芯科普 | 一文了解存储主流配置UFS

UFS (UniversalFlashStorage)是通用闪存存储，是一种设计用于需要最小化功耗的计算和移动系统，例如智能手机和平板电脑等消费电子产品使用的闪存存储规范。UFS是eMMC的替代者，它提供比eMMC更高的性能和能效比。

UFS1.0

2011年，JEDEC固态技术协会 (JEDEC) 研发了UFS 1.0标准，但是，UFS1.0相较于eMMC并没有实质上的优势，所以并没有得到大规模的使用。

2013年9月，JEDEC发布了UFS 2.0，2.0版本提供了更高的链路带宽以提高性能，扩展了安全功能并提供了其他省电功能。按照数据来看，UFS 2.0提供了HS-G2和HS-G3（可选）两个传输信道，理论带宽分别为5.8Gbps（725MB/s）和11.6Gbps（1450MB/s），速度上大大超过了eMMC 5.0的400MB/s理论带宽。从2016年开始，随着UFS2.0实现量产以及手机处理器逐渐加入对UFS2.0的支持，UFS2.0闪存开始被主流旗舰手机所青睐。同年，JEDEC又发布了UFS 2.1的通用闪存标准，2017年UFS 2.0开始向UFS 2.1标准升级，其可选的HS-G3通道也逐渐成为了“必选”。

UFS2.2

2020年8月，JEDEC公布了Universal Flash Storege(UFS)标准UFS 2.2，UFS 2.2和UFS 2.1的区别在于增加了 Write Booster(写入加速器)功能，比UFS 2.1提高了写入速度。写入速度的提高会带来更快的应用启动速度、缓存加载带来更好的浏览行为、更快的编码时间等诸多良好特性。

2018年1月30日JEDEC发布了UFS标准3.0版，该版本是针对需要高性能、低功耗的移动应用和计算系统而开发的。此外，UFS 3.0还使用MIPI M-PHY v4.1和UniProSM v1.8，具有更高的每通道11.6 Gbit / s数据速率（1450 MB / s）。其中，UFS 3.0是第一个引入了MIPI M-PHY HS-Gear4标准的闪存存储，单通道带宽提升到11.6Gbps，由于UFS的最大优势就是双通道双向读写，所以接口带宽最高23.2Gbps，也就是2.9GB/s，这个数据也是HS-G3（UFS 2.1）性能的2倍。

2020年1月30日JEDEC发布了UFS 3.1标准，相比于之前的版本，UFS 3.1更新了三个部分。包括“ Write Booster”——SLC非易失性缓存，可提高写入速度。“DeepSleep”——增加了一种新的低功耗状态，降低UFS的工作压力和减少对稳压器的唤醒来达到降低功耗的目的，延长设备的电池续航时间。以及“Performance Throttling Notifications（性能节流通知）”——当高温导致存储性能下降时，UFS设备可以通知主机，主机性能增强器功能是可选的。

UFS4.0

2022年，8月11日，JEDEC发布了最新的JESD220F，即UFS 4.0标准，这是对2020年发布的3.1版本的更新。UFS 4.0标准是为了需要高性能和低功耗的移动设备而开发的，是一种高性能接口，将带来显著的带宽和数据保护改进。高速串行接口和优化协议可显著提高吞吐量和移动系统性能。UFS4.0利用M-PHY 5.0版规范和UniPro 2.0版规范，将UFS接口带宽加倍，支持高达4.2GB/s的读写流量。

UFS设备广泛应用于智能手机、平板电脑、VR（虚拟现实）设备、AR（增强现实）设备、无人机、3D游戏、监控系统、PDA、数字记录器、MP3播放器、电子玩具等领域。

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