碾壓SSD?神秘的USF 3.0

你想過(guò)有早一日手機(jī)存儲(chǔ)速度能和SSD一爭(zhēng)高下嗎？在全面屏、5G等熱門(mén)詞匯不斷霸屏朋友圈的同時(shí)，USF 3.O已經(jīng)悄然崛起，一個(gè)在不少粉絲眼中能碾壓SATA SSD速度的存儲(chǔ)規(guī)格，真的有那么強(qiáng)嗎？

碾壓SSD的USF 3.0

一年多以前，當(dāng)JEDEC組織正式發(fā)布UFS 3.0標(biāo)準(zhǔn)（JESD220D）時(shí)，在整個(gè)市場(chǎng)并末引起太大波瀾，HS-Gear4（G4）帶寬規(guī)范在USF 2.1的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)翻倍，單通道雙向11.6Gpps，雙通道雙向帶寬的理論最高值就是23.2Gbps，物理層/傳輸層依然是采用MIPI M-PHY v4.1/UniPro vl.8，新增溫度活動(dòng)通知，以此實(shí)現(xiàn)溫度劇變的警報(bào)（范圍是零下40攝氏度至105攝氏度）。

雖然新的UFS 3.0標(biāo)準(zhǔn)看起來(lái)速度很強(qiáng)大，但是就目前知道的2018年上半年將要發(fā)售的新設(shè)備來(lái)說(shuō)，比如說(shuō)小米將鎖定的驍龍845、Exynos9810，都沒(méi)有明確的證據(jù)表明新的SoC將會(huì)支持全新的UFS 3.0，所以說(shuō)如果要真的用上新的存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，可能不會(huì)這么快。

在人們對(duì)USF 3.O記憶快被時(shí)間消磨掉的時(shí)候，一張AndroBench測(cè)試軟件的測(cè)試結(jié)果截圖開(kāi)始在網(wǎng)上廣為傳播。截圖顯示，UFS3.0閃存連續(xù)讀取速度為2279.8MB/s、連續(xù)寫(xiě)入速度為1801.1MB/s、隨機(jī)讀寫(xiě)則都在140MB/s左右。

UFS2.1的連續(xù)讀寫(xiě)速度在700MB/s、200MB/s左右，隨機(jī)讀取同樣為140MB/s，隨機(jī)寫(xiě)入為20MB/s左右。可以看到UF53.0在連續(xù)讀寫(xiě)與隨機(jī)寫(xiě)入的速度上3-9倍的提升，堪比許多NVMeSSD。

源自三星的佐證

UFS3.0測(cè)試成績(jī)截圖一經(jīng)流出便成功引發(fā)人們?cè)僖淮螌?duì)該移動(dòng)存儲(chǔ)協(xié)議的關(guān)注，對(duì)于成績(jī)的真假并沒(méi)有太多的人質(zhì)疑，畢竟在2018年四季度末，上游半導(dǎo)體大廠三星和高通在香港舉行的4G/5G峰會(huì)上，宣布將于2019年起推行UFS 3.0存儲(chǔ)芯片的商用進(jìn)程，2020年推行LPDDR5運(yùn)行內(nèi)存芯片的商用進(jìn)程，以適應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)的普及和發(fā)展。

據(jù)悉，三星推出的首批UFS 3.0存儲(chǔ)芯片將會(huì)有128GB/256GB/512GB三種規(guī)格，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為2GB/s，而1T芯片投入商用還需要等到2020年。從三星宣布的信息來(lái)看，USF 3.0測(cè)試成績(jī)?cè)?019年初流出并不是太大的意外。

除了芯片外，據(jù)外媒分析，三星將于明年發(fā)布的Galaxy SlO系列的5G網(wǎng)絡(luò)版本手機(jī)上使用UFS3.O閃存，之后再陸續(xù)應(yīng)用到三星Galaxy Note系列手機(jī)上。

