通用闪存存储

通用閃存存儲（英語：Universal Flash Storage，縮寫：UFS）是一種設計用於數碼相機、智能電話等消費電子產品的快閃記憶體儲存規範。[1][2]其旨在發展一套統一的快閃記憶卡格式，在提供高數據傳輸速率與穩定性的同時，減少消費者對市面上各類記憶卡格式的混淆，以及免除不同記憶卡轉接器之累贅。[3]

該規範獲多間消費性電子產品市場領導者支持，包括諾基亞、索尼移動通信、德州儀器、意法半導體、三星、美光、SK海力士等。[4]UFS被視為嵌入式多媒體記憶卡（embedded Multi Media Card，eMMC）及SD卡的取代者。與eMMC相比，UFS採用MIPI聯盟開發的M-PHY物理層，[5]並改以更先進的串行信號傳輸，取代eMMC的並行信號，從而使頻率得以大幅提升；同時將半雙工改為全雙工，並基於小型计算机系统接口（SCSI）結構模型，支援SCSI標記指令序列（英語：SCSI Tagged Command Queuing）。[6][7]

UFS實現全雙工LVDS串行接口，單線程速率可達2.9Gbps至5.8Gbps，較eMMC的八條平行線程具備更寬闊的頻寬。[8][9]

Linux核心已支援UFS格式。[10]

开发历史

2011年，JEDEC固態技術協會（JEDEC）研發了UFS 1.0标准，2012年6月發表了v1.1，2013年9月，發表了UFS 2.0標準。相對於1.1，2.0版本支援較高的鏈路帶寬，以提供較高的性能。此外，此版本也提供加密功能擴展以及額外的省電功能。2016年3月推出了2.1版本。[11]

版本演進

UFS標準由固態技術協會（JEDEC）制訂，歷經多次版本更新，速度與功能持續躍進。各主要版本特點如下：

UFS 1.0（2011年）
首版標準問世，奠定UFS基本架構，惟初期商用化進程緩慢。
UFS 2.0（2013年）與UFS 2.1（2016年）
UFS 2.0引入HS-G2模式，頻寬大幅提高。UFS 2.1則進一步優化功耗與可靠性，成為智能手機主流儲存方案。
UFS 3.0（2018年）與UFS 3.1（2020年）
UFS 3.0採用MIPI M-PHY v4.1與HS-G4模式，每通道速率達11.6Gbps，雙通道下最高頻寬2.9GB/s。UFS 3.1加入寫入增強器、深度睡眠等特性，改善寫入效能與省電表現。
UFS 4.0（2022年）
UFS 4.0採用MIPI M-PHY v5.0與UniPro v2.0，引入HS-G5模式，每通道速率升至23.2Gbps，雙通道下最高順序讀寫速率達5.8GB/s。此外，UFS 4.0在功耗、延遲及可靠性方面均有顯著提升。
UFS 4.1（2026年）
UFS 4.1屬UFS 4.0的強化版本，向下兼容UFS 4.0及UFS 3.1。據鎧俠（Kioxia）2026年1月公布之數據，其UFS 4.1樣品採用第八代BiCS FLASH 3D閃存及QLC（四層單元）架構，較UFS 4.0順序寫入速度提升25%，隨機讀取速度提升達90%。[12]與UFS 3.1相比，順序讀取性能達2.1倍，順序寫入性能達2.5倍，提供512GB及1TB兩種容量規格，封裝尺寸縮減至9×13mm。
UFS 5.0（2026年）
固態技術協會（JEDEC）於2026年2月26日正式發布UFS 5.0標準（JESD220H）及配套主機控制器介面UFSHCI 5.0標準（JESD223G）。[13][14]UFS 5.0採用最新的MIPI M-PHY v6.0物理層與UniPro v3.0傳輸層協定，引入PAM4訊號編碼及HS-G6模式，單通道速率高達46.6Gbps，雙通道配置下最高順序讀寫速率達10.8GB/s，較UFS 4.0提升近一倍。[15][16]

技術層面，UFS 5.0整合鏈路均衡技術以降低誤碼率，採用獨立電源軌設計提升電源完整性，並引入內聯哈希（Inline Hashing）機制，於數據傳輸路徑中即時進行完整性校驗，增強數據安全。[17]

版本

UFS

UFS 1.0 1.1 2.0 2.1 2.2 3.0 3.1 4.0 4.1
日期 2011-02-24[18] 2012-06-25[19] 2013-09-18[20] 2016-04-04[21] 2020-08[22] 2018-01-30[23] 2020-01-30[24] 2022-08-17[25] 2025-01-08[26]
通道頻寬 300 MB/s 600 MB/s 1450 MB/s 2900 MB/s
最大通道數量 1 2
最大總頻寬 300 MB/s 1200 MB/s 2900 MB/s 5800 MB/s
M-PHY版本 ? ? 3.0 ? 4.1 5.0
UniPro版本 ? ? 1.6 ? 1.8 2.0

UFS Card

UFS Card 1.0 1.1 3.0
日期 2016-03-30[27] 2018-01-30[23] 2020-12-08[28]
通道頻寬 600 MB/s 1200 MB/s
最大通道數量 1
最大總頻寬 600 MB/s 1200 MB/s
M-PHY版本 3.0 4.1
UniPro版本 1.6 1.8

