Универсальное флеш-хранилище - Universal Flash Storage

Не путать с Файловая система Unix, реализация файловой системы в некоторых операционных системах Unix и BSD с тем же сокращением.

Универсальное флеш-хранилище (УФС) это флэш-память спецификация для цифровые фотоаппараты, мобильные телефоны и бытовая электроника устройств.[1][2] Он был разработан, чтобы принести больше Передача данных скорость и повышенная надежность хранения флэш-памяти, уменьшая путаницу на рынке и устраняя необходимость в различных адаптерах для разных типов карт.[3] Стандарт охватывает как пакеты, постоянно прикрепленные к устройству (eUFS), так и съемные UFS. карты памяти.

Обзор

UFS использует NAND flash. Он может использовать несколько сложенных Флэш-память 3D TLC NAND умирает (интегральные схемы) со встроенным контроллером.[4]

Предлагаемый флэш-память Спецификация поддерживается компаниями бытовой электроники, такими как Nokia, Сони Эрикссон, Инструменты Техаса, STMicroelectronics, Samsung, Микрон, и СК Хайникс.[5] UFS позиционируется как замена eMMC и SD-карты. Электрический интерфейс для UFS использует M-PHY,[6] разработан MIPI Альянс, высокоскоростной последовательный интерфейс, ориентированный на 2,9 Гбит / с на полосу с возможностью увеличения до 5,8 Гбит / с на полосу.[7][8] UFS реализует полнодуплексный последовательный LVDS интерфейс, который лучше масштабируется для более высокой пропускной способности, чем 8-полосный параллельный интерфейс eMMC. В отличие от eMMC, универсальное флеш-хранилище основано на Архитектурная модель SCSI и поддерживает Очередь команд с тегами SCSI.[9] Стандарт разработан и доступен в Ассоциация твердотельных технологий JEDEC.

В Ядро Linux поддерживает UFS.[10]

История

В 2010 году была основана ассоциация Universal Flash Storage Association (UFSA) как открытая торговая ассоциация продвигать стандарт UFS.[11]

В сентябре 2013 года JEDEC опубликовал JESD220B UFS 2.0 (обновление до стандарта UFS v1.1, опубликованное в июне 2012 года). JESD220B Universal Flash Storage v2.0 предлагает увеличенную полосу пропускания канала для повышения производительности, расширение функций безопасности и дополнительные функции энергосбережения по сравнению с UFS v1.1.

30 января 2018 года JEDEC опубликовал версию 3.0 стандарта UFS с более высокой скоростью передачи данных 11,6 Гбит / с на полосу (1450 МБ / с) с использованием MIPI M-PHY v4.1 и UniProSM v1.8. На MWC 2018, Samsung представила встроенную UFS (eUFS) v3.0 и решения uMCP.[12][13][14]

30 января 2020 года JEDEC опубликовал версию 3.1 стандарта UFS.[15] UFS 3.1 представляет ускоритель записи, глубокий сон, уведомление о регулировании производительности и усилитель производительности хоста для более быстрых, энергоэффективных и дешевых решений UFS. Функция Host Performance Booster не является обязательной.[16]

Известные устройства

В феврале 2013 года полупроводниковая компания Toshiba Memory (ныне Киоксия ) начались поставки образцов 64ГБ NAND flash чип, первый чип, поддерживающий новый на тот момент стандарт UFS.[17]

В апреле 2015 года семейство Samsung Galaxy S6 стало первым телефоном, поставляемым с хранилищем eUFS, использующим стандарт UFS 2.0.[18]

7 июля 2016 года Samsung анонсировала свои первые карты UFS емкостью 32, 64, 128 и 256 ГБ.[19] Карты были основаны на стандарте расширения карт UFS 1.0. Сообщается, что версия на 256 ГБ обеспечивает скорость последовательного чтения до 530 МБ / с, скорость последовательной записи до 170 МБ / с и произвольную производительность 40 000 операций ввода-вывода в секунду при чтении и 35 000 операций ввода-вывода в секунду при записи. Однако на самом деле они не были опубликованы.

17 ноября 2016 г. Qualcomm объявил о Львиный зев 835 SoC с поддержкой UFS 2.1. Snapdragon 835 также поддерживает SD-карту версии 3.0 и USB 3.1 Type-C.[20]

14 мая 2019 года OnePlus представила OnePlus 7 и OnePlus 7 Pro, первые телефоны со встроенной eUFS 3.0 (Galaxy Fold, изначально планировавшийся как первый смартфон с поддержкой UFS 3.0, в конечном итоге был отложен после запуска OnePlus 7) .[21]

Первые карты UFS начали публично продаваться в начале 2020 года. Согласно пресс-релизу Universal Flash Storage Association, Samsung планировала перевести свои продукты на карты UFS в течение 2020 года.[22] В 2020 году было выпущено несколько потребительских устройств со слотами для карт UFS.

