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挑戰eMMC 新一代UFS蓄勢待發

上網時間: 2014年01月06日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:eMMC  UFS  記憶體  NAND  主控制器 

作者:Gary Hilson

為了滿足內建記憶體的設備不斷要求更高的容量與性能,新的通用快閃記憶體(UFS)現正緒勢待發,準備好取代較舊的嵌入式多媒體儲存卡(eMMC)。儘管這兩種規格將在行動NAND快閃記憶體市場引發新的技術競爭,但由於eMMC已在手機與平板電腦市場佔據主導位置了,預計這兩種記憶體技術將持續共存一段時間。

東芝公司(Toshiba) NAND記憶體產品管理總監Scott Beekman表示,儘管eMMC以其低功耗與低成本的優勢,仍是目前行動應用的首選記憶體元件,但是UFS現正佔據更有利的位置,預計將在未來幾年內滿足來自行動裝置對於更高性能的要求。

eMMC目前已經廣泛地應用在智慧型手機、平板電腦、遊戲機、伺服器、印表機以及汽車系統中了,Beekman強調,但由於它只能支援半雙工作業,而使性能方面受限。它允許在主處理器與eMMC元件之間進行一項讀取或寫入作業,但無法同時進行。

UFS的性能則可支援全雙面作業,在主處理器和UFS元件之間能同時進行讀取與寫入作業,Beekman 說,這為性能帶來了顯著的提升,以因應行動裝置上更高品質視訊以及更快網路速度的特色。因此,容量與記憶體的密度則較不至於形成二者競爭的焦點。隨著應用變得日趨複雜,所需的功能要求也越來越多,更重要的就是連接至記憶體的速度。

致力於推動微電子產業全開放標準的JEDEC,最近發佈了UFS 2.0新版規範,專為滿足需要高性能與低功耗的行動應用與運算系統而設置。新版規範的鏈路頻寬已經從UFS 1.1時的300MB/s提高到每通道600 MB,同時還導入多核心支援實現高達1.2GB/s的資料傳輸速率。

JEDEC並同時發佈兩項互補的標準。JESD223B UFS主控制器介面版本2.0透過定義主控制器介面以簡化設計製程,使系統設計人員能夠開發共通的主控制器軟體驅動層,以便能與來自不同製造商的UFS主控制器硬體搭配作業。同時,JESD223-1 UFS主控制器介面統一的記憶體擴展定義UFS驅動器與UFS主控制器之間的定義。

表 1:eMMC與UFS最高傳輸速率比較
表 1:eMMC與UFS最高傳輸速率比較
(來源:DRAMeXchange,November 2013)

eMMC已經隨著時間的演進而持續改善了,Beekman說,但這項記憶體架構仍然有其限制,部份原因在於它必須具有後向相容性。UFS則是一項從頭開始創建新架構。

市調機構Gartner公司首席分析師Brady Wang指出,UFS提供了更多的IOPS、更高容量、更佳頻寬,以及針對多執行緒應用的最佳化性能,相形之下,eMMC則在最新的5.0版本中將速度提高到400 MB/s的最高速度。

Gartner預計在今年中就可以看到採用UFS的首款產品了,並且從2015年開始獲得較多的採用,不過,其應用量將會因為UFS的成本與功耗較高,以及無法後向相容於市場已根深蒂固的eMMC而受限。Brady Wang表示,對於更高性能記憶體的系統需求正持續成長,因此,“儘管UFS的功耗較eMMC更高,但權衡之下的效率仍較佳。”

此外,根據市場研究機構TrendForce旗下記憶體儲存事業處DRAMeXchange的調查顯示,UFS介面最快要到2016年才有機會在高階的智慧型手機、平板電腦上與eMMC介面抗衡──UFS特別適合應用在具有高容量電池的ultrabook或平板電腦,以及高階智慧型手機。同時,Brady Wang也坦言,eMMC仍將在未來的幾年內持續主導市場,同時仍然會是低階至中階行動應用的最佳選擇。

DRAMeXchange的調查報告在比較效能、AP晶片支援時間點以及產品性價比後認為,UFS介面要等到2.0版本產品出現後,才有機會在高階智慧型手機與平板電腦市場與eMMC介面一爭高下,形成共存的局面。然而,在著重價格的中低階市場,TrendForce相信eMMC仍會是市場主流,而預計UFS介面佔整體市場的出貨比重在2016年時有機會挑戰10%水準。

圖1:UFS與eMMC出貨比重預估
圖1:UFS與eMMC出貨比重預估
(來源:DRAMeXchange,November 2013)

晶片製造商是否支持將會決定首次導入UFS的時程,而OEM與設備製造商的推動則在UFS的商業化過程中扮演重要角色。

編譯:Susan Hong

(參考原文:UFS Set to Eclipse e-MMC,by Gary Hilson)





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