你想過有早一日手機存儲速度能和SSD一爭高下嗎?在全面屏、5G等熱門詞匯不斷霸屏朋友圈的同時,USF 3.O已經(jīng)悄然崛起,一個在不少粉絲眼中能碾壓SATA SSD速度的存儲規(guī)格,真的有那么強嗎?
碾壓SSD的USF 3.0
一年多以前,當(dāng)JEDEC組織正式發(fā)布UFS 3.0標(biāo)準(zhǔn)(JESD220D)時,在整個市場并末引起太大波瀾,HS-Gear4(G4)帶寬規(guī)范在USF 2.1的基礎(chǔ)上實現(xiàn)翻倍,單通道雙向11.6Gpps,雙通道雙向帶寬的理論最高值就是23.2Gbps,物理層/傳輸層依然是采用MIPI M-PHY v4.1/UniPro vl.8,新增溫度活動通知,以此實現(xiàn)溫度劇變的警報(范圍是零下40攝氏度至105攝氏度)。
雖然新的UFS 3.0標(biāo)準(zhǔn)看起來速度很強大,但是就目前知道的2018年上半年將要發(fā)售的新設(shè)備來說,比如說小米將鎖定的驍龍845、Exynos9810,都沒有明確的證據(jù)表明新的SoC將會支持全新的UFS 3.0,所以說如果要真的用上新的存儲標(biāo)準(zhǔn),可能不會這么快。
在人們對USF 3.O記憶快被時間消磨掉的時候,一張AndroBench測試軟件的測試結(jié)果截圖開始在網(wǎng)上廣為傳播。截圖顯示,UFS3.0閃存連續(xù)讀取速度為2279.8MB/s、連續(xù)寫入速度為1801.1MB/s、隨機讀寫則都在140MB/s左右。
UFS2.1的連續(xù)讀寫速度在700MB/s、200MB/s左右,隨機讀取同樣為140MB/s,隨機寫入為20MB/s左右??梢钥吹経F53.0在連續(xù)讀寫與隨機寫入的速度上3-9倍的提升,堪比許多NVMeSSD。
源自三星的佐證
UFS3.0測試成績截圖一經(jīng)流出便成功引發(fā)人們再一次對該移動存儲協(xié)議的關(guān)注,對于成績的真假并沒有太多的人質(zhì)疑,畢竟在2018年四季度末,上游半導(dǎo)體大廠三星和高通在香港舉行的4G/5G峰會上,宣布將于2019年起推行UFS 3.0存儲芯片的商用進(jìn)程,2020年推行LPDDR5運行內(nèi)存芯片的商用進(jìn)程,以適應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)的普及和發(fā)展。
據(jù)悉,三星推出的首批UFS 3.0存儲芯片將會有128GB/256GB/512GB三種規(guī)格,最大數(shù)據(jù)傳輸速率為2GB/s,而1T芯片投入商用還需要等到2020年。從三星宣布的信息來看,USF 3.0測試成績在2019年初流出并不是太大的意外。
除了芯片外,據(jù)外媒分析,三星將于明年發(fā)布的Galaxy SlO系列的5G網(wǎng)絡(luò)版本手機上使用UFS3.O閃存,之后再陸續(xù)應(yīng)用到三星Galaxy Note系列手機上。
5G時代的寵兒
實際上,無論是USF 3.0理論傳輸速度還是網(wǎng)上不斷被反復(fù)傳播的性能測試跑分,都并非太“新鮮”的新聞,但每一次流傳出來依舊能引發(fā)市場高度關(guān)注與討論,這一次,更在5G大潮下,獲得了格外高的關(guān)注度。
5G網(wǎng)絡(luò)最高理論速率可達(dá)20Gbps,也就是2.5GB/s左右,按照理論數(shù)據(jù)一瞬間就可以下載一部高清電影。但問題就在于市面上的手機存儲芯片都沒有這么高的寫入速度。所以,以后制約下載速度的將不再是網(wǎng)速,而是存儲。UFS3.0的大帶寬顯然與5G的高網(wǎng)速更般配。
