий ОЗУ и ПЗУ на данный момент можно считать LPDDR4x и UFS 2.1 соответственно, но LPDDR4 и UFS 2.0 не слишком им уступают и также заслуживают внимания.
Напишите в комментариях, обращаете ли вы внимание на используемые технологии памяти при выборе смартфона, или другие компоненты смартфона имеют для вас большее значение?
UFS (Universal Flash Storage) — новая спецификация флэш-памяти (SD карты, микросхемы BGA и др.), появившийся в 2011 году. Первое широкое использование микросхемы памяти в корпусе BGA получили в смартфонах компании Samsung S6, S6 edge (корпус BGA95). С течением времени микросхемы стандарта UFS начали появляться в корпусах BGA153, BGA254 (UFS+LPDDR4).
Электрически, новый стандарт памяти имеет полностью отличающийся от стандарта eMMC интерфейс.
Усовершенствования по сравнению с eMMC:
1) UFS имеет последовательный интерфейс LVDS (низковольтная дифференциальная сигнальная пара), который имеет отдельно выделенные каналы чтения/записи. Это допускает полный дуплекс, другими словами, UFS может читать и писать одновременно.
eMMC, с другой стороны, имеет параллельный интерфейс, который может отправлять данные только в одном направлении за раз - он может либо читать, либо записывать, но не одновременно.
2) C софтовой точки зрения UFS работает по модели OSI в отличии от eMMC в которой все заключается в одном уровне SDMMC
- Прикладной уровень (application layer)
- Транспортный уровень (transport layer)
- Сетевой уровень (network layer)
- Канальный уровень (data link layer)
- Физический уровень (PHY layer)
3) UFS имеет очередь команд (CQ), которая сортирует команды, которые необходимо выполнить. Таким образом, несколько команд могут быть адресованы одновременно, и порядок задач может быть изменен соответственно. В eMMC нужно было дождаться завершения процесса, прежде чем переходить к следующему.
Комбинация этих двух решений, наряду с инженерными достижениями Samsung, позволяет UFS 2.0 иметь скорость последовательного/параллельного чтения/записи, выше от 1,07 до 2,71 раз, чем в eMMC 5.0.
Стандарты скорости работы UFS памяти:
LS режимы:
PWM-G0: 0.01
18 Mbps
PWM-G3: 12
36 Mbps
PWM-G4: 24
72 Mbps
PWM-G5: 48
144 Mbps
PWM-G6: 96
288 Mbps
PWM-G7: 192
HS режимы:
HS-G1: 1.25-1.45Gbps
HS-G2: 2.5-2.9Gbps
HS-G3: 5.0-5.8Gbp
Z3x EasyJTAG Plus box поддерживает работу с UFS в LS режиме PWM-G4 (66MHz), что позволяет передать по 1 сигнальной паре до 4MB/c, по 2м парам - до 8MB/c. Применение компрессии в дальнейшем позволит еще повысить эти цифры. Возможно будут реализованы режимы G5/G6/G7, хотя микросхем их поддерживающих очень мало.
При соединении (коннекте) с микросхемой (режим установка линка) происходит обмен информацией между хостом (боксом) и микросхемой (UFS) в режиме PWM-G0 при этом хост выдает микросхеме информацию что он может, а в ответ микросхема отдает свою информацию, что она умеет. Из всех протестированных нами микросхем G6/G7 режимы поддерживала только одна (то ли Micron то ли Toshiba).
PWM-G4 поддерживают все протестированные микросхемы, поэтому бокс работает в этом режиме.
Для работы с данным типом памяти Z3x EasyJTAG Plus box использует отличный от eMMC интерфейс:
Для работы с данными микросхемами и получения стабильного соединения потребуется использовать специальные сокеты (BGA95, BGA153):
Более 95% пользователей при покупке смартфона ориентируются на объем постоянной памяти, но не обращают внимания на ее тип. А зря — этот параметр напрямую влияет на производительность мобильного устройства. Разберемся, нужна ли смартфону ультрабыстрая память, что такое UFS, на что влияет класс UFS-памяти в вашем гаджете.
Аббревиатура UFS расшифровывается как «универсальный флеш-накопитель». Это стандарт встроенной памяти, приходящий на смену eMMC. Последний тип представляет собой модифицированный SD, используемый в картах microSD.
UFS можно сравнить скорее с твердотельными накопителями SSD
Ключевое отличие UFS от eMMC заключается в том, что eMMC работает в полудуплексном режиме, то есть может одновременно либо записывать информацию, либо считывать ее. Память UFS способна считывать и записывать данные одновременно.
О чем умалчивают изготовители
Когда производитель пишет в инструкции к мобильному устройству, что скорость последовательного чтения/записи составляет 250/125 Мб/с (или «пропускная способность – до 250 Мбайт»), он имеет в виду линейный обмен данными, то есть скорость копирования файлов. Параметр практически бесполезный для среднестатистического пользователя, но зато эти цифры выглядят солидно.
Для работы приложений намного важнее скорость работы с небольшими блоками информации и возможность параллельной обработки данных.
Скорость случайного чтения/записи eMMC и UFS
Версия 5.1, последняя спецификация стандарта eMMС, ограничена 11000 IOPS по произвольному чтению и 13000 IOPS по случайной записи. Для сравнения:
- UFS 2.1 — 45000/40000 IOPS;
- UFS 3.0 — 68000/63000 IOPS.
IOPS – максимально возможное количество операций чтения или записи в секунду. Выводы очевидны, но есть нюансы.
«Синтетические» показатели и реальность
Встроенная память существует не сама по себе. Она лишь часть системы, отдельная переменная в программно-аппаратном уравнении производительности смартфона в конкретный момент времени. С максимальными же значениями, прописанными в технических спецификациях, в «полевых» условиях сталкиваться не придется. vВ реальности же возможна ситуация, когда в тестах (даже при одном и том же процессоре и объеме оперативной памяти) гаджет с eMMC 5.1 с разгромным счетом проигрывает устройству с UFS 2.0 в графической производительности и последовательном чтении, но выигрывает в случайной записи.
Читайте также: