Universeller Flash-Speicher - Universal Flash Storage

Nicht zu verwechseln mit dem Unix File System , einer Dateisystemimplementierung in einigen Unix- und BSD-Betriebssystemen mit derselben Abkürzung.

Universal Flash Storage ( UFS ) ist eine Flash-Speicherspezifikation für Digitalkameras , Mobiltelefone und Unterhaltungselektronikgeräte . Es wurde entwickelt, um eine höhere Datenübertragungsgeschwindigkeit und höhere Zuverlässigkeit für Flash-Speicher zu erreichen, während gleichzeitig die Marktverwirrung verringert und die Notwendigkeit verschiedener Adapter für verschiedene Kartentypen beseitigt wird. Der Standard umfasst sowohl Pakete, die fest in einem Gerät angebracht sind (eUFS), als auch austauschbare UFS- Speicherkarten .

Überblick

UFS verwendet NAND-Flash . Es kann mehrere gestapelte 3D-TLC-NAND-Flash- Dies (integrierte Schaltkreise) mit einem integrierten Controller verwenden.

Die vorgeschlagene Flash-Speicherspezifikation wird von Unterhaltungselektronikunternehmen wie Nokia , Sony Ericsson , Texas Instruments , STMicroelectronics , Samsung , Micron und SK Hynix unterstützt . UFS ist als Ersatz für eMMCs und SD-Karten positioniert . Die elektrische Schnittstelle für UFS verwendet die von der MIPI Alliance entwickelte M-PHY , eine serielle Hochgeschwindigkeitsschnittstelle, die auf 2,9 Gbit/s pro Lane mit einer Aufskalierbarkeit auf 5,8 Gbit/s pro Lane abzielt. UFS implementiert eine serielle Vollduplex- LVDS- Schnittstelle, die besser auf höhere Bandbreiten skaliert als die 8-spurige parallele Schnittstelle von eMMCs. Im Gegensatz zu eMMC basiert Universal Flash Storage auf dem SCSI-Architekturmodell und unterstützt SCSI Tagged Command Queuing . Der Standard wird von der JEDEC Solid State Technology Association entwickelt und ist von dieser erhältlich .

Der Linux-Kernel unterstützt UFS.

Geschichte

2010 wurde die Universal Flash Storage Association (UFSA) als offener Handelsverband zur Förderung des UFS-Standards gegründet.

Im September 2013 veröffentlichte JEDEC JESD220B UFS 2.0 (Update auf UFS v1.1 Standard veröffentlicht im Juni 2012). JESD220B Universal Flash Storage v2.0 bietet eine erhöhte Verbindungsbandbreite zur Leistungsverbesserung, eine Erweiterung der Sicherheitsfunktionen und zusätzliche Energiesparfunktionen gegenüber UFS v1.1.

Am 30. Januar 2018 veröffentlichte JEDEC die Version 3.0 des UFS-Standards mit einer höheren Datenrate von 11,6 Gbit/s pro Lane (1450 MB/s) unter Verwendung von MIPI M-PHY v4.1 und UniProSM v1.8. Auf dem MWC 2018 stellte Samsung Embedded UFS ( eUFS ) v3.0 und uMCP-Lösungen vor.

Am 30. Januar 2020 hat JEDEC die Version 3.1 des UFS-Standards veröffentlicht. UFS 3.1 führt Write Booster, Deep Sleep, Performance Throttling Notification und Host Performance Booster für schnellere, energieeffizientere und günstigere UFS-Lösungen ein. Die Host Performance Booster-Funktion ist optional.

Bemerkenswerte Geräte

Im Februar 2013 begann das Halbleiterunternehmen Toshiba Memory (jetzt Kioxia ) mit der Auslieferung von Mustern eines 64-GB- NAND-Flash- Chips, dem ersten Chip, der den damals neuen UFS-Standard unterstützte.

Im April 2015 war die Galaxy S6-Familie von Samsung das erste Telefon, das mit eUFS-Speicher nach dem UFS 2.0-Standard ausgeliefert wurde.

Am 7. Juli 2016 kündigte Samsung seine ersten UFS-Karten in den Speicherkapazitäten 32, 64, 128 und 256 GB an. Die Karten basierten auf dem UFS 1.0 Card Extension Standard. Die 256-GB-Version soll eine sequentielle Leseleistung von bis zu 530 MB/s und eine sequentielle Schreibleistung von bis zu 170 MB/s und eine zufällige Leistung von 40.000 Lese-IOPS und 35.000 Schreib-IOPS bieten. Sie wurden jedoch offenbar nicht wirklich für die Öffentlichkeit freigegeben.

