數據讀取速度達1.5G/s,UFS 2.1存儲技術曝光


目前最快的是蘋果NVME,當然UFS2.1也不差

iPhone6siPhone6s Plus在硬件的規格上有了很大的提升,但是它們身上的變化遠沒有蘋果在發布會上所提到的A9處理器、1200萬攝像頭以及3D Touch那么簡單,內存升級到2GB LPDDR4蘋果就只字沒提到,其實這兩台手機上有着更大的秘密,它們的存儲設備既不是eMMC也不是UFS規范,而是NVMe。

並非eMMC/UFS,蘋果iPhone6s內部閃存是NVMe

Anandtech透過深度發掘手機內的系統文件,發現iPhone 6s所用的是型號為AP0128K的蘋果SSD,而2015版MacBook上所用的SSD型號為AP0256H,這兩者在命名上很相似。

他們發現iPhone 6s上的SSD用的不是傳統eMMC所用的SDIO接口,而是PCI-E,這個PCI-E也不電腦上的那個,是基於MIPI M-PHY物理層的PCI-E,使用NVMe接口協議,UFS規范走的也是PCI-E物理層同樣是MIPI M-PHY,不過接口協議是SCSI。

一般來說現在智能手機都是使用eMMC規范的閃存存儲裝置,今年三星在Galaxy S6系列手機上推行了UFS 2.0規范的存儲裝置后手機的閃存讀寫性能獲得顯著提升,大幅拋離其他手機,現在蘋果要在iPhone 6s系列手機上使用的NVMe則更是電腦上用的最新規范。

並非eMMC/UFS,蘋果iPhone6s內部閃存是NVMe

從iFixit拆解iPhone 6s和iPhone 6s Plus的照片上來看,上面閃存也只有一顆,沒看到控制器,可以推斷這個芯片其實已經整合了控制器以及NAND Flash,Anandtech讀出了他們所測的機器上的閃存內部信息,NAND型號是1Y128G-TLC-2P,也就是說使用1Y nm工藝的TLC NAND,容量為128GB。

下面是iPhone 6s的閃存性能測試,大家來感受一下NVMe的威力:

並非eMMC/UFS,蘋果iPhone6s內部閃存是NVMe

連續讀取速度是402MB/s,遠遠拋離上代產品

並非eMMC/UFS,蘋果iPhone6s內部閃存是NVMe

連續寫入速度為164MB/s,比上一代產品翻了一翻

並非eMMC/UFS,蘋果iPhone6s內部閃存是NVMe

4K隨機讀取速度為22.5MB/s,比上代也有大幅提升,不過沒三星的Galaxy S6強

並非eMMC/UFS,蘋果iPhone6s內部閃存是NVMe

4K隨機寫入速度為2.2MB/s,也較iPhone 6有很大提升,不過手機與平板這項表現都偏弱

 
手機等移動設備的硬件發展可謂日新月異,僅幾年的時間,處理芯片已經從單核發展到了八核,屏幕分辨率從960x540發展到了2K,運行內存也從1GB發展到了6GB。其實對於手機硬件狂飆猛進的發展現象還是比較好理解的,畢竟我們對手機運行速度有着較高的要求。

實際上,除CPU、GPU、運行內存等核心硬件會影響手機的性能外,閃存(ROM)也是影響手機處理速度的重要部件。畢竟閃存決定着手機讀寫數據的速度,手機閃存讀寫速度越快,手機安裝或者啟動APP以及存放文件的速度也就越快。

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手機的閃存的內部構造與U盤和SSD的差異不太,同樣具備了NAND(存儲數據的MLC/TLC閃存顆粒)以及負責控制數據傳輸和閃存磨損平衡的主控IC,只是因為手機內部空間有限(寸土寸金),兩者是終被封裝到同一塊芯片內。

然而,小到掉到地板也不好撿的手機閃存,在近幾年來也有着突飛猛進的發展。譬如,手機閃存的eMMC標准規格從eMMC 4.4發展到eMMC 4.5,讀取速度實現翻番達到200MB/s。然后,很快又進入了eMMC 5.0時代,讀寫速度再次翻番達到400MB/s。