Сравнение версий

УФС

УФС1.01.12.02.13.0[23][24]3.1
Введено2011-02-24[25]2012-06-25[26]2013-09-18[27]2016-04-04[28]2018-01-30[29]2020-01-30[30]
Пропускная способность на полосу300 МБ / с600 МБ / с1450 МБ / с
Максимум. количество полос12
Максимум. общая пропускная способность300 МБ / с1200 МБ / с2900 МБ / с
Версия M-PHY??3.04.1
UniPro версия??1.61.8

Карта UFS

Карта UFS1.01.12.0
Введено2016-03-30[31]2018-01-30[29]2018-09-18[32]
Пропускная способность на полосу600 МБ / с1200 МБ / с
Максимум. количество полос1
Максимум. общая пропускная способность600 МБ / с1200 МБ / с
Версия M-PHY3.0?
UniPro версия1.6?

Выполнение

UFS 2.0 в Snapdragon 820 и 821. Кирин 950 и 955. Exynos 7420

UFS 2.1 в Snapdragon 712 (710 и 720G), 730G, 835, 845 и 850. Kirin 960, 970 и 980. Exynos 9609,[33] 9610,[34] 9611,[35] 9810 и 980.[36]

UFS 3.0 в Snapdragon 855. Exynos 9820/9825,[37] и Кирин 990.[38]

Дополнительные стандарты UFS

30 марта 2016 года JEDEC опубликовал версию 1.0 стандарта расширения карт UFS (JESD220-2), которая предлагает многие функции и большую часть тех же функций, что и существующий стандарт встроенных устройств UFS 2.0, но с дополнениями и модификациями для съемных карт. .[39]

Также в марте 2016 года JEDEC опубликовал версию 1.1 расширения унифицированной памяти UFS (JESD220-1A),[40] версия 2.1 стандарта UFS Host Controller Interface (UFSHCI) (JESD223C),[41] и версия 1.1A стандарта UFSHCI Unified Memory Extension (JESD223-1A).[42]

30 января 2018 г. стандарт UFS Card Extension был обновлен до версии 1.1 (JESD220-2A),[43] а стандарт UFSHCI был обновлен до версии 3.0 (JESD223D), чтобы соответствовать версии 3.0 UFS.[44]