Am 17. November 2016 kündigte Qualcomm den Snapdragon 835 SoC mit Unterstützung für UFS 2.1 an. Der Snapdragon 835 unterstützt auch SD-Kartenversion 3.0 und USB 3.1 Typ-C.

Am 14. Mai 2019 stellte OnePlus das OnePlus 7 und das OnePlus 7 Pro vor, die ersten Telefone mit integriertem eUFS 3.0 (Das Galaxy Fold, ursprünglich als erstes Smartphone mit UFS 3.0 geplant, wurde schließlich nach der Einführung des OnePlus 7 verzögert) .

Die ersten UFS-Karten wurden Anfang 2020 öffentlich verkauft. Laut einer Pressemitteilung der Universal Flash Storage Association plante Samsung, seine Produkte im Laufe des Jahres 2020 auf UFS-Karten umzustellen. Im Jahr 2020 wurden mehrere Consumer-Geräte mit UFS-Kartensteckplätzen auf den Markt gebracht.

Versionsvergleich

UFS

UFS 1.0 1.1 2.0 2.1 2.2 3.0 3.1
Eingeführt 2011-02-24 2012-06-25 2013-09-18 2016-04-04 2020-08 2018-01-30 2020-01-30
Bandbreite pro Spur 300 MB/s 600 MB/s 1450 MB/s
max. Anzahl der Fahrspuren 1 2
max. Gesamtbandbreite 300 MB/s 1200 MB/s 2900 MB/s
M-PHY-Version ? ? 3.0 ? 4.1
UniPro- Version ? ? 1,6 ? 1,8

UFS-Karte

UFS-Karte 1.0 1.1 2.0 3.0
Eingeführt 2016-03-30 2018-01-30 2018-09-18 2020-12-08
Bandbreite pro Spur 600 MB/s 1200 MB/s
max. Anzahl der Fahrspuren 1 2
max. Gesamtbandbreite 600 MB/s 1200 MB/s 2400 MB/s
M-PHY-Version 3.0 ? 4.1
UniPro- Version 1,6 ? 1,8

Implementierung

UFS 2.0 in Snapdragon 820 und 821. Kirin 950 und 955. Exynos 7420

UFS 2.1 in Snapdragon 712 (710&720G), 730G, 732G, 835 und 845. Kirin 960, 970 und 980. Exynos 9609, 9610, 9611, 9810 und 980.

UFS 3.0 in Snapdragon 855, Snapdragon 865, Exynos 9820/9825 und Kirin 990.

UFS 3.1 auf Snapdragon 865, Snapdragon 870, Snapdragon 888 und Exynos 2100.

Ergänzende UFS-Standards

Am 30. März 2016 veröffentlichte JEDEC die Version 1.0 des UFS Card Extension Standards (JESD220-2), die viele der Funktionen und viele der gleichen Funktionen wie der bestehende UFS 2.0-Standard für eingebettete Geräte bietet, jedoch mit Ergänzungen und Modifikationen für austauschbare Karten .

Ebenfalls im März 2016 veröffentlichte JEDEC Version 1.1 der UFS Unified Memory Extension (JESD220-1A), Version 2.1 des UFS Host Controller Interface (UFSHCI) Standards (JESD223C) und Version 1.1A des UFSHCI Unified Memory Extension Standards (JESD223 .). -1A).

Am 30. Januar 2018 wurde der UFS-Kartenerweiterungsstandard auf Version 1.1 (JESD220-2A) und der UFSHCI-Standard auf Version 3.0 (JESD223D) aktualisiert, um ihn an UFS-Version 3.0 anzupassen.

Zykluslebensdauer umschreiben

Der Rewrite-Lebenszyklus eines UFS-Laufwerks beeinflusst seine Lebensdauer. Es gibt eine Grenze dafür, wie viele Schreib-/Löschzyklen ein Flash-Block akzeptieren kann, bevor er Fehler erzeugt oder ganz ausfällt. Jeder Schreib-/Löschzyklus verursacht eine Verschlechterung der Oxidschicht einer Flash-Speicherzelle. Die Zuverlässigkeit eines Laufwerks basiert auf drei Faktoren: dem Alter des Laufwerks, insgesamt geschriebenen Terabytes im Laufe der Zeit und Laufwerksschreibvorgängen pro Tag.

Siehe auch

Verweise

Externe Links