Armazenamento Flash Universal - Universal Flash Storage

Não deve ser confundido com o Unix File System , uma implementação do sistema de arquivos em alguns sistemas operacionais Unix e BSD com a mesma abreviatura.

Armazenamento Flash Universal ( UFS ) é uma especificação de armazenamento flash para câmeras digitais , telefones celulares e dispositivos eletrônicos de consumo . Ele foi projetado para trazer maior velocidade de transferência de dados e maior confiabilidade ao armazenamento de memória flash, enquanto reduz a confusão do mercado e remove a necessidade de adaptadores diferentes para diferentes tipos de cartões. O padrão abrange pacotes permanentemente conectados a um dispositivo (eUFS) e cartões de memória UFS removíveis .

Visão geral

UFS usa flash NAND . Ele pode usar várias matrizes de flash 3D TLC NAND empilhadas (circuitos integrados) com um controlador integrado.

A especificação de memória flash proposta é suportada por empresas de eletrônicos de consumo, como Nokia , Sony Ericsson , Texas Instruments , STMicroelectronics , Samsung , Micron e SK Hynix . O UFS está posicionado como um substituto para eMMCs e cartões SD . A interface elétrica para UFS usa o M-PHY , desenvolvido pela MIPI Alliance , uma interface serial de alta velocidade direcionada a 2,9 Gbit / s por pista com escalabilidade para 5,8 Gbit / s por pista. O UFS implementa uma interface LVDS serial full-duplex que escala melhor para larguras de banda maiores do que a interface paralela de 8 vias de eMMCs. Ao contrário do eMMC, o armazenamento Flash universal é baseado no modelo de arquitetura SCSI e oferece suporte ao SCSI Tagged Command Queuing . O padrão é desenvolvido e disponibilizado pela JEDEC Solid State Technology Association .

O kernel do Linux oferece suporte a UFS.

História

Em 2010, a Universal Flash Storage Association (UFSA) foi fundada como uma associação comercial aberta para promover o padrão UFS.

Em setembro de 2013, JEDEC publicou JESD220B UFS 2.0 (atualização para o padrão UFS v1.1 publicado em junho de 2012). JESD220B Universal Flash Storage v2.0 oferece maior largura de banda de link para melhoria de desempenho, uma extensão de recursos de segurança e recursos adicionais de economia de energia em relação ao UFS v1.1.

Em 30 de janeiro de 2018 a JEDEC publicou a versão 3.0 do padrão UFS, com uma taxa de dados maior de 11,6 Gbit / s por pista (1450 MB / s) com o uso de MIPI M-PHY v4.1 e UniProSM v1.8. No MWC 2018, a Samsung revelou as soluções UFS ( eUFS ) v3.0 e uMCP incorporadas.

Em 30 de janeiro de 2020, a JEDEC publicou a versão 3.1 do padrão UFS. O UFS 3.1 apresenta Write Booster, Deep Sleep, Performance Throttling Notification e Host Performance Booster para soluções UFS mais rápidas, mais eficientes no consumo de energia e mais baratas. O recurso Host Performance Booster é opcional.

Dispositivos notáveis

Em fevereiro de 2013, a empresa de semicondutores Toshiba Memory (agora Kioxia ) começou a enviar amostras de um chip flash NAND de 64 GB , o primeiro chip a suportar o então novo padrão UFS.

Em abril de 2015, a família Galaxy S6 da Samsung foi o primeiro telefone a ser fornecido com armazenamento eUFS usando o padrão UFS 2.0.

Em 7 de julho de 2016, a Samsung anunciou seus primeiros cartões UFS, com capacidades de armazenamento de 32, 64, 128 e 256 GB. Os cartões foram baseados no UFS 1.0 Card Extension Standard. A versão de 256 GB oferece desempenho de leitura sequencial de até 530 MB / se desempenho de gravação sequencial de até 170 MB / se desempenho aleatório de 40.000 IOPS de leitura e 35.000 IOPS de gravação. No entanto, eles aparentemente não foram realmente divulgados ao público.

