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eMMC UFS UHS关系解读

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Essence 发表于 2016-7-11 17:48 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
点击数:15366|回复数:22
在手机平板上有可能看到eMMC或UFS标准的字眼,而在存储卡上经常可以见到Class 10、UHS-I等标识,这些看上去相似的词语之间到底有哪些关联呢?

eMMC(Embedded Multi Media Card)是由MMC协会(MultiMediaCard Association,2008年已并入JEDEC)提出的内置存储标准,主要针对手机和平板等移动设备设立。eMMC将控制器与闪存封装在一起,提供标准管理接口,使用8位并行总线,半双工模式,同一时间只能进行读取“或者”写入。在最新的eMMC5.1标准中存取带宽已经提升到600MB/s。

UFS(Universal Flash Storage)的出现比eMMC要晚一些。2013年JEDEC固态技术协会发布UFS2.0标准,它使用的是串行界面,相比eMMC就像是从PATA变为SATA。UFS 2.0支持全双工运行,可同时执行读写操作,并且支持指令队列。UFS有两种版本,均有两个传输通道,带宽分别达到5.8Gbps和11.6Gbps,比eMMC 5.1的规格更高。

不管是eMMC还是UFS,他们问世之初都是以设备内置存储为主要目标的,但是也有厂商按捺不住,决定将UFS应用到外置扩展存储卡上来,比如三星最近就发布了UFS标准的存储卡,这里就不能叫他microSD卡了,因为SD卡是另外一回事儿~

JEDEC虽然是一个很有影响力的标准化组织,但在外置存储卡方面的影响力就不如SD卡协会了。SD卡击败了SmartMedia(SM卡)、CompactFlash(CF卡)、MemoryStick(索尼记忆棒)、MultiMediaCard(MMC卡)等一众标准,成为当前外置存储卡的主流标准,获得最多移动设备的支持。UHS(Ultra High Speed)是SD卡中的一个接口规范。

SD标准是由SD卡协会(SD Association)提出并管理的。SD卡的历史悠久,有容量、接口版本和写入速度三个方面的标准规范。比如下图中的东芝SD卡上我们可以看到SDXC(容量划分标准)、II(UHS-II,接口划分标准)、U3(写入速度划分标准)三种标识。有些SD卡上还会额外以MB/s为单位标识速度,除非有特别说明,一般都是指持续读取速度。


以容量划分,SD卡可分为普通SD(2GB以下)、SDHC(2GB~32GB)、SDXC(32GB~2TB)三种。这一标准仅从容量上进行划分,不涉及速度。

以接口版本划分,SD卡可分为普通速度、高速度以及UHS-I、UHS-II。接口版本制约了该存储卡的最大存储带宽,但并不代表存储卡能实际达到这样高的速度。UHS-I标准规定了最低50MB/s,可选104MB/s的最大带宽,换句话说使用UHS-I接口的SD卡最高读取不会超过104MB/s。UHS只是接口版本规范,决定了最大带宽,但并非实际工作速度的标称。

UHS-II增加了全新的针脚定义,接口带宽最高可达到312MB/s,UHS-II存储卡向下兼容UHS-I设备,不过在UHS-I设备上使用时会被限制到UHS-I的最大带宽。

以写入速度划分,SD卡有Class等级与UHS速度等级两种速度标识方法。Class等级用于普通速度和HS高速类型接口的SD卡。UHS则有两个速度等级:UHS Speed Class 1(U1)和UHS Speed Class 3(U3),分别对应最低持续写入10MB/s和30MB/s以上。

在Class速度等级与UHS速度等级之外,SD卡协会今年又提出了一个新的视频速度等级,覆盖了现有的Class 6、U1(Class 10)、U3三种规格,又额外增加了60MB/s写入速度的V60以及90MB/s的V90规格,其中V90是专为8K视频录制而设。

虽然新速度标识的出现是为了给消费者提供选购参考,但在新的速度标识出现的同时,旧的划分标准并未取消,这使得SD卡上的标识可能会越来越多,使得一些不熟悉的人产生迷惑。


