碾壓SSD?神秘的USF 3.0

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已經悄然崛起，一個在不少粉絲眼中能碾壓SATA SSD速度的存儲規格，真的有那么強嗎？

碾壓SSD的USF 3.0

一年多以前，當JEDEC組織正式發布UFS 3.0標準（JESD220D）時，在整個市場并末引起太大波瀾，HS-Gear4（G4）帶寬規范在USF 2.1的基礎上實現翻倍，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標準看起來速度很強大，但是就目前知道的2018年上半年將要發售的新設備來說，比如說小米將鎖定的驍龍845、Exynos9810，都沒有明確的證據表明新的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準，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測試軟件的測試結果截圖開始在網上廣為傳播。截圖顯示，UFS3.0閃存連續讀取速度為2279.8MB/s、連續寫入速度為1801.1MB/s、隨機讀寫則都在140MB/s左右。

UFS2.1的連續讀寫速度在700MB/s、200MB/s左右，隨機讀取同樣為140MB/s，隨機寫入為20MB/s左右。可以看到UF53.0在連續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測試成績截圖一經流出便成功引發人們再一次對該移動存儲協議的關注，對于成績的真假并沒有太多的人質疑，畢竟在2018年四季度末，上游半導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存儲芯片的商用進程，2020年推行LPDDR5運行內存芯片的商用進程，以適應5G網絡的普及和發展。

據悉，三星推出的首批UFS 3.0存儲芯片將會有128GB/256GB/512GB三種規格，最大數據傳輸速率為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，據外媒分析，三星將于明年發布的Galaxy SlO系列的5G網絡版本手機上使用UFS3.O閃存，之后再陸續應用到三星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上不斷被反復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市場高度關注與討論，這一次，更在5G大潮下，獲得了格外高的關注度。

5G網絡最高理論速率可達20Gbps，也就是2.5GB/s左右，按照理論數據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速，而是存儲。UFS3.0的大帶寬顯然與5G的高網速更般配。

比較有趣的是當你想明白這一點的時候會發現，無論是5G網絡還是USF 3.0手機，兩者在大眾消費市場推進的腳步似乎很難完全一致。國內5G還在試點商用階段，而大多數Android手機的閃存都是eMMC5.1，連續讀寫速度分別在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，連續讀寫速度為800MB/s和250MB/s。USF 3.0的大眾化進程，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，但很少有人關注過ROM的性能與用戶使用體驗的關系，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用體驗了。

在SSD大眾化進程的過程中，相信人們對于SLC＼MLC＼TLC這樣的存儲顆粒概念已經有了相對清晰的認知，但在手機存儲領域，傳出協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，區別主要在于主控芯片、接口標準以及更底層的Flash芯片標準。如果將傳輸協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）是智能手機領域普及度最高的存儲單元，它是在NAND閃存芯片的基礎上，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。

eMMC只支持半雙工運行（即讀寫必須分開執行），以目前主流的eMMC5.1為例，其實際持續讀取速度也就在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，但它的物理結構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，支持多通道數據傳輸，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的確具有很大優勢，在不出意外的情況下，必然是未來手機存儲技術標準的發展方向。

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，除了系統和應用方面的優化設計外，iPhone能讓人們感覺到體驗更流暢的重要原因在于NVMe存儲協議的使用。

為了給用戶更流暢的應用體驗，蘋果從iPhone 6s開始借鑒MacBook固態存儲方案，非常前瞻性地引入NVMe協議，并支持TLC/SLC混合緩存加速。相比傳統SCSI接口協議，NVMe具有高效率、低負載的特性，表現出更高性能和更低延遲。

在整體速度大幅領先安卓陣營存儲傳輸協議的同時，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緩存進行加速，就導致了“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存儲協議讓iPhone在存儲效率上表現非常不錯，但TLC/SLC混搭的玩法卻出現了不同版本產品明顯的體驗差異，這從品牌不同產品線的市場定位出發并無可厚非，不過相對麻煩的就是安卓這應了，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別，但性能上存在明顯的區別，兩者的混搭如果處理不好工作設計邏輯，的確很容易給人eMMC拖慢USF的感覺。

未來可預見的是USF 3.0會在很長一段時間內成為旗艦機的標配，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隔不同產品線的市場定位，這樣的背景下，高性價比產品或掛羊頭賣狗肉的投機者都可能出現，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數據的能力。

SD Express標準的存儲卡，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，速度更是可達到985MB/s。而以上技術的出現，必將會成為新一輪旗艦智蘸機將要占領的技術之制高點。

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的更迭呢？這還得從高速存儲芯片能夠帶來的改變出發，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困擾了PC領域產品多年，而智能手機領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。另外，也允許了像素更高、幀數更多的視頻錄制;存儲讀速更高，多張照片和超高質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議的落地，能為用戶帶來更快的多任務執行速度、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勢，對于當前手機性能會產生相當明顯的提升，尤其是在高清照片/視頻拍攝、5G高速網絡逐漸落地的大環境下，手機性能的未來非常值得期待。