Что такое память телефонов UFS 2.0 и eMMC

Флеш-память невероятно быстра. При соответствующем интерфейсе на компьютерах и ноутбуках данные записываются на нее и читаются со скоростью около 500 Мбайт/с. Для сравнения: это 1,3 с для полного заполнения CD-носителя. Со смартфонами, планшетами, электронными книгами и другими мобильными устройствами дело обстоит иначе: скорости в 500 Мбайт/с они не могут достичь ни при чтении, ни при записи. На практике чаще всего встречается скорость в 50 Мбайт/с, так как в этих устройствах работают не компьютерные SATA SSD, а значительно более медленные чипы памяти embedded Multimedia Memory Card (eMMC).

Такие чипы — это часть интегрированной однокристальной системы (System-on-a-Chip, SoC), которая используется практически во всех современных смартфонах и планшетах. По своему происхождению память подобных гаджетов — это флеш-карты, использующиеся в цифровых фотоаппаратах и заменившие более ранний формат CompactFlash. Новая версия eMMC появляется в среднем раз в год. К примеру, на планшете Google Nexus 7 доступ к памяти осуществляется по стандарту eMMC 4.41, что позволяет добиться скорости до 104 Мбайт/с. С появлением первого поколения чипов UFS (Universal Flash Storage, универсальный флеш-накопитель), стандартизированного JEDEC (Сообществом инженеров, специализирующихся в области электронных устройств) в 2011 году, ситуация должна была измениться. Однако UFS 1.1 не смог оправдать надежд: по сравнению с eMMC преимуществ у него практически не было. Появившийся в сентябре 2013 года UFS 2.0 в корне меняет ситуацию. Новая сверхмощная память, способная достигать скорости 1400 Мбайт/с, должна выйти на рынок уже в этом году.

UFS обгоняет даже SSD

Одной из основных причин популярности относительно медленного eMMC является низкое энергопотребление. Энергосбережение аккумулятора мобильных устройств зачастую считается важнее скорости, и с этим eMMC справляется действительно хорошо. Новый UFS 2.0 находится на одном уровне с eMMC по параметру энергопотребления. В рабочем режиме оба интерфейса используют около 1 мВт, а в режиме ожидания им требуется до 0,5 мВт энергии. А вот при полной нагрузке UFS 2.0 потребляет больше электроэнергии, чем eMMC. Однако с задачей он справляется сравнительно быстрее, поэтому быстрее возвращается в режим ожидания, в итоге энергобаланс снова восстанавливается. Вторая причина широкого распространения eMMC — это низкие затраты. Массовый выпуск этого интерфейса обходится недорого, UFS же значительно дороже, поэтому, скорее всего, поначалу им будут снабжаться только топовые модели устройств.

Зато скорость UFS 2.0 превышает скорость последней версии eMMC — 5.0 — больше, чем в три раза. Отрыв в скорости обеспечивают хорошо продуманные проектные решения. Например, обмен данными между UFS-хостом и флеш-памятью проходит в дуплексном режиме: в отличие от eMMC доступ к памяти UFS 2.0 позволяет одновременно записывать и считывать. Чип eMMC ожидает завершения запущенной операции, прежде чем начать следующую, в то время как UFS 2.0, поддерживая оптимальную многопоточность, выполняет несколько операций одновременно. Из очередности команд UFS 2.0 выбирает и отправляет на микросхему памяти несколько запросов единовременно по технологии NCQ (Native Command Queuing, аппаратная установка очередности команд).

Встроенная «умная» память

NCQ определяет приоритетность: отправка данных на видеоплеер, например, происходит быстрее, чем сохранение загрузок веб-браузера в фоновом режиме. Впрочем, построение порядка выполнения команд — это не новинка: они заимствованы из протокола SCSI, который реализован также в USB 3.0.

Еще одно преимущество UFS 2.0 перед eMMC заключается в поддержке памяти большей емкости. Статическая 32-разрядная адресация eMMC ограничена двумя терабайтами флеш-памяти. Этого достаточно для современных смартфонов и планшетов, но такая технология бесперспективна. Динамическая адресация UFS 2.0 может преодолеть барьер в 2 Тбайт. Кроме того, стандарт UFS 2.0 предусматривает специальную функция защиты, так что конфиденциальную информацию хранить можно безопасно. Современнейшим интерфейсом UFS 2.0 будет снабжен Snapdragon 805 SoC производства Qualcomm, появление которого ожидается осенью. Первым смартфоном с этой SoC стал Pantech Vega Iron 2, а следующие устройства должны выходить на рынок все чаще.