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ufs和ssd有什麼區别

生活 更新时间:2025-01-06 06:18:35

如同内存在不同應用場景中可以分為DDR、LPDDR、GDDR一樣,閃存在不同的設備中也以不同形式存在,比如SSD、UFS和eMMC。如果你對數碼感興趣,很容易想到SSD經常在電腦或服務器中出現,而UFS和eMMC則大多出現在智能手機等移動設備上。那麼,既然SSD、UFS、eMMC都是閃存,它們的區别又在哪呢?

ufs和ssd有什麼區别(同為閃存SSDeMMC)1

什麼是閃存

首先,我們來了解一下它們的共同點。閃存(Flash Memory),指現在最常用的斷電不丢失信息的半導體存儲芯片,具有體積小、功耗低、不易受物理破壞的優點。

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閃存主要分為NAND Flah、NOR Flash,這兩種類型都是日本人發明後又經過美國Intel公司繼續開發的。NAND Flash具有較快的抹寫時間,而且每個存儲單元的面積較小,這讓NAND Flash相較于NOR Flash具有較高的存儲密度與較低的每比特成本。同時它的可抹除次數也高出NOR Flash的十幾倍。而SSD、UFS、eMMC都屬于NAND Flash。

SSD與UFS、eMMC的差别

就應用場景來說,UFS和eMMC是一類,都被使用在一些較小的移動設備上,而SSD一般則出現在電腦或服務器上。

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SSD的主要作用是取代之前的HDD(機械硬盤),擁有超大容量,極高的并行性、對功耗和體積要求不敏感、兼容已有接口技術等特點。為了達到高并行、高性能的要求,一個SSD有多顆Flash芯片,這樣就可以在每個芯片上進行相互獨立的讀寫操作,以并行性來提高硬盤吞吐量,還可以增加冗餘備份。

而在寸土寸金的移動設備中,為了節省空間和功耗,eMMC和UFS通常隻有一顆密度較高的Flash芯片。eMMC中的「e」是「Embedded(嵌入)」的意思,而UFS原本稱作eUFS,也就是說它們是嵌入在主闆上的,并不像SSD一樣有SATA或M.2接口可以插入,方便更換或升級。

此外,管理一顆Flash芯片和管理多顆Flash芯片,策略肯定是不一樣的,因此它們的控制器也就完全不同了。這些便是SSD與eMMC和UFS的區别。

eMMC和UFS的區别

SSD與eMMC、UFS很好區分,但eMMC與UFS卻有不少相似之處,所以接下來我們來看eMMC與UFS之間的區别。

ufs和ssd有什麼區别(同為閃存SSDeMMC)4

雖然說eMMC閃存和UFS閃存在外觀和作用上都沒明顯區别,但是實際上兩者的内部結構卻有着本質上的差異。eMMC的全稱為「embedded Multi Media Card」,即嵌入式的多媒體存儲卡。eMMC是在NAND閃存芯片的基礎上,額外集成了主控制器,并将二者「打包」封裝成一顆BGA芯片,從而大幅降低多芯片的空間占用和布線難度問題。

eMMC閃存基于并行數據傳輸技術打造,其内部存儲單元與主控之間擁有8個數據通道,傳輸數據時8個通道同步工作,工作模式為半雙工,也就是說每個通道都可以進行讀寫傳輸,但同一時刻隻能執行讀或者寫的操作,與PC上已經淘汰的IDE接口硬盤很是相似。

這在實際應用中的影響就是,當我們将手機與PC連接,在拷貝照片的同時将無法訪問手機存儲空間内的其他文件夾,也無法同時往手機裡拷貝數據,隻有等照片傳輸完畢後才能進行其他操作。

ufs和ssd有什麼區别(同為閃存SSDeMMC)5

而UFS 的全稱是「Universal Flash Storage」,也就是通用閃存存儲,它是基于串行數據傳輸技術打造,其内部存儲單元與主控之間雖然隻有兩個數據通道,但由于采用串行數據傳輸,其實際數據傳輸時速遠超基于并行技術的eMMC閃存。此外UFS閃存支持的是全雙工模式,所有數據通道均可以同時執行讀寫操作,在數據讀寫的響應速度上也要淩駕于eMMC閃存。

正因為eMMC閃存與UFS閃存在内部結構上存在着本質上的區别,這讓兩者的理論帶寬産生了極大的差異。近年來比較常見的eMMC閃存多應用eMMC 4.x或者5.x規範,其中eMMC 4.5常見于低端設備,理論帶寬為200MB/s,現在已經基本淘汰;而eMMC 5.0/5.1标準理論帶寬分别為400MB/s和600MB/s,從數字上看并不算低。

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然而與UFS閃存相比,eMMC閃存的這點理論帶寬就不夠看了。UFS閃存的相關标準是在2011年2月份首次亮相,當時的UFS 1.1标準其已經可以提供相當于300MB/s的理論帶寬,而eMMC閃存要到2012年的eMMC 4.5标準時才可以提供200MB/s的理論速率。隻是由于當時的應用環境以及成本等因素的限制,USF 1.1标準未能得到大規模的推廣。

直到2014年UFS 2.0規範出爐後,eMMC閃存才被徹底碾壓。UFS 2.0規範分為兩部分,第一部分是UFS HS-G2規範,也就是我們常說的UFS 2.0,其單通道單向的理論帶寬就可以達到1.45Gbps的水平,雙通道雙向的理論帶寬就是5.8Gbps;而第二部分的UFS HS-G3标準,也就是我們常說的UFS 2.1,其理論帶寬更是UFS 2.0的翻倍,達到11.6Gbps,eMMC閃存徹底望塵莫及了。

而到了近兩年,UFS已經成為智能手機上的标配,現在最新的标準是UFS 3.1,單通道帶寬為11.6Gbps,是UFS 2.1性能的兩倍。

總結

總結來說,SSD、eMMC、UFS雖然同屬閃存(NAND Flash),但它們在控制器、接口标準甚至更底層的Flash芯片标準上有所差别。SSD主要是為替代電腦或服務器上的HDD(機械硬盤),容量大,且兼容已有的接口技術。

eMMC、UFS則廣泛應用于移動設備,且UFS是作為eMMC的替代品出現,它們都直接嵌入在主闆上,很難替換。而UFS得益于接口标準帶來的性能優勢,逐漸成為智能手機,尤其是安卓手機的主流,eMMC則得益于其成本優勢,依然在一些小型移動設備中出現。

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