比較有趣的是當(dāng)你想明白這一點的時候會發(fā)現(xiàn),無論是5G網(wǎng)絡(luò)還是USF 3.0手機,兩者在大眾消費市場推進(jìn)的腳步似乎很難完全一致。國內(nèi)5G還在試點商用階段,而大多數(shù)Android手機的閃存都是eMMC5.1,連續(xù)讀寫速度分別在300MB/s和200MB/s左右。一些搭載驍龍820/835、麒麟960/970的旗艦手機則支持UFS2.1,連續(xù)讀寫速度為800MB/s和250MB/s。USF 3.0的大眾化進(jìn)程,不僅需要面對自身陣營里USF 2.1勢力的阻礙,eMMC更是與其糾纏多年的競爭對手。
手機存儲的兩大陣營
在手機的組成部件中,同USF直接相關(guān)的實際上是ROM,而人們對ROM的感官很多時候源于容量,從幾百MB到如今16GB、32GB提跳,更大的容量意味著能夠存儲更多的照片、視頻、資料,但很少有人關(guān)注過ROM的性能與用戶使用體驗的關(guān)系,實際上ROM性能越強,App加載和運行的速度自然也就越快,人們也就自然能獲得更流暢的應(yīng)用體驗了。
在SSD大眾化進(jìn)程的過程中,相信人們對于SLC\MLC\TLC這樣的存儲顆粒概念已經(jīng)有了相對清晰的認(rèn)知,但在手機存儲領(lǐng)域,傳出協(xié)議往往是非常重要的存在。eMMC、UFS和NVMe就是目前手機閃存市場上常見的三種,區(qū)別主要在于主控芯片、接口標(biāo)準(zhǔn)以及更底層的Flash芯片標(biāo)準(zhǔn)。如果將傳輸協(xié)議比作高速公路上限速不同的車道,那顆粒類型就是不同馬力的車輛,由此產(chǎn)生的組合自然也就跑出了不同速度。
NVMe具有一定的特殊性可單獨來講,而對于絕大多數(shù)安卓智能手機用戶而言,eMMC與UFS是其存儲的兩大陣營。
eMMC(Embedded Multi Media Card)是智能手機領(lǐng)域普及度最高的存儲單元,它是在NAND閃存芯片的基礎(chǔ)上,額外集成了主控制器,并將二者“打包”封裝封成一顆BGA芯片,從而大幅降低多芯片的空間占用和布線難度問題,是幫助手機瘦身的不二法門。想提升這種存儲單元的性能,只有不斷改進(jìn)eMMC的總線接口,于是就有了eMMC4.4、eMMC4.5、eM MC5.0和eMMC5.1的不算演進(jìn)。
eMMC只支持半雙工運行(即讀寫必須分開執(zhí)行),以目前主流的eMMC5.1為例,其實際持續(xù)讀取速度也就在280MB/s上下,顯然無法在性能上同USF一爭高下。
UFS(通用閃存存儲)可以視為eMMC的進(jìn)階版,它也是由NAND閃存和主控打包的一種封裝形式,但它的物理結(jié)構(gòu)卻是由多個閃存芯片、主控、緩存組成的陣列式存儲模塊。
UFS和PCIe一樣,支持多通道數(shù)據(jù)傳輸,目前最多支持兩個通道。多通道可以讓UFS在成本、功耗和性能之間做取舍,并且是全雙工工作模式,就是讀寫可以并行。
從運行原理和速度對比可以看出,USF的確具有很大優(yōu)勢,在不出意外的情況下,必然是未來手機存儲技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方向。
特立獨行的iPhone
用iPhone手機體驗更流暢一一這是不少果粉甚至路人在體驗了iPhone以后的感覺,除了系統(tǒng)和應(yīng)用方面的優(yōu)化設(shè)計外,iPhone能讓人們感覺到體驗更流暢的重要原因在于NVMe存儲協(xié)議的使用。
為了給用戶更流暢的應(yīng)用體驗,蘋果從iPhone 6s開始借鑒MacBook固態(tài)存儲方案,非常前瞻性地引入NVMe協(xié)議,并支持TLC/SLC混合緩存加速。相比傳統(tǒng)SCSI接口協(xié)議,NVMe具有高效率、低負(fù)載的特性,表現(xiàn)出更高性能和更低延遲。
在整體速度大幅領(lǐng)先安卓陣營存儲傳輸協(xié)議的同時,蘋果也有了自己的考量。在同一款iPhone上,不同容量的版本雖然采用的都是NVMe傳輸協(xié)議,但也存在MLC和TLC顆粒混用的情況。
