UFS 3.1到底是什麼?聽專業產品經理給您一次講明白

[PConline 專訪]UFS這三個英文字母放在現如今可謂一點也不陌生,越來越多的手機廠商在宣傳自家產品適合都會帶上一個UFS 2.1/UFS 3.0之類的樣式,表示該設備具備高速讀寫的性能。而現如今UFS 3.1已經開始慢慢與大眾見面,那麼UFS3.1對比以往的3.0或是2.1到底又有怎樣的變化?

UFS 3.1到底是什麼?聽專業產品經理給您一次講明白

今天我們有幸採訪到慧榮科技產品企劃部協理謝逸群先生,來為大家一一解答UFS 3.1的所有疑問。

UFS 3.1比UFS 2.1感知強嗎?體現在哪些方面?

慧榮科技產品企劃部協理謝逸群先生表示,UFS 3.1是3.0的優化版,最直觀的速度方面是達到了UFS 2.1的兩倍,而且相比較主要改善效能存取與省電性能。

UFS 3.1與3.0版本不同的部分包括:

寫入增強器(Write Booster)技術:在符合UFS 3.1標準的設備上,引入一個SLC非易失性緩存,從而進一步提高寫入速度。

深度睡眠(Deep Sleep)技術:在存儲器沒有讀寫動作時,進入深層睡眠模式,從而達到最低耗電量,並且耗電量比UFS3.0 hibernate更低30~50%,可以利用reset 或重新起電叫醒UFS。

性能調整通知(Performance Throttling Notification):該功能可在UFS 3.1設備因為某些情況導致存儲性能受到影響時,及時通知主機有關性能限制的信息。

在手機容量進入512GB與1TB之後,更多有效管理的儲存技術,除了可以提高存儲器的效率,還能降低耗電量。在5G時代,應用如在線遊戲、AR/VR都是需要快速讀寫數據與大量記憶存儲的應用,UFS 3.1的高性能表現會更加相得益彰。

就目前而言,UFS 3.1哪些場景帶來的升級最直觀?

對此,謝逸群舉了簡單的例子,在讀取4K高清影片時,UFS3.1所需時間更短,加載所需要的時間不到eMMC5.1的1/3,相應在體驗遊戲時,UFS3.1的手機延遲更低,畫面更流暢,讓我們的手機在應對更多場景時不會卡頓。

而且手機用戶在APP啟用速度可以感受到大幅提升,以前只能開一個App,現在可以支持多任務同時執行進而提供手機用戶更順暢的使用體驗,而對於大文件、大視頻的傳輸,在使用者體驗可以明顯感受到接收/傳輸文件、打開視頻速度都提升許多,這些都是最直觀的在使用方面能感受到的升級變化。

前面內容想必讓大家對於UFS 3.1有了不少了解,今天之所以選擇與慧榮科技的產品企劃部協理進行一個採訪的交流,也是因為慧榮科技作為目前UFS主控芯片的提供商,對於這方面的瞭解必然是更專業的。

速度提升中,主控芯片扮演怎樣的角色?

UFS 3.1到底是什麼?聽專業產品經理給您一次講明白

慧榮科技作為UFS主控芯片的提供商,今年發佈了SM2754主控芯片,謝逸群先生跟我們聊到,在技術方面慧榮科技的SM2754可以同時支持UFS 3.0/3.1規格,領先支持UFS3.1 規格。

實現更高的存取速度

並且支持HS-Gear4-2L標準、SCSI體系結構模型(SAM)和UniPro 1.8標準,可實現高性能存儲、更高的性能和更簡易的系統設計門坎。SM2754整合了專用硬件和控制器技術,採用了更優秀的算法,以提高隨機順序讀與寫性能,順序讀取速度可達2,000 MB/s,順序寫入速度在Write Booster的支持下可達1000 MB/s以上,並且在寫入增強器(Write Booster)和主機性能提升器(Host Performance Booster)兩大特點和不斷優化的固件方案的加持下,讀寫性能還將進一步提高。

從產品企劃部協理口中我們瞭解到,對於芯片的技術研究,慧榮科技真的非常專業。作為一家UFS及SSD主控芯片的提供商,手機UFS和SSD主控是肯定有所不同,而對於兩者關注點的不同,協理與我們的交流中表示,UFS主要應用在手機上,所以比SSD更重視功耗及電池續航力。

類SSD的管理技術

例如今年JEDEC發佈的UFS 3.1標準新增的技術,在速度、功耗、穩定性上就有新突破,使得UFS存儲設備在功能上更接近SSD,大幅度改善用戶體驗,像是導入HPB(Host Performance Booster) 功能,此技術概念類似SSD的主控端內存緩衝 (Host Memory Buffer, HMB),讓SSD可以直接把映像表放在主機端的DRAM上,透過PCIe接口來存取主機上的內存,這樣一來,便可以直接在主機內存上讀寫SSD映像表,同一筆數據存儲的時候儘量同一區,讀取時透過映像表以提高性能。

當然作為行動存儲應用的UFS主控芯片,性能是毋庸置疑不能省略的地方,兼顧性能和功耗才是使得存儲產品壽命延長,慧榮科技控制器會預先規劃來支持最新UFS規格及下一代3D NAND,同時也將低功耗(low power)規格放進設計以達到高性能的要求。

