Universeller Flash-Speicher - Universal Flash Storage

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Universal Flash Storage ( UFS ) ist eine Flash-Speicherspezifikation für Digitalkameras , Mobiltelefone und Unterhaltungselektronikgeräte . Es wurde entwickelt, um dem Flash-Speicher eine höhere Datenübertragungsgeschwindigkeit und eine höhere Zuverlässigkeit zu verleihen, während gleichzeitig die Verwirrung auf dem Markt verringert und die Notwendigkeit unterschiedlicher Adapter für verschiedene Kartentypen beseitigt wird. Der Standard umfasst sowohl Pakete, die permanent in einem Gerät (eUFS) angeschlossen sind, als auch austauschbare UFS- Speicherkarten .

Überblick

UFS verwendet NAND-Flash . Es können mehrere gestapelte 3D-TLC-NAND-Flash- Dies (integrierte Schaltkreise) mit einer integrierten Steuerung verwendet werden.

Die vorgeschlagene Flash-Speicherspezifikation wird von Unternehmen der Unterhaltungselektronik 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 das von der MIPI Alliance entwickelte M-PHY , eine serielle Hochgeschwindigkeitsschnittstelle mit 2,9 Gbit / s pro Spur und einer Skalierbarkeit auf 5,8 Gbit / s pro Spur. UFS implementiert eine serielle Vollduplex- LVDS- Schnittstelle, die sich besser auf höhere Bandbreiten skalieren lässt 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 wurde von der JEDEC Solid State Technology Association entwickelt und ist bei dieser erhältlich .

Der Linux-Kernel unterstützt UFS.

Geschichte

Im Jahr 2010 wurde die Universal Flash Storage Association (UFSA) als Open Trade Association gegründet , um den UFS-Standard zu fördern.

Im September 2013 veröffentlichte JEDEC JESD220B UFS 2.0 (Aktualisierung des UFS v1.1-Standards, 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 Version 3.0 des UFS-Standards mit einer höheren Datenrate von 11,6 Gbit / s pro Spur (1450 MB / s) unter Verwendung von MIPI M-PHY v4.1 und UniProSM v1.8. Auf der MWC 2018 stellte Samsung Embedded UFS ( eUFS ) v3.0- und uMCP-Lösungen vor.

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

Im August 2020 veröffentlichte JEDEC die Version 3.2 des UFS-Standards. UFS 3.2 führt Write Booster ein.

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 unterstützt.

Im April 2015 wurde die Samsung Galaxy S6-Familie als erstes Telefon mit eUFS-Speicher nach dem UFS 2.0-Standard ausgeliefert.

Am 7. Juli 2016 kündigte Samsung seine ersten UFS-Karten mit Speicherkapazitäten von 32, 64, 128 und 256 GB an. Die Karten basierten auf dem UFS 1.0 Card Extension Standard. Es wurde berichtet, dass die 256-GB-Version eine sequentielle Leseleistung von bis zu 530 MB / s und eine sequentielle Schreibleistung von bis zu 170 MB / s sowie eine zufällige Leistung von 40.000 Lese-IOPS und 35.000 Schreib-IOPS bietet. Sie wurden jedoch offenbar nicht tatsächlich der Öffentlichkeit zugänglich gemacht.

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

Am 14. Mai 2019 stellte OnePlus OnePlus 7 und 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 nach dem Start von OnePlus 7 endgültig verzögert.) .

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

Versionsvergleich

UFS

UFS 1.0 1.1 2.0 2.1 3.0 3.1
Eingeführt 2011-02-24 2012-06-25 2013-09-18 2016-04-04 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 2020-11
Bandbreite pro Spur 600 MB / s 1200 MB / s ?
Max. Anzahl der Fahrspuren 1 ?
Max. Gesamtbandbreite 600 MB / s 1200 MB / s ?
M-PHY-Version 3.0 ? ?
UniPro- Version 1.6 ? ?

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, 845 und 850. 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 und Snapdragon 888.

Ergänzende UFS-Standards

Am 30. März 2016 veröffentlichte JEDEC die Version 1.0 des UFS-Kartenerweiterungsstandards (JESD220-2), die viele der Funktionen und weitgehend dieselben Funktionen wie der vorhandene UFS 2.0-Standard für eingebettete Geräte bietet, jedoch Ergänzungen und Änderungen für austauschbare Karten enthält .

Ebenfalls im März 2016 veröffentlichte JEDEC Version 1.1 der UFS Unified Memory Extension (JESD220-1A), Version 2.1 des UFSHCI-Standards (UFSHC223C) 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 neu schreiben

Der Umschreibungslebenszyklus eines UFS-Laufwerks wirkt sich auf dessen Lebensdauer aus. Es gibt eine Begrenzung für die Anzahl der Schreib- / Löschzyklen, die ein Flash-Block akzeptieren kann, bevor er Fehler erzeugt oder insgesamt fehlschlägt. Jeder Schreib- / Löschzyklus führt zu einer Verschlechterung der Oxidschicht einer Flash-Speicherzelle. Die Zuverlässigkeit eines Laufwerks basiert auf drei Faktoren: dem Alter des Laufwerks, den im Laufe der Zeit geschriebenen Terabyte und den Schreibvorgängen des Laufwerks pro Tag.

Siehe auch

Verweise

Externe Links