UFS dépasse EMMC dans la course à la technologie de stockage mobile

Dans le monde des appareils mobiles hautes performances, la vitesse de stockage est comme la puissance d'un moteur de course, déterminant directement la fluidité de l'expérience utilisateur.eMMC (Multi-Media Controller intégré) était le choix principal pour le stockage de données dans les smartphones et les tablettesCependant, à mesure que les scénarios d'applications deviennent de plus en plus complexes et que les volumes de données explosent, lesune technologie de stockage plus avancée UFS (Universal Flash Storage) est devenue la norme de stockage futureLa sortie de 2020 d'UFS 3.1 en particulier a poussé les performances de stockage mobile à de nouveaux sommets.1Cet article fournit une analyse approfondie de leurs différences et explore les tendances futures de la technologie de stockage mobile.

UFS, ou Universal Flash Storage, est une spécification de stockage flash conçue pour les appareils photo numériques, les téléphones portables, les appareils électroniques grand public, les équipements automobiles et d'automatisation industrielle.Son concept de base est axé sur le transfert de données à grande vitesseLa norme UFS est développée et gérée par JEDEC Solid State Technology Association.

Inspiré par les performances élevées des interfaces SATA couramment utilisées dans les PC tout en conservant les avantages de faible consommation d'énergie d'eMMC, UFS vise à combiner le meilleur des deux mondes.UFS est basé sur le modèle d'architecture SCSI et prend en charge SCSI Tagged Command Queuing (TCQ)Cette capacité de traitement parallèle améliore considérablement l'efficacité du stockage.

La norme UFS vise à atteindre la combinaison parfaite de performances maximales et de la plus haute qualité, offrant une expérience utilisateur globale supérieure.Cette technologie flash de nouvelle génération offre des temps de réponse plus rapides pour les données d'entrée/sortie, accélérant les transferts de fichiers, les vitesses de démarrage et la copie de données.

En conséquence, UFS permet un multitâche sans heurts. Les utilisateurs peuvent regarder simultanément des vidéos de haute qualité, jouer à des jeux à bande passante élevée et exécuter plusieurs processus en arrière-plan sans interruption.Cette capacité est également cruciale pour les applications automobiles où un nombre croissant de caméras et de capteurs font de la bande passante de stockage un facteur limitant.

La norme UFS 3.1 offre des améliorations significatives des performances par rapport au stockage eMMC (carte multimédia intégrée).

UFS utilise une interface série LVDS (Low-Voltage Differential Signaling) avec des chemins de lecture/écriture indépendants,permettant une véritable communication full-duplex où les opérations de lecture et d'écriture peuvent se produire simultanémentEn revanche, eMMC utilise une interface semi-duplex qui ne peut effectuer que la lecture ou l'écriture à un moment donné.

Les avantages du Full-Duplex:

La communication full-duplex permet une transmission simultanée de données bidirectionnelle, similaire à une rue bidirectionnelle où le trafic circule dans les deux sens simultanément.Cela améliore considérablement l'efficacité du transfert de données et réduit les temps d'attentePour les appareils mobiles, cela signifie un chargement plus rapide des applications, des transferts de fichiers plus rapides et une expérience utilisateur plus fluide.

Limites du demi-duplex:

La communication semi-duplex ressemble à une rue à sens unique où le trafic doit alterner les directions, ce qui crée des goulots d'étranglement de transfert de données qui dégradent les performances globales.

UFS dispose d'une file d'attente de commandes (CQ) qui séquence efficacement toutes les opérations et commandes à exécuter.Cela permet le traitement simultané de plusieurs commandes avec un réglage en temps réel de l'ordre des tâches et de la priorité, augmentant considérablement l'efficacité du stockage.

eMMC manque de file d'attente de commande, ce qui l'oblige à terminer un processus avant de commencer le suivant.

Comment fonctionne la file d'attente de commandes:

La file d'attente de commandes agit comme un dispatcher intelligent, recevant plusieurs demandes de lecture/écriture du système d'exploitation et les planifiant en fonction de la priorité et de la disponibilité des ressources.En optimisant l'ordre d'exécution, il minimise la latence et maximise l'efficacité du stockage.