參見

參考資料

  1. ^ Nokia, Others Back Mobile Memory Standard. PC World. （原始内容存档于2008-02-09）. 
  2. ^ JEDEC Announces Publication of Universal Flash Storage (UFS) Standard - JEDEC. [2016-07-07]. （原始内容存档于2021-03-08）. 
  3. ^ Malykhina, Elena. Mobile Tech Companies Work On Flash Memory Standard. Information Week. 14 September 2007 [19 September 2012]. （原始内容存档于2012-09-12）. 
  4. ^ Modine, Austin. Flash memory makers propose common card. The Channel. 14 September 2007 [19 September 2012]. （原始内容存档于2016-03-03）. 
  5. ^ MIPI M-PHY. [2017-04-28]. （原始内容存档于2021-04-21）. 
  6. ^ eMMC to UFS: How NAND Memory for Mobile Products Is Evolving. [2016-07-07]. （原始内容存档于2015-11-18）. 
  7. ^ Universal Flash Storage: Mobilize Your Data. [2016-07-07]. （原始内容存档于2021-02-25）. 
  8. ^ Home - MIPI Alliance. [2016-07-07]. （原始内容存档于2000-09-25）. 
  9. ^ Universal Flash Storage (UFS) Eco-System - TOSHIBA Storage & Electronic Devices Solutions Company - Europe(EMEA). [2016-07-07]. （原始内容存档于2015-12-22）. 
  10. ^ 存档副本. [2016-07-07]. （原始内容存档于2021-03-09）. 
  11. ^ Universal Flash Storage (UFS) - JEDEC. [2016-07-07]. （原始内容存档于2021-03-24）. 
  12. ^ 鎧俠開始提供新一代 UFS 4.1 閃存樣品，隨機讀取速度較 UFS 4.0 提升 90%. IT之家. 2026-01-27 [2026-04-22]. 
  13. ^ JEDEC發布UFS 5.0標準：順序讀寫速度達10.8GB/s. 太平洋電腦網. 2026-02-27 [2026-04-22]. 
  14. ^ JEDEC發布UFS 5.0標準 順序讀寫速度達10.8GB/s. C114通信網. 2026-02-26 [2026-04-22]. 
  15. ^ 突破 10GB/s 大關 極速 UFS 5.0 發布更勝 PCIe 4.0. PCMarket HK. 2026-03-03 [2026-04-22]. （原始内容存档于2026-04-26）. 
  16. ^ UFS 5.0 標準即將定案 為 AI 智能裝置時代鋪路. ePrice.HK. 2025-10-08 [2026-04-22]. 
  17. ^ JEDEC發布UFS 5.0標準：順序讀寫速度達10.8GB/s. 太平洋電腦網. 2026-02-27 [2026-04-22]. 
  18. ^ JEDEC Announces Publication of Universal Flash Storage (UFS) Standard | JEDEC. www.jedec.org. [2017-05-08]. （原始内容存档于2021-03-08） （英语）. 
  19. ^ JEDEC Updates Universal Flash Storage (UFS) Standard | JEDEC. www.jedec.org. [2017-05-08]. （原始内容存档于2021-03-08） （英语）. 
  20. ^ JEDEC Publishes Universal Flash Storage (UFS) Standard v2.0 | JEDEC. www.jedec.org. [2017-05-08]. （原始内容存档于2021-03-08） （英语）. 
  21. ^ JEDEC Updates Universal Flash Storage (UFS) and Related Standards | JEDEC. www.jedec.org. [2017-05-08]. （原始内容存档于2021-03-08） （英语）. 
  22. ^ UNIVERSAL FLASH STORAGE, UFS 2.2. www.jedec.org. [2021-07-31]. （原始内容存档于2022-11-29） （英语）. 
  23. ^ 23.0 23.1 JEDEC Publishes Universal Flash Storage (UFS & UFSHCI) Version 3.0 and UFS Card Extension Version 1.1 | JEDEC. www.jedec.org. [2018-01-31]. （原始内容存档于2021-01-21） （英语）. 
  24. ^ JEDEC Publishes Update to Universal Flash Storage (UFS) Standard | JEDEC. www.jedec.org. [2020-01-31]. （原始内容存档于2021-03-08） （英语）. 
  25. ^ JEDEC Updates Universal Flash Storage (UFS) and Supporting Memory Interface Standard. www.jedec.org. [2022-09-18]. （原始内容存档于2022-11-09） （英语）. 
  26. ^ JEDEC® Announces Updates to Universal Flash Storage (UFS) and Memory Interface Standards. www.jedec.org. [2025-02-08]. （原始内容存档于2026-04-28） （英语）. 
  27. ^ JEDEC Publishes Universal Flash Storage (UFS) Removable Card Standard | JEDEC. www.jedec.org. [2017-10-30]. （原始内容存档于2021-04-08） （英语）. 
  28. ^ JEDEC Advances Universal Flash Storage (UFS) Removable Card Standard 3.0. www.jedec.org. [2021-07-31]. （原始内容存档于2022-11-29） （英语）. 

外部連結

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