量身定製的客製化設計

UFS 3.1到底是什麼?聽專業產品經理給您一次講明白

在面對不同手機廠商的定製化需求,搭配不同的資料連接接口與存儲的設定,慧榮會提供量身訂做的定製化設計滿足手機廠商全方位的需求。

當芯片規格升級之後對於提供商而言,技術力上的要求也是有了相對應挑戰,慧榮科技的謝逸群也表示,UFS3.1與UFS2.1相比,接口提升一倍,而對於手機用戶來說開啟速度更快,場景切換更加流暢,並且保持電池的續航力,能為遊戲體驗帶來不少加分,這在主控設計上必須考慮到速度提升一倍, 功耗需要保持一樣或是更低, 效能上要如何去達到目標也是我們在設計IC上的架構需要特別去考慮的地方。

而且即將面對是雲遊戲的來臨,代表著資料量更大, 遊戲業者也會繼續成長,傳輸變更快,對遊戲的質量也會更大, 所以數據存儲的的空間也會變大。

慧榮科技提供不只是針對移動設備,從Edge端到雲端慧榮科技都有相對應的解決方案來滿全方位的需求。由於每一種應用場景都不相同,搭配不同的資料連接接口與存儲的設定,都需要閃存主控芯片來加以量身訂做與客製化設計,慧榮正是NAND Flash主控芯片的全球領導者,擁有超過20年的設計開發經驗,憑藉豐富的主控芯片經驗,慧榮可提供量身訂做的客製化設計來滿足全方位的需求。

為何每每談及UFS 3.1技術面世都會與5G時代脫不了干係,對此現象協理謝逸群先生有他的看法,UFS 3.1在SA獨立組網後也會更容易發揮5G的速度,延時也會縮短至毫秒級,不會受4G限制 ,例如下載高清視頻數秒鐘就可以完成、雲遊戲、AR/VR影音串流、互聯網可以減少卡頓負擔。

未來儲存的方向在哪?

當我們問及謝逸群,對於未來而言,存儲標準的方向在哪?是追求更高速度、更省電或是體積更小?謝逸群對此也沒有保留:高規格閃存在手機體驗中最顯著的不外乎是「快速」、「低延遲」等特性,傳輸速度越快可以讓遊戲程序的應用可以更豐富,並且可以改善以往手機遊戲常見的延遲問題,手機用戶可以在幾秒鐘內下載整部電影,在沒有網絡. 延遲的情況下觀看 360 度的全景內容和虛擬現實,還可以玩 4K 分辨率的在線遊戲。

同時隨著手機性能的不斷提高,手機功能越來越多,對於手機功耗的壓力也越來越重,大家對於手機的續航表現要求也越來越高,行動存儲應用的UFS主控芯片,需要重視高性能、低功耗及如何管理3D NAND讓整個存儲產品壽命延長。

慧榮科技控制器預先規劃來支持最新3D NAND接口的速度,同時也將低功耗(low power)規格放進設計以達到高性能的要求。手機廠商也是朝這目標在進行,會針對不同手機應用場景,在內部測試電池時,都會針對電池續航力在不同的場景應用加以調整及優化。

對於5G時代的來臨,還有一個關鍵字“毫米波”也在其中有著至關緊要的地位,因為毫米波是5G網絡一個很重要的技術,通過毫米波的使用,可以極大的擴展頻寬資源,從而獲得極大的空口帶寬,提高通信傳輸速率和質量,對於儲存的標準也會需要更高速及更大的容量才能滿足毫米波的發展。

謝逸群表示,對於毫米波技術,慧榮科技一直走在前列,並已努力耕耘數年,不只是參加標準協會論壇,也和中國信息通訊研究院有所溝通,我們在5G及雲存儲市場上將會擁有一定的競爭力。未來的5G及雲服務企業需要一些比較特殊性的要求,慧榮科技在UFS主控芯片和固件上有著許多突破和發展,讓我們可以在這個市場中站穩腳步,我們也會持續掌握市場脈動,如何讓慧榮科技在客戶端發揮作用,如何讓我們的客戶獲取到充分的價值,這就是慧榮科技最重要的地方。

除了5G手機之外,UFS 3.1閃存在其他產品應用如何?

謝逸群先生表示,UFS 存儲產品已經在手機市場上取得了成績。

同時伴隨著 5G 的爆發,UFS 產品還擁有著巨大的市場潛力,UFS存儲產品的普及是否只存在手機,是否可以應用在其他發展,是行業對於UFS的運用最關注的事,在其他的應用需要對應的host不同,這對於存儲行業來說,都是新的需求和挑戰。

慧榮科技透露,已與國內外許多品牌大廠有密切的合作,在不少研發的產品中都有使用到慧榮科技的產品,今年會有產品問巿。如何讓我們的客戶獲取到充分的價值,慧榮科技會做好該做的,持續投入研發並協助合作伙伴,提供更多元化的產品。

通過慧榮科技產品企劃部協理謝逸群先生與我們的這次分享,相信大家能對UFS 3.1有更多的瞭解。


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