总结:

eMMC、UFS、UHS都是移动设备存储的接口标准,eMMC仅用于内部存储,UHS主要用于外部存储卡,UFS则刚被三星从内部存储扩展到外部存储卡领域。借助手机领域的影响力,三星有能力将UFS确立为未来自家高端手机的外部存储卡标准。当然,不管是eMMC、UFS还是UHS,接口标准影响的都是接口带宽,而不直接体现产品实际读写性能,例如UHS-I标准的SD卡也有可能在写入速度上不及某些标称为Class 10的老SD卡。

单纯争论哪个接口标准更好并无实际意义,从长远来看UFS将最终取代eMMC成为新的移动设备内部存储接口;而在现阶段,SD卡协会主导的UHS在通用性和设备支持度上将远胜过UFS。


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longalong 发表于 2016-7-11 17:58 | 只看该作者
干货满满,尤其最后一张图,简单直接
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飞翔的企鹅 发表于 2016-7-11 18:01 | 只看该作者
很好的扫盲贴,有U2标准的SD卡么?
目前好像还没看见过HUS-2脚位的SD TF
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nighttob 发表于 2016-7-11 18:14 | 只看该作者
注:SATA也是半双工,SAS才是全双工
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evev 发表于 2016-7-11 18:59 | 只看该作者
emmc到ufs 只能感慨羊毛出在羊身上啊
移动设备要做什么工作才能撑爆700m的交换 与外界交换还停留在usb2.0和11ac的水平 需要高速读写并发? 然而两千元的手机一般都是ufs标配了 高端用户麻烦先把研发经费交了
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Cogae 发表于 2016-7-11 21:11 | 只看该作者
evev 发表于 2016-7-11 18:59
emmc到ufs 只能感慨羊毛出在羊身上啊
移动设备要做什么工作才能撑爆700m的交换 与外界交换还停留在usb2.0和 ...

我还巴不得ufs把tf卡取代了,现在手机上tf卡太慢了
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easports1200 发表于 2016-7-11 21:43 | 只看该作者
确实,SD卡的速度标准绝对能把人弄晕了,以前的class多好……
现在又是U3又是V90的,真容易一不留神买错
8#
hgy9 发表于 2016-7-11 22:54 | 只看该作者
很好的科普文。
前几天同事说要买个sd卡,还比划了下大小,心想这不就是tf卡么?但百度一查,micro sd也叫tf,迷糊了。。。
9#
NOIP117 发表于 2016-7-11 23:39 | 只看该作者
nighttob 发表于 2016-7-11 18:14
注:SATA也是半双工,SAS才是全双工

话说SATA就是SAS的一部分吧
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NOIP117 发表于 2016-7-11 23:40 | 只看该作者
hgy9 发表于 2016-7-11 22:54
很好的科普文。
前几天同事说要买个sd卡,还比划了下大小,心想这不就是tf卡么?但百度一查,micro sd也叫t ...

对的,TF卡是老的名字,Micro SD是现在的名字
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l8427608 发表于 2016-7-12 00:15 | 只看该作者
最后一张图,简单明了
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yangbaleng 发表于 2016-7-12 09:58 | 只看该作者
没事还要多研究一下
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pcuni 发表于 2016-7-12 11:28 | 只看该作者
很好的科普,期待做成一个系列。
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Y6-0785 发表于 2016-7-12 17:22 | 只看该作者
科普非常好,写入速度标识很重要,不然很多卡的写入性能都是谜
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hj_chu 发表于 2016-7-18 09:36 | 只看该作者
顶好赞
UHS-I,UHS-II是接口标识
U1,U2,U3是速度标识
之前看到有些地方标UHS-1,UHS-2,UHS-3还以为UHS有三种接口,一脸懵逼
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suzghy 发表于 2016-7-18 15:14 | 只看该作者
非常翔实有用,终于弄懂了很多概念
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SuperbirdRIP 发表于 2016-7-18 22:42 | 只看该作者
其实我在想苹果上了NVMe协议,安卓为啥没有上的
18#
wwh0501 发表于 2016-7-19 07:32 | 只看该作者
好复杂 .....

话说有的低端笔记本用的 32GB emmc 就是很坑了?
19#
gxh5720 发表于 2016-7-20 09:37 | 只看该作者
不是还有80-150X 633X 这个是什么标准
20#
GeForceTi4200 发表于 2016-7-20 11:16 | 只看该作者
之前买的时候傻傻分不清楚。。    外形对了,看一下读写速度,达到要求就下手

读了这文章才发现里面这么多门道。
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