5G時(shí)代的寵兒

實(shí)際上，無(wú)論是USF 3.0理論傳輸速度還是網(wǎng)上不斷被反復(fù)傳播的性能測(cè)試跑分，都并非太“新鮮”的新聞，但每一次流傳出來(lái)依舊能引發(fā)市場(chǎng)高度關(guān)注與討論，這一次，更在5G大潮下，獲得了格外高的關(guān)注度。

5G網(wǎng)絡(luò)最高理論速率可達(dá)20Gbps，也就是2.5GB/s左右，按照理論數(shù)據(jù)一瞬間就可以下載一部高清電影。但問(wèn)題就在于市面上的手機(jī)存儲(chǔ)芯片都沒(méi)有這么高的寫(xiě)入速度。所以，以后制約下載速度的將不再是網(wǎng)速，而是存儲(chǔ)。UFS3.0的大帶寬顯然與5G的高網(wǎng)速更般配。

比較有趣的是當(dāng)你想明白這一點(diǎn)的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是5G網(wǎng)絡(luò)還是USF 3.0手機(jī)，兩者在大眾消費(fèi)市場(chǎng)推進(jìn)的腳步似乎很難完全一致。國(guó)內(nèi)5G還在試點(diǎn)商用階段，而大多數(shù)Android手機(jī)的閃存都是eMMC5.1，連續(xù)讀寫(xiě)速度分別在300MB/s和200MB/s左右。一些搭載驍龍820/835、麒麟960/970的旗艦手機(jī)則支持UFS2.1，連續(xù)讀寫(xiě)速度為800MB/s和250MB/s。USF 3.0的大眾化進(jìn)程，不僅需要面對(duì)自身陣營(yíng)里USF 2.1勢(shì)力的阻礙，eMMC更是與其糾纏多年的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

手機(jī)存儲(chǔ)的兩大陣營(yíng)

在手機(jī)的組成部件中，同USF直接相關(guān)的實(shí)際上是ROM，而人們對(duì)ROM的感官很多時(shí)候源于容量，從幾百M(fèi)B到如今16GB、32GB提跳，更大的容量意味著能夠存儲(chǔ)更多的照片、視頻、資料，但很少有人關(guān)注過(guò)ROM的性能與用戶使用體驗(yàn)的關(guān)系，實(shí)際上ROM性能越強(qiáng)，App加載和運(yùn)行的速度自然也就越快，人們也就自然能獲得更流暢的應(yīng)用體驗(yàn)了。

在SSD大眾化進(jìn)程的過(guò)程中，相信人們對(duì)于SLC＼MLC＼TLC這樣的存儲(chǔ)顆粒概念已經(jīng)有了相對(duì)清晰的認(rèn)知，但在手機(jī)存儲(chǔ)領(lǐng)域，傳出協(xié)議往往是非常重要的存在。eMMC、UFS和NVMe就是目前手機(jī)閃存市場(chǎng)上常見(jiàn)的三種，區(qū)別主要在于主控芯片、接口標(biāo)準(zhǔn)以及更底層的Flash芯片標(biāo)準(zhǔn)。如果將傳輸協(xié)議比作高速公路上限速不同的車道，那顆粒類型就是不同馬力的車輛，由此產(chǎn)生的組合自然也就跑出了不同速度。

NVMe具有一定的特殊性可單獨(dú)來(lái)講，而對(duì)于絕大多數(shù)安卓智能手機(jī)用戶而言，eMMC與UFS是其存儲(chǔ)的兩大陣營(yíng)。

eMMC（Embedded Multi Media Card）是智能手機(jī)領(lǐng)域普及度最高的存儲(chǔ)單元，它是在NAND閃存芯片的基礎(chǔ)上，額外集成了主控制器，并將二者“打包”封裝封成一顆BGA芯片，從而大幅降低多芯片的空間占用和布線難度問(wèn)題，是幫助手機(jī)瘦身的不二法門(mén)。想提升這種存儲(chǔ)單元的性能，只有不斷改進(jìn)eMMC的總線接口，于是就有了eMMC4.4、eMMC4.5、eM MC5.0和eMMC5.1的不算演進(jìn)。

eMMC只支持半雙工運(yùn)行（即讀寫(xiě)必須分開(kāi)執(zhí)行），以目前主流的eMMC5.1為例，其實(shí)際持續(xù)讀取速度也就在280MB/s上下，顯然無(wú)法在性能上同USF一爭(zhēng)高下。

