UFS vs eMMC: Unterschiede und Ähnlichkeiten

Mobilgeräte haben bei den Speicherlösungen im Hinblick auf ihre Geschwindigkeit und Leistung einen langen Weg zurückgelegt. Bisher verwenden Smartphones und Tablets in der Regel eMMCs zur Datenspeicherung. Aber wenn Sie sich kürzlich die Premium Modelle der Smartphone Hersteller angesehen haben, sind Sie sicher schon auf den Begriff UFS (Universal Flash Storage) gestoßen. UFS wird als der zukünftige Speicherstandard angesehen, und im Januar 2020 wurde bereits die Release UFS 3.1 veröffentlicht.

Was genau ist UFS 3.1?

UFS oder Universal Flash Storage ist eine anerkannte Flash-Speicherspezifikation für Digitalkameras, Mobiltelefone und andere Geräte der Unterhaltungselektronik, des Automobilbereichs, sowie in der Industrieautomation. Die Hauptidee hinter UFS ist Flash-Speicher mit hoher Datenübertragungsgeschwindigkeit, hoher Zuverlässigkeit und geringen Stromverbrauch bereit zu stellen. Der UFS-Standard wird dabei von der JEDEC Solid State Technology Association geleitet und entwickelt.

Die Funktionsweise von UFS beruht auf den Performance-Vorteilen der in PCs verwendeten SATA-Schnittstelle in Verbindung mit dem flash-optimierten niedrigen Stromverbrauch von eMMC‘s. UFS zielt mit Ihren Funktionen auf den flash-optimierten niedrigen Stromverbrauch der eMMC’s und auf den Performance-Vorteilen der in PCs verwendeten SATA-Schnittstelle. Im Gegensatz zu den bisherigen Speicherstandard eMMC basiert UFS außerdem auf dem SCSI-Architekturmodell und unterstützt SCSI Tagged Command Queuing, wodurch das Betriebssystem mehrere Lese- und Schreibanforderungen an den Speicher senden kann.

Der UFS Standard hat als Ziel die höchste Performance und mit der höchsten Qualität zu kombinieren und den Verbrauchern eine bessere allgemeine Benutzererfahrung zu bieten. Diese nächste Generation von Flash-Speichern bietet eine viel schnellere Reaktion bei der Dateneingabe und -ausgabe, was zu einer schnelleren Dateiübertragung, einem schnelleren Booten, und einem viel schnelleren Kopieren der Daten führt.

UFS verspricht den Benutzern also nahtloses Multitasking, mit dem man Videos in hoher Qualität ansehen kann, Spiele mit hoher Bandbreite spielt und gleichzeitig mehrere Prozesse im Hintergrund laufen lässt, und das alles ohne jegliche Unterbrechung der Funktionalität. Dies gilt ebenso für Anwendungen im Automotive-Bereich, bei dem die Speicherbandbreite aufgrund der erhöhten Anzahl an Kameras und Sensoren zum limitierenden Faktor wird.

UFS und eMMC im Vergleich

Der UFS 3.1 Standard bietet erhebliche Leistungsverbesserungen gegenüber dem bisherigen Speicherstandard eMMC (embedded Multi-Media Controller).

UFS verfügt über eine serielle LVDS-Schnittstelle (Low-Voltage Differential Signaling) mit getrennten Lese- und Schreibpfaden. Während eMMC eine Halb-Duplex-Schnittstelle hat, die nur entweder Lesen oder Schreiben erlaubt, hat UFS eine Voll-Duplex-Schnittstelle, die gleichzeitig Lesen und Schreiben erlaubt.

Darüber hinaus verfügt UFS auch über eine Command Queue (CQ), die alle auszuführenden Operationen and & or Befehle effektiv ordnet. Das bedeutet, dass mehrere Befehle gleichzeitig ausgeführt werden können und die Reihenfolge der Aufgaben in Echtzeit entsprechend geändert und priorisiert werden kann.

Da eMMC kein CQ hat muss auf den Abschluss eines Prozesses gewartet werden bevor zur nächsten Aufgabe übergegangen werden kann.

Entwicklungswerkzeuge

Um Speicherdesigns zu entwerfen, zu testen und zu debuggen eignen sich Protocol Analysatoren mit denen der Datenverkehr gestreamt und entschlüsselt angezeigt werden können. Für Prototyping wird zusätzlich ein geeigneter Programmer benötigt, der eine umfassende Kompatibilität zwischen verschiedenen Speicher-IC Typen aufweist.