UFS和EMMC的區別 原理學習

2021-08-17 22:12:58 字數 2149 閱讀 1888

ufs pk emmc

ufs作為目前安卓智慧型手機最先進的非易失儲存器(nvm)已經廣泛應用在很多手機oem的旗艦機型上,並會逐漸取代emmc的地位。它不僅給智慧型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命令集的支援,也大大簡化了設計的複雜度,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、非同步io介面和可靠的scsi架構,同時還具有emmc的低功耗的特點。

讀者可以通過下面這個**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已經支援command queue,但是由於emmc硬體介面的侷限性,無論是全雙工還是併發性方面上,都無法和ufs2.0媲美,筆者會在後面的文章裡詳細介紹。

到此為止,上面都是ufs自己吹的,那麼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能夠支援到最高600mb/s,如果是雙lane設計那麼可以跑到1200mb/s,對比emmc hs400模式只能跑到400mb/s(這還是emmc可以支援的最大理論值)確實有了顯著的提高。後續更高階的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完全可以支援到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在實際執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,心裡那叫乙個萬馬奔騰,後來被國足女將口頭鼓勵了一下,心氣兒才平復許多)。至於速度是多少,大家看下圖就一目了然了,需要稍微解釋的是pwm就是脈寬調變,hs-g3就是high speed gear 3的意思。

ufs這麼英明神武,為啥emmc就不行泥??

因為emmc是並口,一是快速並行介面同步就是乙個瓶頸了,再就是即便同步問題解決了,訊號之間的串擾也是無法避免的。

但是我們的ufs就不一樣了,他是非同步序列介面,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。

最後來看一下emmc和ufs的模組示意圖。

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電壓最低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。

到此,筆者本著文章短小精悍的原則,就先到說這裡了。後續筆者會借ufs這塊磚給大夥兒引出mipi這塊玉,介紹一下m-phy和unipro的知識,因為了解m-phy和unipro不光能開啟ufs這扇門,而且對理解lcd,camera和baseband的lli模組都是一塊很好的敲門磚。

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