Em 17 de novembro de 2016, a Qualcomm anunciou o Snapdragon 835 SoC com suporte para UFS 2.1. O Snapdragon 835 também oferece suporte para cartão SD versão 3.0 e USB 3.1 Type-C.

Em 14 de maio de 2019, o OnePlus apresentou o OnePlus 7 e o OnePlus 7 Pro, os primeiros telefones com o eUFS 3.0 integrado (o Galaxy Fold, originalmente planejado para ser o primeiro smartphone a apresentar o UFS 3.0, acabou atrasado após o lançamento do OnePlus 7) .

Os primeiros cartões UFS começaram a ser vendidos publicamente no início de 2020. De acordo com um comunicado à imprensa da Universal Flash Storage Association, a Samsung planejou fazer a transição de seus produtos para cartões UFS durante 2020. Vários dispositivos de consumo com slots de cartão UFS foram lançados em 2020.

Comparação de versão

UFS

UFS 1.0 1,1 2.0 2,1 2,2 3,0 3,1
Introduzido 24/02/2011 25/06/2012 18/09/2013 04/04/2016 2020-08 30/01/2018 30/01/2020
Largura de banda por pista 300 MB / s 600 MB / s 1450 MB / s
Máx. número de pistas 1 2
Máx. largura de banda total 300 MB / s 1200 MB / s 2900 MB / s
Versão M-PHY ? ? 3,0 ? 4,1
Versão UniPro ? ? 1,6 ? 1.8

Cartão UFS

Cartão UFS 1.0 1,1 2.0 3,0
Introduzido 30/03/2016 30/01/2018 18/09/2018 08-12-2020
Largura de banda por pista 600 MB / s 1200 MB / s
Máx. número de pistas 1 2
Máx. largura de banda total 600 MB / s 1200 MB / s 2400 MB / s
Versão M-PHY 3,0 ? 4,1
Versão UniPro 1,6 ? 1.8

Implementação

UFS 2.0 no Snapdragon 820 e 821. Kirin 950 e 955. Exynos 7420

UFS 2.1 no Snapdragon 712 (710 e 720G), 730G, 732G, 835 e 845. Kirin 960, 970 e 980. Exynos 9609, 9610, 9611, 9810 e 980.

UFS 3.0 no Snapdragon 855, Snapdragon 865, Exynos 9820/9825 e Kirin 990.

UFS 3.1 no Snapdragon 865, Snapdragon 870, Snapdragon 888 e Exynos 2100.

Padrões complementares UFS

Em 30 de março de 2016, a JEDEC publicou a versão 1.0 do UFS Card Extension Standard (JESD220-2), que oferecia muitos dos recursos e muitas das mesmas funcionalidades do padrão de dispositivo UFS 2.0 existente, mas com acréscimos e modificações para cartões removíveis .

Também em março de 2016, a JEDEC publicou a versão 1.1 do UFS Unified Memory Extension (JESD220-1A), a versão 2.1 do padrão UFS Host Controller Interface (UFSHCI) (JESD223C) e a versão 1.1A do padrão UFSHCI Unified Memory Extension (JESD223 -1A).

Em 30 de janeiro de 2018, o padrão UFS Card Extension foi atualizado para a versão 1.1 (JESD220-2A), e o padrão UFSHCI foi atualizado para a versão 3.0 (JESD223D), para se alinhar com o UFS versão 3.0.

Reescrever o ciclo de vida

O ciclo de vida de regravação de uma unidade UFS afeta sua vida útil. Há um limite de quantos ciclos de gravação / exclusão um bloco flash pode aceitar antes de produzir erros ou falhar completamente. Cada ciclo de gravação / exclusão causa a deterioração da camada de óxido de uma célula de memória flash. A confiabilidade de uma unidade é baseada em três fatores: a idade da unidade, total de terabytes gravados ao longo do tempo e gravações da unidade por dia.

Veja também

Referências

links externos