UFS和eMMC的區別

印寧華|Indining China|

2022-03-18 02:48:49 0

1、讀取速度不同

UFS 2.0的速度是eMMC 5.1的三倍，而UFS 2.1的持續寫入速度并沒有對UFS 2.0造成碾壓，但依舊很高，達到了180MB/s。

目前市場上主流的UFS2.0，單lane能夠支持到*高600MB/S，如果是雙lane設計那么可以跑到1200MB/S，對比eMMC HS400模式只能跑到400MB/S(這還是eMMC可以支持的*大理論值)確實有了顯著的提高。后續更*的UFS3.0版本還會跑到更快的雙通道2400MB/S。

2、串行接口不同

eMMC是并口，一是快速并行接口同步就是一個瓶頸了，再就是即便同步問題解決了，信號之間的串擾也是無法避免的。

UFS就不一樣了，他是異步串行接口，而且人家還是差分的。所以在同步和干擾不是問題的前提下，UFS可以盡量提高自己的時鐘頻率，而且UFS是全雙工的（eMMC只是半雙工的），再加上UFS2.0的Command Queue的feature跑到如此高的速度也就在情理之中了。

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3、內部結構不同

eMMC閃存與UFS閃存在內部結構上存在著本質上的區別，這讓兩者的理論帶寬產生了極大的差異。近年來比較常見的eMMC閃存多應用eMMC 4.x或者5.x規范。

其中eMMC 4.5常見于低端設備，理論帶寬為200MB/s，現在已經基本淘汰；而eMMC 5.0/5.1標準在目前來說仍算主流，理論帶寬分別為400MB/s和600MB/s，從數字上看并不算低。

正文

UFS作為目前安卓智能手機*先進的非易失存儲器（NVM）已經廣泛應用在很多手機OEM的旗艦機型上，并會逐漸取代eMMC的地位。它不僅給智能手機帶來更高的讀寫速度更可靠的穩定性，同時M-PHY， UniPro和對SCSI命令集的支持，也大大簡化了設計的復雜度，從而縮短了手機上市的時間。

UFS不僅具有SSD同級別的讀寫速度、異步IO接口和可靠的SCSI架構，同時還具有eMMC的低功耗的特點。

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讀者可以通過下面這個表格來理解UFS對比eMMC和SATA3的到底有哪些優勢。其中需要強調的是雖然eMMC5.1已經支持Command Queue，但是由于eMMC硬件接口的局限性，無論是全雙工還是并發性方面上，都無法和UFS2.0媲美，筆者會在后面的文章里詳細介紹。

到此為止，上面都是UFS自己吹的，那么我們就來看看所謂的UFS到底有多快，看下圖。

目前市場上主流的UFS2.0，單lane能夠支持到*高600MB/S，如果是雙lane設計那么可以跑到1200MB/S，對比eMMC HS400模式只能跑到400MB/S(這還是eMMC可以支持的*大理論值)確實有了顯著的提高。后續更*的UFS3.0版本還會跑到更快的雙通道2400MB/S。讓筆者覺得驚訝的是，如果按照M-PHY的標準，UFS完全可以支持到4個Lane，那豈不是會跑到4800MB/S，copy個電影只需要半秒鐘，哈哈。

但實際情況，UFS也不會每時每刻都玩命跑的，總得讓人歇歇不是，所以UFS在實際運行過程中速度是變化的（話說變速跑更TM累，有一次變速跑累成狗，心里那叫一個萬馬奔騰，后來被國足女將口頭鼓勵了一下，心氣兒才平復許多）。至于速度是多少，大家看下圖就一目了然了，需要稍微解釋的是PWM就是脈寬調制，HS-G3就是High Speed Gear 3的意思。

UFS這么英明神武，為啥eMMC就不行泥？？

因為eMMC是并口，一是快速并行接口同步就是一個瓶頸了，再就是即便同步問題解決了，信號之間的串擾也是無法避免的。

但是我們的UFS就不一樣了，他是異步串行接口，而且人家還是差分的。所以在同步和干擾不是問題的前提下，UFS可以盡量提高自己的時鐘頻率，而且UFS是全雙工的（eMMC只是半雙工的），再加上UFS2.0的Command Queue的feature跑到如此高的速度也就在情理之中了。

*后來看一下eMMC和UFS的模塊示意圖。

UFS需要三路（三鹿(⊙﹏⊙)b）電源，VCC，VCCQ和VCCQ2。VCC是3.3V和1.8V供電的（如果是1.8V的電壓供電需要接charge pump電路）負責給NAND Array供電，VCCQ是core電壓1.2V，VCCQ2是IO電壓1.8V。

再看eMMC，只有兩路電VCC和VCCQ。VCC 3.3V同樣給NAND Array供電，剩下的core電壓，IO電壓都是由VCCQ供的（VCC是1.8或者3.3V）。

如果我們細心對比，eMMC的core電壓*低1.8V，UFS的core電壓只有1.2V，從這個角度來說UFS是比eMMC還要省電的。

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