解析国产ICMAX存储芯片eMMC和UFS的区别

ICMAX宏旺半导体

UFS和eMMC是闪存（ROM）的两种规格，通常我们所说手机存储数据的地方，在断电的前提下还能够保存数据的储存器，是手机文件的唯一存储设备，他的大小主要是影响手机数据存储得多还是少，读写速度可以左右加载速度的快和慢。目前市面上主流的闪存规格主要有两种，一种是由MMC制定的eMMC；另外一种是UFS，是一种基于UNIX文件系统的简称，要了解eMMC和UFS两种闪存之间的区别，我们首先要弄懂的就是什么是闪存。

                               
登录/注册后可看大图

图片来自网络 仅供参考（ 侵删）

什么是闪存?

生活中我们经常会听到“这部手机内存是64GB的”之类的说法，实际上，这种说法并不准确。闪存和内存是两个完全不同的概念，学计算机学科的同学一定知道，内存(RAM)又被称为随机存储器，指的是一种易失性存储介质，具备通电可存储，断电数据丢失的特性。因为其读取速率都很高，所以就被用来存放CPU需要调用的数据。

而闪存指的则是只读存储器，属于一种非易失性介质，存放在ROM当中的数据可以被永久存储，并不会受到通断电的困扰。简单来理解就是，闪存负责存储我们日常下载的音乐、视频等数据，内存则是在应用执行时，作为应用数据的临时存放处。例如手机内存4GB+64GB，其中64GB就是闪存，即我们今天要讨论的eMMC和UFS所属范畴。

eMMC和UFS之间的区别

在外观与功能上面，UFS与eMMC没有明显的差异，对于eMMC实际上就是将Flash存储器和控制芯片封装到了一起，eMMC的起源要比UFS更早，早在2011年，Plam Pre等手机产品就已经用上eMMC了。

                               
登录/注册后可看大图

而随着UFS2.0实现量产以及手机处理器逐渐加入对UFS2.0的支持，主流的旗舰手机都开始转投UFS2.0闪存，而今年，UFS2.1也开始出现在一众的旗舰手机当中，成了一种新的潮流。之前UFS在市场一直没有被大规模使用，原因是UFS1.0相较于eMMC并没有实质上的优势，而如今的UFS2.0，理论带宽已经可以达到1.5GB/s，理论上比eMMC5.1的两倍还要快。

如果把UFS2.0和eMMC5.1比作车道的话，eMMC就是单向车道，车辆只能朝一个方向行驶，逆向车辆必须等待正在行驶的车辆全部跑完才能上路。而UFS不仅是双向车道，道路的宽度也比eMMC宽不止一倍，这样带来的效率提升可想而知。

                               
登录/注册后可看大图

UFS2.0和2.1之间有何不同?

实际上，UFS2.0拥有两种版本，一种是HS-G2，即我们常说的UFS 2.0，其理论带宽可以达到5.8Gbps，也就是超过了740MB/s，而另一种就是近年开始出现在市面上的HS-G3，可以称为UFS 2.1，即我们指的UFS2.1，理论贷款高达11.6Gbps，也就是1.5GB/s左右。因此，UFS2.0设备和UFS2.1设备之间的读写速度会显露出明显得差距。

除了这些，UFS HS-G3还新增了目标设备的多个启动器、UPIU的CMD优先级、使用写缓冲区SCSI CMD的FFU(现场固件更新)、在块大小方面的数据计数(在UPIU字段中更新)等方面的支持。虽然还没达到换代的标准，但进步已然不小。

                               
登录/注册后可看大图

不同闪存对体验究竟有没有影响?

谈到体验，我们就不得不提一下eMMC5.1、UFS2.0、UFS2.1三者实际使用时的速度。一般来说，eMMC5.1的速度会在200MB/s左右，UFS2.0则可以达到500MB/s左右，而UFS2.1的速度更是高达700+MB/s。单从数值上看，eMMC5.1和UFS2.1之间相差2倍之多。

                               
登录/注册后可看大图

对于手机来说，闪存会影响应用安装，文件存储，但对应用打开速度没多大影响，eMMC 5.1都被UFS 2.1吊打。在手机性能需求越来越高的年代，UFS闪存确实比eMMC闪存更适合用在高端手机上。

目前来说，人直观地感觉，ufs和emmc似乎是没多大差异，那是因为普通app基本小于100M，但当安装游戏之类大的，就会有大的感受，并且文件传输速度是有大的差异。实际上eMMC并不差，虽然被UFS暴虐，但它比上不足，比下有余，比大多数U盘的读写速度快多了，加上价格等因素考虑，eMMC仍是现在市场上最主流的应用存储选择，应该说至少还能用4年。

