reference
http://www.10tiao.com/html/609/201806/2652241154/1.html
https://zhuanlan.zhihu.com/p/26551438
https://www.eettaiwan.com/news/article/20170420TA31-moving-emmc-to-ufs-in-mobile

常見三種閃存技術

SSD, eMMC, UFS, 這三種閃存技術的不同主要區別在于控制器，接口標準，以及底層的flash芯片標準。

歷史

以前電腦主要采用機械硬盤，進行數據的存儲工作，訪問速度慢，體積大，功耗高，且對震動非常敏感，難以用于小型的移動設備。后面flash memory出現后，解決了以上機械硬盤的各種問題，因此很快在各種移動設備中獲得廣泛應用。

SSD： 基于flash的ssd硬盤性能好于機械硬盤，所以成為了pc和服務器的主流存儲設備。

SSD 主要作用是取代 PC/服務器 上的 HDD 硬盤，它需要：
超大容量（百GB~TB級別）
極高的并行性以提高性能
對功耗，體積等要求并不敏感
兼容已有接口技術 （SATA，PCI等）

而 eMMC 和 UFS主要都是針對移動設備發明的，它們需要：
適當的容量
適當的性能
對功耗 ，體積的要求極其敏感
僅需遵循一定的接口標準 （稍后解釋）

結構特點

一個SSD，為了達到高并行高性能的要求，有多個Flash 芯片，這樣就可以在每個芯片上進行相互獨立的讀寫操作，以并行性來提高硬盤吞吐量，還可以增加冗余備份。而手機中為了節省空間和功耗，通常只有一片密度較高的 Flash 芯片。

接口的不同，在電腦端需要兼容的STAT, PCIE, M2等接口，主要滿足硬盤的插拔，而在移動端就不需要，flash被焊接到主板上，只需要遵從一個特定的標準，能和cpu通訊就可以了。

MMC
以前的相機就是用的mmc，如下圖

mmc.png

接口設計

emmc 采用了8bit的并行接口。emmc5.1達到400MB/s的速度。----半雙工
ufs采用了高速串行接口設計。-----全雙工

速度對比.png

ufs與emmc的接口不兼容，且控制器也不通用，所以不能互插。

emmc.png

ufs.png

2018年1月31日上午消息，固態技術協會（JEDEC）發布了Universal Flash Storage v3.0標準。UFS也就是我們通常所說的通用閃存存儲，UFS 3.0是針對需要高性能、低功耗的移動應用和計算系統而開發的。簡單來說，UFS 3.0是第一個引入了MIPI M-PHY HS-Gear4標準的閃存存儲，單通道帶寬提升到11.6Gbps，是HS-G3（UFS 2.1）性能的2倍。

對比.png

image.png

市場統計

趨勢.png

UFS協議是JEDEC（www.jedec.org）組織制定的，三星、海力士、東芝等公司力捧

發展歷史.png

傳輸速度為什么快？

首先，它在數據信號傳輸上，使用的是差分串行傳輸。這是UFS快的基礎。所有的高速傳輸總線，如SATA，PCIe，SAS，都是串行差分信號。串行，可以使用更快的時鐘（時鐘信息可以嵌在數據流中）；差分信號，即用兩根信號線上的電平差表示0或者1。與單端信號傳輸相比，差分信號抗干擾能力強，能提供更寬的帶寬（跑得更快）。打個比方，假設用兩個信號線上電平差表示0和1，具體來講，差值大于0，表示1，差值小于0，表示0。如果傳輸過程中存在干擾，兩個線上加了近乎同樣大小的干擾電平，兩者相減，差值幾乎不變，你大爺還是你大爺。但對單端信號傳輸來說，就很容易受干擾，比如0-1V表示0,1-3V表示1，一個本來是0.8V的電壓，加入干擾，變成1.5V，相當于0變成1，數據就出錯了，你大媽已經不是你大媽了。抗干擾能力強，因而可以用更快的速度進行數據傳輸，從而能提供更寬的帶寬了。

UFS的前輩是eMMC，使用的是并行數據傳輸。并行最大的問題是速度上不去，因為一旦時鐘上去，干擾就變大，信號完整性無法保證。

其次，UFS和PCIe一樣，支持多通道數據傳輸，目前最多支持兩個通道。多通道可以讓UFS在成本、功耗和性能之間做取舍。

還有，它是全雙工工作模式，就是讀寫可以并行。它的前輩eMMC是半雙工，讀寫不能同時進行。

傳輸接口.png

半雙工.png

全雙工.png

如果說eMMC是手機中的HDD，那么UFS就是手機中的SSD。UFS取代eMMC成為主流手機存儲協議，這是毫無疑問的。不過，UFS一統天下的道路上還有一個攔路虎，那就是NVMe。有人說，NVMe不是SSD的協議標準嗎？沒錯，不過，我要提醒大家的是，蘋果現在手機中存儲協議是NVMe而不是UFS。在短期，UFS和NVMe會分別在安卓和蘋果手機中存在。長期來說，UFS和NVMe是二分天下，還是合二為一，我們只能拭目以待了。

大小如大拇指手指蓋大小。麻雀雖小，五臟俱全。UFS存儲芯片內部封裝了UFS控制器和閃存陣列，和SSD結構很相似。不過和SSD相比，由于它的容量更小，因此閃存die比較少，閃存的通道數也少。另外，出于功耗和成本考慮，UFS芯片一般是不帶DRAM的架構。

架構.png