通用閃存存儲(,縮寫:UFS)是一種設計用於數碼相機、智能電話等消費電子產品的快閃記憶體儲存規範。其旨在發展一套統一的快閃記憶卡格式,在提供高數據傳輸速率與穩定性的同時,減少消費者對市面上各類記憶卡格式的混淆,以及免除不同記憶卡轉接器之累贅。
該規範獲多間消費性電子產品市場領導者支持,包括諾基亞、索尼移動通信、德州儀器、意法半導體、三星、美光、SK海力士等。UFS被視為嵌入式多媒體記憶卡(embedded Multi Media Card,eMMC)及SD卡的取代者。與eMMC相比,UFS採用MIPI聯盟開發的M-PHY物理層,並改以更先進的串行信號傳輸,取代eMMC的並行信號,從而使頻率得以大幅提升;同時將半雙工改為全雙工,並基於小型计算机系统接口(SCSI)結構模型,支援SCSI標記指令序列()。
UFS實現全雙工LVDS串行接口,單線程速率可達2.9Gbps至5.8Gbps,較eMMC的八條平行線程具備更寬闊的頻寬。
Linux核心已支援UFS格式。
开发历史
2011年,JEDEC固態技術協會(JEDEC)研發了UFS 1.0标准,2012年6月發表了v1.1,2013年9月,發表了UFS 2.0標準。相對於1.1,2.0版本支援較高的鏈路帶寬,以提供較高的性能。此外,此版本也提供加密功能擴展以及額外的省電功能。2016年3月推出了2.1版本。
版本演進
UFS標準由固態技術協會(JEDEC)制訂,歷經多次版本更新,速度與功能持續躍進。各主要版本特點如下:
; UFS 1.0(2011年)
: 首版標準問世,奠定UFS基本架構,惟初期商用化進程緩慢。
; UFS 2.0(2013年)與UFS 2.1(2016年)
: UFS 2.0引入HS-G2模式,頻寬大幅提高。UFS 2.1則進一步優化功耗與可靠性,成為智能手機主流儲存方案。
; UFS 3.0(2018年)與UFS 3.1(2020年)
: UFS 3.0採用MIPI M-PHY v4.1與HS-G4模式,每通道速率達11.6Gbps,雙通道下最高頻寬2.9GB/s。UFS 3.1加入寫入增強器、深度睡眠等特性,改善寫入效能與省電表現。
; UFS 4.0(2022年)
: UFS 4.0採用MIPI M-PHY v5.0與UniPro v2.0,引入HS-G5模式,每通道速率升至23.2Gbps,雙通道下最高順序讀寫速率達5.8GB/s。此外,UFS 4.0在功耗、延遲及可靠性方面均有顯著提升。
; UFS 4.1(2026年)
: UFS 4.1屬UFS 4.0的強化版本,向下兼容UFS 4.0及UFS 3.1。據鎧俠(Kioxia)2026年1月公布之數據,其UFS 4.1樣品採用第八代BiCS FLASH 3D閃存及QLC(四層單元)架構,較UFS 4.0順序寫入速度提升25%,隨機讀取速度提升達90%。與UFS 3.1相比,順序讀取性能達2.1倍,順序寫入性能達2.5倍,提供512GB及1TB兩種容量規格,封裝尺寸縮減至9×13mm。
; UFS 5.0(2026年)
: 固態技術協會(JEDEC)於2026年2月26日正式發布UFS 5.0標準(JESD220H)及配套主機控制器介面UFSHCI 5.0標準(JESD223G)。UFS 5.0採用最新的MIPI M-PHY v6.0物理層與UniPro v3.0傳輸層協定,引入PAM4訊號編碼及HS-G6模式,單通道速率高達46.6Gbps,雙通道配置下最高順序讀寫速率達10.8GB/s,較UFS 4.0提升近一倍。
技術層面,UFS 5.0整合鏈路均衡技術以降低誤碼率,採用獨立電源軌設計提升電源完整性,並引入內聯哈希(Inline Hashing)機制,於數據傳輸路徑中即時進行完整性校驗,增強數據安全。
版本
UFS
UFS Card
參見
- 記憶卡
- 固態硬碟
- 快閃記憶體
- JEDEC
- NVM Express
參考資料
外部連結
- [http://www.jedec.org/ www.jedec.org]
- [http://universalflash.org/ Universal Flash Storage Association]
- [http://www.flashmemorysummit.com/English/Collaterals/Proceedings/2013/20130814_T1_Jacobson.pdf Presentation] by Scott Jacobson and Harish Verma at Flash Memory Summit 2013
; 規格
- [http://www.jedec.org/standards-documents/results/jesd220a Universal Flash Storage (UFS 1.1) (JESD223A) (June 2012)] (free download, registration required)
- [http://www.jedec.org/sites/default/files/docs/JESD220.pdf Universal Flash Storage (UFS) (JESD220) (February 2011)] (login required)
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