                               
登录/注册后可看大图

viviy

小白问个问题，不是说闪存是rom么，怎么那两张图上还能写入数据啊？

ICMAX宏旺半导体

viviy 发表于 2019-5-14 19:39
小白问个问题，不是说闪存是rom么，怎么那两张图上还能写入数据啊？

闪存是一种电子式可清除程序化只读存储器的形式，允许在操作中被多次擦或写的存储器。这种科技主要用于一般性数据存储，以及在计算机与其他数字产品间交换传输数据，如存储卡和U盘。
内存(Memory)也被称为内存储器和主存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。

andy2000a

ICMAX宏旺半导体 发表于 2019-5-15 10:43
闪存是一种电子式可清除程序化只读存储器的形式，允许在操作中被多次擦或写的存储器。这种科技主要用于一 ...

Emmc  单flash  + controller 可靠度也很高但 , SSD会需多颗 flashchip ,. 所以 SSD 类都比较快速, UFS 就多颗并 . 至于 SSD可能更快速

SSD 早期 pcie 后有 m2   前身为Next Generation Form Factor (NGFF)，是计算机内部扩充卡及相关连接器规范。其采用了全新的物理布局和连接器，将取代PCI Express Mini及与PCIExpress Mini 相容的mSATA标准   M.2接口最多可提供PCI Express x4的带宽。

NVMe 和 AHCI 是一种储存装置传输控制标准，因此可以应用在不同连接器标准上，常见的应用就是计算机的储存装置”硬盘”，现在的硬盘型态可分为固态硬盘与传统马达式硬盘，与计算机连接的接口普遍有 SATA、M.2、PCIe三种，AHCI一般是使用在SATA接口的硬盘上，NVMe常见的是架构在 PCIe接口的 SSD上，选购时可以注意一下规格支持的传输协议是 AHCI还是 NVMe。

NVMe，与 AHCI（Advanced HostController Interface）进阶主机控制器接口的功能相同，但是 NVMe是具有优化与高性能的可扩展的主机控制器接口

==

Flash 一般是当 ROM 用, 要写 flash有分低压5v  or 高压12v , 要做高压可用 chargepump , 还分 Nor or Nana type . 还有 flash取代以前 EPROM(用UV) , 一次都一整块 block , 如果 EEPROM1bit  1bit 跟 flash一大区不同, flash一开始 data=ffh. 写入后变0 ,如果高温漏电会数据不见. 所以 flash有耐用问度. 很多 MCUflash  <80度 . 太高温会掉资料 . NVM 还有其它 feRAM or 其它, 但flash   用最多. 一般DRAM工艺跟logic不同. Flash工艺 跟logic比较能合.虽然VTH会有小差异但, 内建 flashMCU 可以. 反看内建 DRAM 很麻烦. 所以 embeddedDRAM工艺少见.   还有 flash晶格可靠度跟使用寿命有关系, 早期或便宜FLASH都当 MCUMTP rom 使用, 比 otp 好  但不能写太多次, 后来PROCESS 成熟才能当 百万次 read/writeflash . 不过现在 flash SLC-> mlc -> tlc -> QLC ,  QLC 的 1bit =2^4 . 一个bit 当4 ,所以容量大, 但电路设计难做 , 简单说分 16level 易出错  就 errorrate 很高 . flash 还有写寿命, mlc tlc变差. 但是  1G => 16G ,  因为变大, 所以被写到机会变低. 寿命还好　, 好的 flashcontroller 会规画  就算坏掉, 也可避免使用, 有些厂就 512G flash 如YIELD不好. 干脆改 256G 用. 否则报废太浪费..

bt_zhao

学习了，谢谢

wangli_peking

大佬，学习了  

LiuBrian_2024

不错的Flash介绍。 未来看上去Nand + Controller 的 eMMC 会被新的UFS 读写同步所取代； Nand 应用多个堆在一起，PCIe, NVMe 将代替传统的SATA，实现高速传输.

dmf336

LiuBrian_2024 发表于 2024-5-13 14:27
不错的Flash介绍。 未来看上去Nand + Controller 的 eMMC 会被新的UFS 读写同步所取代； Nand 应用多个堆在 ...

应用场景不用，emmc可能市场会逐步萎缩，但是取代的可能性还是不大，可能需要时间会很长