Жизненный цикл перезаписи

Жизненный цикл перезаписи диска UFS влияет на срок его службы. Существует ограничение на количество циклов записи / стирания, которое может принять блок флеш-памяти, прежде чем он выдаст ошибки или откажет вообще. Каждый цикл записи / стирания приводит к ухудшению оксидного слоя ячейки флэш-памяти. Надежность накопителя зависит от трех факторов: возраста накопителя, общего количества терабайт, записанных с течением времени, и количества операций записи на накопитель в день.[45]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Nokia и другие вернули стандарт мобильной памяти". Компьютерный мир. Архивировано из оригинал 9 февраля 2008 г.
  2. ^ JEDEC объявляет о публикации стандарта универсального флеш-хранилища (UFS)
  3. ^ Малыхина, Елена (14 сентября 2007 г.). «Компании мобильных технологий работают над стандартом флэш-памяти». Информационная неделя. Архивировано из оригинал 12 сентября 2012 г.. Получено 19 сентября 2012.
  4. ^ «Toshiba начинает пробовать диски UFS 3.0: 96L 3D TLC NAND, до 2,9 ГБ / с». Анандтех. 23 января 2019 г.. Получено 18 августа 2020.
  5. ^ Модин, Остин (14 сентября 2007 г.). «Производители флэш-памяти предлагают общую карту». Канал. Получено 19 сентября 2012.
  6. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал 28 сентября 2011 г.. Получено 15 августа 2011.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  7. ^ http://www.mipi.org/
  8. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал 22 декабря 2015 г.. Получено 26 октября 2015.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  9. ^ «Универсальное флеш-хранилище: мобилизуйте свои данные». Повторное использование дизайна. Получено 18 августа 2020.
  10. ^ https://www.kernel.org/doc/Documentation/scsi/ufs.txt
  11. ^ «Организация: Universal Flash Storage Association». Crunchbase. Получено 18 августа 2020.
  12. ^ «Развивающиеся мобильные решения: Samsung на MWC 2018 | Глобальный веб-сайт Samsung Semiconductor». www.samsung.com.
  13. ^ "eUFS | Глобальный веб-сайт Samsung Semiconductor". www.samsung.com.
  14. ^ «Samsung начинает производство первых 512-гигабайтных универсальных флэш-накопителей для мобильных устройств нового поколения | Глобальный веб-сайт Samsung Semiconductor». www.samsung.com.
  15. ^ "JEDEC публикует обновление до стандарта универсального флеш-хранилища (UFS) | JEDEC". www.jedec.org. Получено 31 января 2020.
  16. ^ Шилов, Антон. «Более быстрое, дешевое, энергоэффективное хранилище UFS: опубликована спецификация UFS 3.1». www.anandtech.com. Получено 1 февраля 2020.
  17. ^ «Toshiba поставляет первые флеш-чипы NAND с более быстрым стандартом передачи». Компьютерный мир. 8 февраля 2013 г.. Получено 18 августа 2020.
  18. ^ «Обзор Samsung Galaxy S6 и S6 edge». Анандтех. 17 апреля 2015 г.. Получено 18 августа 2020.
  19. ^ Шилов, Антон. «Samsung выпускает свои первые карты UFS: производительность SSD в форм-факторе карты». Получено 7 июля 2016.
  20. ^ «Qualcomm Snapdragon 865 для поддержки оперативной памяти LPDDR5X, UFS 3.0, будет представлен в 2 вариантах: Отчет». Первый пост. 18 июня 2019 г.. Получено 18 августа 2020.
  21. ^ «Подтверждено, что OnePlus 7 Pro поддерживает флэш-память UFS 3.0». Android Central. 6 мая 2019. Получено 18 августа 2020.
  22. ^ Universal Flash Storage Association (3 января 2020 г.). «UFSA расширяет экосистему UFS, добавляя поставщиков съемных мобильных карт и сопутствующих технологий». Деловой провод. Остин, Техас. Получено 22 ноября 2020. «Карты UFS будут играть решающую роль [...]», - сказал Хангу Сон, вице-президент по планированию памяти NAND в Samsung Electronics. «Более того, благодаря бесплатному форм-фактору и открытому стандартному дизайну, мы ожидаем быстрого перехода на эти карты в 2020 году».
  23. ^ Чо, ХиЧанг (август 2016 г.). «Новое поколение мобильных хранилищ: карты UFS и UFS» (PDF). Jedec.
  24. ^ Чен, Гораций (июль 2017 г.). «Рекомендации по проектированию контроллера UFS 3.0» (PDF). Jedec. Архивировано из оригинал (PDF) 7 ноября 2017 г.
  25. ^ «JEDEC объявляет о выпуске стандарта универсального флеш-хранилища (UFS) | JEDEC». www.jedec.org. Получено 8 мая 2017.
  26. ^ "JEDEC обновляет стандарт универсального флеш-хранилища (UFS) | JEDEC". www.jedec.org. Получено 8 мая 2017.
  27. ^ "JEDEC публикует стандарт универсального флеш-хранилища (UFS) v2.0 | JEDEC". www.jedec.org. Получено 8 мая 2017.
  28. ^ «JEDEC обновляет универсальное флеш-хранилище (UFS) и соответствующие стандарты | JEDEC». www.jedec.org. Получено 8 мая 2017.
  29. ^ а б «JEDEC публикует универсальное флэш-хранилище (UFS и UFSHCI) версии 3.0 и расширение карты UFS версии 1.1 | JEDEC». www.jedec.org. Получено 31 января 2018.
  30. ^ "JEDEC публикует обновление до стандарта универсального флеш-хранилища (UFS) | JEDEC". www.jedec.org. Получено 31 января 2020.
  31. ^ "JEDEC публикует стандарт съемной карты Universal Flash Storage (UFS) | JEDEC". www.jedec.org. Получено 30 октября 2017.
  32. ^ "JEDEC публикует стандарт универсального флеш-хранилища (UFS) v2.0 | JEDEC". www.jedec.org. Получено 1 февраля 2020.
  33. ^ «Мобильный процессор Exynos 9609: характеристики, характеристики | Samsung Exynos». Полупроводник Samsung. Получено 26 января 2020.
  34. ^ «Процессор Exynos 9610: характеристики, характеристики | Samsung Exynos». Samsung Semiconductor. Получено 26 января 2020.
  35. ^ «Мобильный процессор Exynos 9611: характеристики, характеристики | Samsung Exynos». Samsung Semiconductor. Получено 26 января 2020.
  36. ^ «Мобильный процессор Exynos 980 5G: характеристики, характеристики | Samsung Exynos». Samsung Semiconductor. Получено 26 января 2020.
  37. ^ «Процессор Exynos 9 Series 9820: характеристики, характеристики | Samsung Exynos». Полупроводник Samsung. Получено 14 ноября 2018.
  38. ^ Катресс, Ян (6 сентября 2019 г.). «Huawei анонсирует Kirin 990 и Kirin 990 5G: подход с двумя SoC, встроенный модем 5G». АнандТех. В архиве из оригинала от 6 сентября 2019 г.
  39. ^ "JEDEC публикует стандарт съемной карты Universal Flash Storage (UFS) | JEDEC". www.jedec.org. Получено 7 июля 2016.
  40. ^ Универсальное флеш-хранилище - Unified Memory Extension Version 1.1
  41. ^ Интерфейс хост-контроллера универсальной флеш-памяти (UFSHCI), версия 2.1
  42. ^ Универсальный интерфейс хост-контроллера флеш-памяти Unified Memory Extension, версия 1.1A
  43. ^ Расширение универсальной карты флэш-памяти, версия 1.1
  44. ^ Универсальное флеш-хранилище (UFS) - JEDEC
  45. ^ «Срок службы SSD: как долго будет работать ваш SSD?». Форум корпоративных хранилищ. 1 марта 2019 г.. Получено 18 августа 2020.

внешняя ссылка