UFS（通用閃存存儲(chǔ)）可以視為eMMC的進(jìn)階版，它也是由NAND閃存和主控打包的一種封裝形式，但它的物理結(jié)構(gòu)卻是由多個(gè)閃存芯片、主控、緩存組成的陣列式存儲(chǔ)模塊。

UFS和PCIe一樣，支持多通道數(shù)據(jù)傳輸，目前最多支持兩個(gè)通道。多通道可以讓UFS在成本、功耗和性能之間做取舍，并且是全雙工工作模式，就是讀寫(xiě)可以并行。

從運(yùn)行原理和速度對(duì)比可以看出，USF的確具有很大優(yōu)勢(shì)，在不出意外的情況下，必然是未來(lái)手機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方向。

特立獨(dú)行的iPhone

用iPhone手機(jī)體驗(yàn)更流暢一一這是不少果粉甚至路人在體驗(yàn)了iPhone以后的感覺(jué)，除了系統(tǒng)和應(yīng)用方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)外，iPhone能讓人們感覺(jué)到體驗(yàn)更流暢的重要原因在于NVMe存儲(chǔ)協(xié)議的使用。

為了給用戶更流暢的應(yīng)用體驗(yàn)，蘋(píng)果從iPhone 6s開(kāi)始借鑒MacBook固態(tài)存儲(chǔ)方案，非常前瞻性地引入NVMe協(xié)議，并支持TLC/SLC混合緩存加速。相比傳統(tǒng)SCSI接口協(xié)議，NVMe具有高效率、低負(fù)載的特性，表現(xiàn)出更高性能和更低延遲。

在整體速度大幅領(lǐng)先安卓陣營(yíng)存儲(chǔ)傳輸協(xié)議的同時(shí)，蘋(píng)果也有了自己的考量。在同一款iPhone上，不同容量的版本雖然采用的都是NVMe傳輸協(xié)議，但也存在MLC和TLC顆?；煊玫那闆r。

以iPhone 7 Plus為例，32GB版本使用的是MLC顆粒，128GB和256GB版本則是TLC顆粒。在大容量版本上，NVMe提供了TLC/SLC混合緩存加速，將部分TLC模擬為SLC緩存進(jìn)行加速，就導(dǎo)致了“皇帝版”和“乞丐版”之間的讀寫(xiě)速度有了明顯差異。

這樣的混搭設(shè)計(jì)讓消費(fèi)者頗為頭疼，實(shí)際上不僅蘋(píng)果這樣做，安卓手機(jī)廠商也做過(guò)類似的混搭嘗試。

爭(zhēng)議蠻大的混搭

NVMe存儲(chǔ)協(xié)議讓iPhone在存儲(chǔ)效率上表現(xiàn)非常不錯(cuò)，但TLC/SLC混搭的玩法卻出現(xiàn)了不同版本產(chǎn)品明顯的體驗(yàn)差異，這從品牌不同產(chǎn)品線的市場(chǎng)定位出發(fā)并無(wú)可厚非，不過(guò)相對(duì)麻煩的就是安卓這應(yīng)了，本身eMMC和USF屬于兩個(gè)陣營(yíng)，但在使用上也存在混搭的可能，最引人注意的莫過(guò)于當(dāng)年華為P10的嘗試。

eMMC閃存與UFS閃存在外觀和作用上都沒(méi)有明顯區(qū)別，但性能上存在明顯的區(qū)別，兩者的混搭如果處理不好工作設(shè)計(jì)邏輯，的確很容易給人eMMC拖慢USF的感覺(jué)。