以iPhone 7 Plus為例,32GB版本使用的是MLC顆粒,128GB和256GB版本則是TLC顆粒。在大容量版本上,NVMe提供了TLC/SLC混合緩存加速,將部分TLC模擬為SLC緩存進(jìn)行加速,就導(dǎo)致了“皇帝版”和“乞丐版”之間的讀寫速度有了明顯差異。
這樣的混搭設(shè)計讓消費者頗為頭疼,實際上不僅蘋果這樣做,安卓手機廠商也做過類似的混搭嘗試。
爭議蠻大的混搭
NVMe存儲協(xié)議讓iPhone在存儲效率上表現(xiàn)非常不錯,但TLC/SLC混搭的玩法卻出現(xiàn)了不同版本產(chǎn)品明顯的體驗差異,這從品牌不同產(chǎn)品線的市場定位出發(fā)并無可厚非,不過相對麻煩的就是安卓這應(yīng)了,本身eMMC和USF屬于兩個陣營,但在使用上也存在混搭的可能,最引人注意的莫過于當(dāng)年華為P10的嘗試。
eMMC閃存與UFS閃存在外觀和作用上都沒有明顯區(qū)別,但性能上存在明顯的區(qū)別,兩者的混搭如果處理不好工作設(shè)計邏輯,的確很容易給人eMMC拖慢USF的感覺。
未來可預(yù)見的是USF 3.0會在很長一段時間內(nèi)成為旗艦機的標(biāo)配,而為提升性能并控制成本,混搭恐怕也會再一次被廠商采用以區(qū)隔不同產(chǎn)品線的市場定位,這樣的背景下,高性價比產(chǎn)品或掛羊頭賣狗肉的投機者都可能出現(xiàn),值得消費者警惕。
USF 3.0之外的驚喜
PC不斷提升存儲性能以實現(xiàn)綜合性能的同時,手機存儲性能的提升也開始變得明顯,搭載USF 3.0將成為未來旗艦手機的標(biāo)配,而同樣有助于提升手機存儲性能的還有LPDDR5 RAM和SDExpress存儲卡
LPDDR5的速度將達(dá)到6400Mbps,比LPDDR4翻番,比LPDDR4×(4266Mbps)提升50%。按照IC廠商Synopsys透露的,LPDDR5將引入WCK差分時鐘,類似于GDDR5,從而在不增加引腳的情況下提升頻率。此外,LPDDR5還將引入Link ECC,具備從傳輸錯誤中恢復(fù)數(shù)據(jù)的能力。
SD Express標(biāo)準(zhǔn)的存儲卡,不僅在存儲速度上有較大提升,同樣提升的還有存儲容量,其最大容量(SDUC卡)提升到128TB,速度更是可達(dá)到985MB/s。而以上技術(shù)的出現(xiàn),必將會成為新一輪旗艦智蘸機將要占領(lǐng)的技術(shù)之制高點。
永不停息的速度追求
人們近年來為何如此重視手機存儲技術(shù)的更迭呢?這還得從高速存儲芯片能夠帶來的改變出發(fā),而最直觀的類比舉例便是PC從HDD硬盤到SSD硬盤后的變化。
來自存儲的木桶效應(yīng)困擾了PC領(lǐng)域產(chǎn)品多年,而智能手機領(lǐng)域其實上存在同樣的問題,在人們追求更流暢操控體驗的過程中,手機芯片、操作系統(tǒng)都在不斷升級,但存儲的確跑得慢了_一些。
手機用戶很多時候都抱怨過拍照時手機反應(yīng)慢,按快門后得等很長一段時間才能拍攝成功;手機里存的照片太多,照片加載特別慢,稍微一滑動手機就會卡到爆。其原因除了手機處理器和軟件的優(yōu)化外,就是因為存儲的寫入和讀取速度太慢造成的。
在不考慮處理器和軟件的情況下,存儲擁有了更高寫速,拍照片就可以更快響應(yīng)。另外,也允許了像素更高、幀數(shù)更多的視頻錄制;存儲讀速更高,多張照片和超高質(zhì)量視頻加載得就更快,操作和播放的卡頓就更少。
寫在最后:
靜待USF落地
以USF 3.0為代表的新一代移動存儲協(xié)議的落地,能為用戶帶來更快的多任務(wù)執(zhí)行速度、游戲加載速度、手機連拍寫入速度、相冊縮略圖載入時間等諸多優(yōu)勢,對于當(dāng)前手機性能會產(chǎn)生相當(dāng)明顯的提升,尤其是在高清照片/視頻拍攝、5G高速網(wǎng)絡(luò)逐漸落地的大環(huán)境下,手機性能的未來非常值得期待。