电路设计_UFS和eMMC比较

电路设计_UFS和eMMC比较

2017年05月26日 09:44:01

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本文转载超能网，作者：潘靖江

什么是eMMC和UFS闪存？

    eMMC的全称是embedded Multi Media Card，即“嵌入式多媒体存储卡”，这是一种针对手机或平板电脑等产品的内嵌式存储器标准规格。与我们常说的NAND闪存相比，eMMC闪存并不是单纯的存储芯片，它是在前者的基础额外集成主控芯片的产品，并对外提供自有标准接口，作用相当于PC上的SSD固态硬盘，而且由于自身体积很小，因此很适合移动设备使用。

    UFS的全称则是Universal Flash Storage，即“通用闪存存储”，同样是一种内嵌式存储器的标准规格，同样是整合有主控芯片的闪存，不过其使用的是PC平台上常见的SCSI结构模型并支持对应的SCSI指令集 。

    因此eMMC闪存与UFS闪存都是作为嵌入式存储器使用，从作用上来说并无明显区别。只是两者所用的标准规范不同，因此移动设备无论是使用eMMC闪存还是UFS闪存，都必须支持相应的eMMC规范或者是UFS规范。

 

eMMC闪存与UFS闪存的主要区别

    虽然说eMMC闪存和UFS闪存在外观和作用上都没明显区别，但是实际上两者的内部结构却有着本质上的差异。eMMC闪存基于并行数据传输技术打造，其内部存储单元与主控之间拥有8个数据通道，传输数据时8个通道同步工作，工作模式为半双工，也就是说每个通道都可以进行读写传输，但同一时刻只能执行读或者写的操作，与PC上已经淘汰的IDE接口硬盘很是相似。

    而UFS闪存则是基于串行数据传输技术打造，其内部存储单元与主控之间虽然只有两个数据通道，但由于采用串行数据传输，其实际数据传输时速远超基于并行技术的eMMC闪存。此外UFS闪存支持的是全双工模式，所有数据通道均可以同时执行读写操作，在数据读写的响应速度上也要凌驾于eMMC闪存。

    因此现在有不少人将UFS闪存比作PC上的SATA接口硬盘，小编认为这个并不准确，因为SATA硬盘虽然用的是串行技术，但是其本质上使用的是ATA规范，仅支持半双工模式。实际上UFS闪存采用的是SCSI结构模型并支持对应的SCSI指令集，因此其应该相当于服务器平台上常见的SAS硬盘而不是普通的SATA硬盘。

不同版本的理论带宽

实际产品中测试到的读写速率

    以三星提供的数据显示，UFS 2.0闪存的连续读写速度为350MB/s和150MB/s，而eMMC 5.1闪存的连续读写速度则为250MB/s和125MB/s，比起UFS2.0闪存确实要逊色一些。

    不过与连续读写速度相比，UFS闪存在随机读写上的领先幅度要更大一些，特别是随机读取方面。同样是三星提供的数据，UFS 2.0闪存的随机读取性能可以轻松达到19000 IOPS的水平，而eMMC 5.1闪存只能达到11000 IOPS，前者的领先幅度超过了70%。

 

UFS闪存与eMMC闪存就只有读写性能上的差异吗？

    得益于全双工模式、串行数据传输技术以及SCSI指令集的支持，UFS闪存不仅在读写性能上高于同时期的eMMC闪存，其还拥有着更多领先于对手的优点。首先eMMC采用的是32位地址总线，这意味着其最大只能支持2TB存储空间管理，而UFS闪存在这方面则可以灵活调配，地址总线可以超过32位，因此其最大管理容量能够轻松超过2TB，当然就目前市场上的现有产品，两者的这个区别暂时未能得到体现，毕竟目前需要用到eMMC闪存或者UFS闪存的移动设备，内置容量也就刚刚达到256GB的水平。

    除了可管理容量上限的不同外，目前的UFS 2.0闪存可以支持管理最多8个分区，而eMMC闪存则为4个分区；同时UFS 2.0闪存还支持数据队列、多线程、分区引导等功能，而eMMC在这方面则是基本空白，这也进一步地限制了eMMC闪存的发展潜力。

    当然eMMC闪存也不是一无是处，UFS闪存相比eMMC闪存的主要劣势是在功耗上，以理论上的满载功耗而言，UFS闪存是要高于eMMC闪存的。但是由于UFS闪存性能更强的原因，往往在处理同一件事情的时候，UFS闪存满载运行的时间要比eMMC闪存更短，因此在实际功耗上，两者其实旗鼓相当，并无明显区别。