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为什么说UFS存储芯片是手机存储的未来?宏旺半导体一文解析

日期: 2020-03-18
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要说起今年旗舰机尤其是5G手机最火的“标准配置”之一是什么,那么UFS 3.0一定占得一席。宏旺半导体了解到,UFS 3.0的理论速度达到了2666MB/S,比UFS 2.1的1333MB/S快了整整一倍,可以说快几乎就是手机UFS的代名词。UFS的速度为什么能那么快?

 

首先,UFS在数据信号传输上,使用的是差分串行传输。这是UFS快的基础。所有的高速传输总线,如SATA,PCIe,SAS,都是串行差分信号。串行,可以使用更快的时钟(时钟信息可以嵌在数据流中);差分信号,即用两根信号线上的电平差表示0或者1。与单端信号传输相比,差分信号抗干扰能力强,能提供更宽的带宽(跑得更快)。

 

打个比方,假设用两个信号线上电平差表示0和1,具体来讲,差值大于0,表示1,差值小于0,表示0。如果传输过程中存在干扰,两个线上加了近乎同样大小的干扰电平,两者相减,差值几乎不变。但对单端信号传输来说,就很容易受干扰,比如0-1V表示0,1-3V表示1,一个本来是0.8V的电压,加入干扰,变成1.5V,相当于0变成1,数据就出错了。抗干扰能力强,因而可以用更快的速度进行数据传输,从而能提供更宽的带宽了。

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其次,就是UFS的工作模式,这里就要提到全双工的工作模式和半双工的工作模式的区别了。宏旺半导体简单地解释一下,就是全双工指可以同时(瞬时)进行信号的双向传输(A→B且B→A)。指A→B的同时B→A,是瞬时同步的;而半双工(Half Duplex)数据传输指数据可以在一个信号载体的两个方向上传输,但是不能同时传输。

 

UFS是全双工工作模式,就是读写可以并行;eMMC是半双工,读写不能同时进行。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。

 

这也是为什么目前主流旗舰手机更多的是采用UFS的原因。其次,UFS和PCIe一样,支持多通道数据传输,目前最多支持两个通道。多通道可以让UFS在成本、功耗和性能之间做取舍。

 

目前,大多数5G手机的机型都用上了UFS 3.0储存方案。但也有旗舰手机机型仍采用UFS 2.1,这其中的原因也很简单:就目前而言,UFS 3.0虽然在传输速率以及实际体验上“秒杀”UFS 2.1,但UFS 3.0也面临着诸多问题:暂时还未实现更大规模的普及、产能不足、价格昂贵。

 

随着新型冠状病毒疫情的扩散,韩国及日本的确诊人数也是持续上升。由于韩国本身资本开支不足,影响到了存储的供应,加上5G推动的智能手机、数据中心、通信三个产业需求叠加爆发,这已导致供需剪刀差会长时间存在,助推产品价格上涨。那么叠加此次疫情,存储芯片供应会受到一定影响,会进一步加剧产品涨价。

 

为什么说UFS存储芯片是手机存储的未来?宏旺半导体一文解析

 

在这样的背景下,国产存储企业全力以赴支持闪存市场的正常运作和供应,加速国产替代。宏旺半导体推出的UFS采用串行数据传输技术,以及全双工运行模式,同一条通道允许读写传输,而且读写能够同时进行,而带宽已达1.5GB/s以上,传输效率得到了有效提高,具有较高的兼容性和稳定性。与此同时,宏旺半导体加强与上下游企业的合作,加大出货量,保证UFS、eMMC等存储芯片的供给。


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