Les goulots d'étranglement sans file d'attente de commandement:

Même si les demandes ultérieures ont une priorité plus élevée ou pourraient être terminées plus rapidement, elles doivent attendre que les demandes précédentes soient terminées,créer des retards inutiles.

UFS 3.1 offre une bande passante maximale théorique de 23,2 Gbps (2,9 GB/s), tandis qu'eMMC 5.1 atteint un maximum de 400 MB/s, ce qui rend UFS 3.1 plus de 7 fois plus rapide.

Différences de vitesse réelles:

Cela se traduit par des lancements d'applications plus rapides, des transferts de fichiers plus rapides, des temps de chargement de jeux réduits et une réactivité globale du système plus rapide lors de l'utilisation réelle.

Améliorations de l'expérience utilisateur:

Un stockage plus rapide permet un accès et un traitement plus rapides des données, ce qui augmente à la fois la productivité et le divertissement.lancement plus rapide des applications, et des expériences de jeu plus fluides.

Malgré sa supériorité de performance, UFS intègre une gestion optimisée de l'alimentation pour minimiser la consommation d'énergie tout en conservant une haute performance. Cruciale pour prolonger la durée de vie de la batterie des appareils mobiles.

Les technologies d'économie d'énergie de l'UFS:

L'UFS utilise de multiples techniques de faible puissance, notamment le fonctionnement à basse tension, le réglage dynamique de la fréquence et le réglage de la puissance qui ajustent la consommation en fonction de la charge de travail réelle.

Les défis du pouvoir de eMMC:

Bien que eMMC présente certains avantages en matière de puissance, sa consommation dépasse généralement celle de l'UFS dans les applications à haute performance, car elle nécessite une tension plus élevée et un accès plus fréquent pour atteindre des performances comparables.

Compte tenu de ses performances et de son efficacité supérieures, UFS domine les smartphones, tablettes et appareils de jeu haut de gamme, tandis que eMMC reste répandu dans les appareils de milieu à bas de gamme et les systèmes embarqués.

Les applications futures de l'UFS:

Avec les progrès de la 5G, de l'IA et de l'IoT qui stimulent des demandes de stockage toujours plus élevées, la solution UFS à haute performance et faible consommation d'énergie jouera un rôle de plus en plus vital dans les futurs systèmes mobiles et embarqués.

Le créneau de eMMC:

Alors que UFS domine le segment premium, eMMC maintient sa pertinence dans les applications à faible coût où des performances extrêmes ne sont pas requises.

L'UFS continue d'évoluer vers des vitesses plus élevées, une consommation d'énergie plus faible, une plus grande fiabilité et des fonctionnalités plus intelligentes.

• Vitesses plus élevées:Le futur UFS adoptera des technologies avancées d'interface et de cellules de stockage pour un transfert de données plus rapide.2 Gbps (2.9 GB/s).
• Consommation d'énergie réduite:Une gestion de l'énergie avancée réduira encore la consommation d'énergie et prolongera la durée de vie de la batterie.
• Amélioration de la fiabilitéDes technologies améliorées de correction d'erreurs et de protection des données empêcheront la perte de données.
• Un stockage plus intelligent:Le futur UFS intégrera des fonctionnalités intelligentes telles que la compression, le cryptage et la gestion des données pour améliorer l'efficacité et la sécurité.

UFS surpasse eMMC dans tous les paramètres critiques: conception de l'interface, traitement des commandes, vitesse, efficacité énergétique et scénarios d'application.L'UFS remplacera inévitablement eMMC en tant que norme futureAlors que eMMC conserve pour l'instant des avantages en termes de coûts, la technologie mature d'UFS et la baisse des prix vont progressivement éroder même ce créneau.Pour les consommateurs qui privilégient les performances optimales et une expérience utilisateur exceptionnelle, les appareils équipés de stockage UFS représentent le choix évident.