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【奇趣实验室】聊聊手机存储模块的那些事儿

发布时间:2016-12-02 16:01浏览次数:100Tags:手机之家imobile

一部完整的手机是由许多零部件组成的,但是用户往往只关注运算处理器、运行内存、图形处理器等核心硬件,却忽略了另外一个直接影响手机性能和读取速度的硬件模块:机身存储,即使有一小部分用户在选购手机前会查看机身存储的相关参数,也仅仅只是查看存储空间的大小,并未进行深入的了解。

近年来,随着手机产业的快速发展,手机存储芯片的规格也有了很大的提升,从eMMC4.0提升到了eMMC5.0乃至最顶级的eMMC5.1,读写速度得到了极大的提升,而近两年出现的UFS 2.0标准闪存则更是将闪存读写性能推上了一个新的巅峰。前者拥有更加成熟稳定的生产工艺,而后者则是拥有极度夸张的极限性能。

今天的奇趣实验室,小编就将为大家讲述,手机存储的那些事儿。

便宜大碗又成熟:eMMC闪存

eMMC的全称为“embedded Multi Media Card”,是由MMC协会所订立的、主要是针对手机或平板电脑等产品的内嵌式存储器标准规格。eMMC的一个明显优势是在封装中集成了一个控制器,它提供标准接口并管理闪存,eMMC利用的是它将主控制器、闪存颗粒整合到了一个小的BGA封装内。

简单的说,eMMC就是将普通的NADA FLASH和相对应的主控IC整合到了一起(主控IC主要用处就是将产生的数据写入NADA FLASH或者将NADA FLASH中的数据读取出来,还有一个很重要的功能就是动态平衡NADA FLASH磨损,避免集中读写NADA FLASH的某个区块造成区块损坏),这样的好处除了可以有效的减少闪存占用宝贵的设备内部空间,还可以简化厂家对于电路的设计(因为无需单独设计NADA FLASH的主控IC部分),另外整合后主控IC对于NADA FLASH的操作延迟将会更低,进而加强用户的产品体验。

2013年7月29日三星就已经开始量产行业首款eMMC 5.0存储产品,当时其理论极限读取速度为400MB/s,但是因为使用的是8位并行界面,因此该规范的性能潜力已经基本到达极限,以最新的eMMC 5.1规范来说,其理论带宽为600MB/s左右,性能想要再有大的提升基本是不可能的了。

性能爆表的高端新贵:UFS闪存

与eMMC不同,UFS 2.0的闪存规格则采用了新的标准,它使用的是串行界面,很像PATA、SATA的转换,并且它支持全双工运行,可同时读写操作,还支持指令队列。相比之下,eMMC是半双工,读写必须分开执行,指令也是打包的,在速度上就已经是略逊一筹了。

要知道,UFS 2.0闪存的理论极限读写速度可以高达每秒1400MB,这相当于在两秒钟内读写两个CD光盘的数据,不仅比eMMC有更巨大的优势,而且它甚至能够让电脑上使用的闪存存储介质固态硬盘也相形见绌。

在功耗方面UFS 2.0表现也十分出色,事实上,如果从功耗方面来比较,新一代的UFS 2.0标准是能够与eMMC持平的。在待机状态时两者功耗相近持平。而当UFS 2.0满载时,所消耗的功率实际上比eMMC要多,但它可以更快地完成操作而更早地切换到待机状态,因此在功耗方面的表现UFS 2.0与eMMC不相上下。

在传输速度方面,UFS 2.0可以说远远超过eMMC的。即使与当前最新的eMMC 5.0标准相比,UFS 2.0的速度也高出3倍。UFS 2.0可以在UFS主机与闪存之间以全双工模式进行交换,读写可以同时执行。另外,UFS 2.0附加的控制通道可以有效地确保数据的安全传输,不必再因为读写操作而做不必要的等待,这是UFS 2.0获得更高速度的关键。据了解,UFS 2.0有两个版本,均有两个传输信道。HS-G2的理论带宽就有5.8Gbps,也就是超过了740MB/s,HS-G3更是翻番到11.6Gbps,接近了1.5GB/s,速度方面UFS 2.0完胜(最新的UFS 2.1标准实际上就是UFS2.0的HS-G3版)。

规格不是万能的,厂商后期调教也很重要

上面这些对于eMMC和UFS规格的描述,特别是对于其性能的描述,都基于一个前提:实验室环境。什么是实验室环境呢?就是将所有的实验环境均控制在最佳状况下,并且保证变量基本一致,使得得到的实验数据为最佳数据,也就是极限数据。在实际使用中,由于厂商采购、供应商制造工艺/周期等因素,即使是同一型号的闪存颗粒间也存在一定程度的性能差异,更不用说不同型号之间闪存本身就存在等级性能差异,再加上很多厂商对于闪存颗粒的重视程度不够,导致其系统中并没有针对闪存颗粒进行优化,甚至出现了UFS 标准闪存颗粒被eMMC标准闪存颗粒“秒杀”的情况(没错,我说的就是三星S7的UFS闪存被索尼XP的eMMC干掉这件事)。这也给我们和厂商都提了一个醒,参数什么的再好看,没有一个好的优化,一切都是浮云,不要一味的追求参数的极限数值,一个好的优化实际上比极限参数更加有用,能够给用户带来更加理想的实际体验。

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