未來(lái)可預(yù)見(jiàn)的是USF 3.0會(huì)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)成為旗艦機(jī)的標(biāo)配，而為提升性能并控制成本，混搭恐怕也會(huì)再一次被廠商采用以區(qū)隔不同產(chǎn)品線的市場(chǎng)定位，這樣的背景下，高性價(jià)比產(chǎn)品或掛羊頭賣(mài)狗肉的投機(jī)者都可能出現(xiàn)，值得消費(fèi)者警惕。

USF 3.0之外的驚喜

PC不斷提升存儲(chǔ)性能以實(shí)現(xiàn)綜合性能的同時(shí)，手機(jī)存儲(chǔ)性能的提升也開(kāi)始變得明顯，搭載USF 3.0將成為未來(lái)旗艦手機(jī)的標(biāo)配，而同樣有助于提升手機(jī)存儲(chǔ)性能的還有LPDDR5 RAM和SDExpress存儲(chǔ)卡

LPDDR5的速度將達(dá)到6400Mbps，比LPDDR4翻番，比LPDDR4×（4266Mbps）提升50%。按照IC廠商Synopsys透露的，LPDDR5將引入WCK差分時(shí)鐘，類似于GDDR5，從而在不增加引腳的情況下提升頻率。此外，LPDDR5還將引入Link ECC，具備從傳輸錯(cuò)誤中恢復(fù)數(shù)據(jù)的能力。

SD Express標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)卡，不僅在存儲(chǔ)速度上有較大提升，同樣提升的還有存儲(chǔ)容量，其最大容量（SDUC卡）提升到128TB，速度更是可達(dá)到985MB/s。而以上技術(shù)的出現(xiàn)，必將會(huì)成為新一輪旗艦智蘸機(jī)將要占領(lǐng)的技術(shù)之制高點(diǎn)。

永不停息的速度追求

人們近年來(lái)為何如此重視手機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)的更迭呢？這還得從高速存儲(chǔ)芯片能夠帶來(lái)的改變出發(fā)，而最直觀的類比舉例便是PC從HDD硬盤(pán)到SSD硬盤(pán)后的變化。

來(lái)自存儲(chǔ)的木桶效應(yīng)困擾了PC領(lǐng)域產(chǎn)品多年，而智能手機(jī)領(lǐng)域其實(shí)上存在同樣的問(wèn)題，在人們追求更流暢操控體驗(yàn)的過(guò)程中，手機(jī)芯片、操作系統(tǒng)都在不斷升級(jí)，但存儲(chǔ)的確跑得慢了_一些。

手機(jī)用戶很多時(shí)候都抱怨過(guò)拍照時(shí)手機(jī)反應(yīng)慢，按快門(mén)后得等很長(zhǎng)一段時(shí)間才能拍攝成功;手機(jī)里存的照片太多，照片加載特別慢，稍微一滑動(dòng)手機(jī)就會(huì)卡到爆。其原因除了手機(jī)處理器和軟件的優(yōu)化外，就是因?yàn)榇鎯?chǔ)的寫(xiě)入和讀取速度太慢造成的。

在不考慮處理器和軟件的情況下，存儲(chǔ)擁有了更高寫(xiě)速，拍照片就可以更快響應(yīng)。另外，也允許了像素更高、幀數(shù)更多的視頻錄制;存儲(chǔ)讀速更高，多張照片和超高質(zhì)量視頻加載得就更快，操作和播放的卡頓就更少。

寫(xiě)在最后：

靜待USF落地

以USF 3.0為代表的新一代移動(dòng)存儲(chǔ)協(xié)議的落地，能為用戶帶來(lái)更快的多任務(wù)執(zhí)行速度、游戲加載速度、手機(jī)連拍寫(xiě)入速度、相冊(cè)縮略圖載入時(shí)間等諸多優(yōu)勢(shì)，對(duì)于當(dāng)前手機(jī)性能會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)明顯的提升，尤其是在高清照片/視頻拍攝、5G高速網(wǎng)絡(luò)逐漸落地的大環(huán)境下，手機(jī)性能的未來(lái)非常值得期待。