Memoria flash universale - Universal Flash Storage

Universal Flash Storage ( UFS ) è una specifica di archiviazione flash per fotocamere digitali , telefoni cellulari e dispositivi elettronici di consumo . È stato progettato per offrire una maggiore velocità di trasferimento dei dati e una maggiore affidabilità per l'archiviazione della memoria flash, riducendo al contempo la confusione del mercato ed eliminando la necessità di adattatori diversi per diversi tipi di schede. Lo standard comprende sia i pacchetti fissati in modo permanente all'interno di un dispositivo (eUFS), sia le schede di memoria UFS rimovibili .

Panoramica

UFS utilizza flash NAND . Può utilizzare più die flash NAND TLC 3D impilate (circuiti integrati) con un controller integrato.

La specifica della memoria flash proposta è supportata da aziende di elettronica di consumo come Nokia , Sony Ericsson , Texas Instruments , STMicroelectronics , Samsung , Micron e SK Hynix . UFS è posizionato come un sostituto per eMMC e schede SD . L'interfaccia elettrica per UFS utilizza M-PHY , sviluppata da MIPI Alliance , un'interfaccia seriale ad alta velocità che mira a 2,9 Gbit/s per corsia con scalabilità fino a 5,8 Gbit/s per corsia. UFS implementa un'interfaccia LVDS seriale full-duplex che si adatta meglio a larghezze di banda superiori rispetto all'interfaccia parallela a 8 corsie degli eMMC. A differenza di eMMC, Universal Flash Storage si basa sul modello architetturale SCSI e supporta SCSI Tagged Command Queuing . Lo standard è sviluppato e disponibile da JEDEC Solid State Technology Association .

Il kernel Linux supporta UFS.

Storia

Nel 2010 è stata fondata la Universal Flash Storage Association (UFSA) come associazione commerciale aperta per promuovere lo standard UFS.

Nel settembre 2013, JEDEC ha pubblicato JESD220B UFS 2.0 (aggiornamento allo standard UFS v1.1 pubblicato a giugno 2012). JESD220B Universal Flash Storage v2.0 offre una maggiore larghezza di banda del collegamento per il miglioramento delle prestazioni, un'estensione delle funzioni di sicurezza e funzioni aggiuntive di risparmio energetico rispetto a UFS v1.1.

Il 30 gennaio 2018 JEDEC ha pubblicato la versione 3.0 dello standard UFS, con una velocità dati per corsia superiore a 11,6 Gbit/s (1450 MB/s) con l'uso di MIPI M-PHY v4.1 e UniProSM v1.8. Al MWC 2018, Samsung ha presentato le soluzioni embedded UFS ( eUFS ) v3.0 e uMCP.

Il 30 gennaio 2020 JEDEC ha pubblicato la versione 3.1 dello standard UFS. UFS 3.1 introduce Write Booster, Deep Sleep, Performance Throttling Notification e Host Performance Booster per soluzioni UFS più veloci, più efficienti dal punto di vista energetico ed economiche. La funzione Host Performance Booster è facoltativa.

Dispositivi degni di nota

Nel febbraio 2013, la società di semiconduttori Toshiba Memory (ora Kioxia ) ha iniziato a spedire campioni di un chip flash NAND da 64 GB , il primo chip a supportare l'allora nuovo standard UFS.

Nell'aprile 2015, la famiglia Samsung Galaxy S6 è stato il primo telefono a essere fornito con lo storage eUFS utilizzando lo standard UFS 2.0.

Il 7 luglio 2016, Samsung ha annunciato le sue prime schede UFS, con capacità di archiviazione da 32, 64, 128 e 256 GB. Le carte erano basate sullo standard UFS 1.0 Card Extension. La versione da 256 GB è stata segnalata per offrire prestazioni di lettura sequenziale fino a 530 MB/s e prestazioni di scrittura sequenziale fino a 170 MB/s e prestazioni casuali di 40.000 IOPS in lettura e 35.000 IOPS in scrittura. Tuttavia, a quanto pare non sono stati effettivamente rilasciati al pubblico.

Il 17 novembre 2016, Qualcomm ha annunciato il SoC Snapdragon 835 con supporto per UFS 2.1. Lo Snapdragon 835 supporta anche la scheda SD versione 3.0 e USB 3.1 Type-C.

Il 14 maggio 2019, OnePlus ha introdotto OnePlus 7 e OnePlus 7 Pro, i primi telefoni con eUFS 3.0 integrato (il Galaxy Fold, originariamente previsto per essere il primo smartphone con UFS 3.0, è stato infine ritardato dopo il lancio di OnePlus 7) .

Le prime schede UFS hanno iniziato a essere vendute pubblicamente all'inizio del 2020. Secondo un comunicato stampa della Universal Flash Storage Association, Samsung ha pianificato di trasferire i suoi prodotti alle schede UFS nel corso del 2020. Diversi dispositivi consumer con slot per schede UFS sono stati rilasciati nel 2020.

Confronto versioni

UFS

UFS 1.0 1.1 2.0 2.1 2.2 3.0 3.1
Introdotto 2011-02-24 2012-06-25 2013-09-18 2016-04-04 2020-08 2018-01-30 30/01/2020
Larghezza di banda per corsia 300 MB/s 600 MB/s 1450 MB/s
massimo numero di corsie 1 2
massimo larghezza di banda totale 300 MB/s 1200 MB/s 2900 MB/s
Versione M-PHY ? ? 3.0 ? 4.1
Versione UniPro ? ? 1.6 ? 1.8

Carta UFS

Carta UFS 1.0 1.1 2.0 3.0
Introdotto 2016-03-30 2018-01-30 2018-09-18 08/12/2020
Larghezza di banda per corsia 600 MB/s 1200 MB/s
massimo numero di corsie 1 2
massimo larghezza di banda totale 600 MB/s 1200 MB/s 2400 MB/s
Versione M-PHY 3.0 ? 4.1
Versione UniPro 1.6 ? 1.8

Implementazione

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

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

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

UFS 3.1 su Snapdragon 865, Snapdragon 870, Snapdragon 888 e Exynos 2100.

Standard UFS complementari

Il 30 marzo 2016, JEDEC ha pubblicato la versione 1.0 dell'UFS Card Extension Standard (JESD220-2), che offriva molte delle caratteristiche e molte delle stesse funzionalità dell'attuale standard per dispositivi embedded UFS 2.0, ma con aggiunte e modifiche per le schede rimovibili .

Sempre nel marzo 2016, JEDEC ha pubblicato la versione 1.1 dell'UFS Unified Memory Extension (JESD220-1A), la versione 2.1 dello standard UFS Host Controller Interface (UFSHCI) (JESD223C) e la versione 1.1A dello standard UFSHCI Unified Memory Extension (JESD223 -1A).

Il 30 gennaio 2018, lo standard UFS Card Extension è stato aggiornato alla versione 1.1 (JESD220-2A) e lo standard UFSHCI è stato aggiornato alla versione 3.0 (JESD223D), per allinearsi con la versione UFS 3.0.

Riscrivi la vita del ciclo

Il ciclo di vita di riscrittura di un'unità UFS influisce sulla sua durata. C'è un limite al numero di cicli di scrittura/cancellazione che un blocco flash può accettare prima che produca errori o fallisca del tutto. Ogni ciclo di scrittura/cancellazione provoca il deterioramento dello strato di ossido di una cella di memoria flash. L'affidabilità di un'unità si basa su tre fattori: l'età dell'unità, i terabyte totali scritti nel tempo e le scritture dell'unità al giorno.

Guarda anche

Riferimenti

link esterno