接着,在去年初的時候迎來最新的eMMC5.1,理論帶寬達到600MB/s。這時eMMC標准規格已經基本榨干,攪局者UFS 2.0便開始亮相。

數據讀取速度達1.5G/s,UFS 2.1存儲技術曝光

進入UFS 2.0時代,讀寫速度提升300%

相較於eMMC的閃存,UFS 2.0的閃存采用了新的標准,其使用的是串行界面,支持全雙工運行,能夠同時讀寫數據(eMMC是半雙工,讀寫必須分開執行)。

因此,在讀寫速度上面,UFS 2.0會領先eMMC一大截,譬如UFS 2.0閃存讀寫速度最高可達到1400MB/s,是eMMC 5.0的3倍。

數據讀取速度達1.5G/s,UFS 2.1存儲技術曝光

三星在15年初最早在Galaxy S6上使用了UFS 2.0內存,目前,包括高通驍龍821/820、三星Exynos 8890等旗艦芯片都已經支持UFS 2.0,UFS 2.0已經逐步普及到各種旗艦機型上。

除了三星外,東芝和海力士也已經能夠生產UFS2.0,相信UFS 2.0的全面普及將很快來臨。

數據讀取速度達1.5G/s,UFS 2.1存儲技術曝光

值得一提的是,UFS 2.0的閃存除了讀寫速度有着巨大優勢,其功耗也有着較為理想的表現。

同時,雖然UFS 2.0滿載時的功耗功率比eMMC的高,但其待機功耗只有eMMC的一半左右,而且UFS 2.0可以更快地完成操作而切換到待機狀態,因此其綜合功耗水平與eMMC的差不多。

UFS 2.0沒對手?蘋果還跑在前頭

實際上,UFS 2.0目前並非沒有對手,而其強敵就是蘋果。

蘋果使用的移動閃存方案借鑒了MacBook固態存儲的方案,非常前瞻性地引入了NVMe協議,而且支持TLC/SLC混合緩存加速。相較傳統的SCSI接口協議,NVMe協議具有高效率、低負載的特性,因此性能更高而且低延時。

數據讀取速度達1.5G/s,UFS 2.1存儲技術曝光

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實際的讀寫測試結果顯示,iPhone6s Plus的內存數據讀取速度明顯比Galaxy S7的UFS 2.0閃存快,而且iPhone 6s Plus的內存數據寫入速度是Galaxy S7的UFS 2.0閃存的2.65倍。

不過,在隨機讀寫速度方面,iPhone 6s Plus的閃存卻被UFS 2.0扳回了一城,但整體來看,iPhone 6s Plus的閃存連續讀寫速度還是遙遙領先UFS 2.0。

PS:最新的iPhone7使用的依然是NVMe存儲,性能相比於iPhone 6s沒有太大變化,只有一些正常波動,整體水平依然遠勝安卓陣營。

數據讀取速度達1.5G/s,UFS 2.1存儲技術曝光

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數據讀取速度達1.5G/s,UFS 2.1存儲技術曝光

不急,UFS 2.1才是大殺器!

盡管目前UFS 2.0的閃存被蘋果壓制着,但其還有很大的提升空間。實際上,UFS 2.0共有兩個版本,其中一個是HS-G2,也就是目前的UFS 2.0。

然而,另個一個版本則為HS-G3,可以稱為UFS 2.1,其數據讀取速度將飆至1.5G/s,也就是目前UFS 2.0的兩倍。

由於UFS 2.1具有更快的數據讀寫速度,相信其很快就會代替UFS 2.0,成為主流的閃存方案。如果,UFS 2.1得以普及,我們手機運行速度以及文件存放速度將會有明顯的提升,而且留給開發者的開發空間將更大。因此,UFS 2.1技術的商用是目前行業關注的集點。

據悉,三星計划在今年內投產UFS 2.1閃存,而且也有可能是首家采用該閃存的廠商。此外,還有消息稱華為計划在今年內發布的麒麟960處理器也將支持UFS 2.1,而且新機也有可能率先使用UFS 2.1的閃存。


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