為什麼說UFS儲存晶片是手機儲存的未來？宏旺半導體一文解析

要說起今年旗艦機尤其是5G手機最火的“標準配置”之一是什麼，那麼UFS 3.0一定佔得一席。宏旺半導體瞭解到，UFS 3.0的理論速度達到了2666MB/S，比UFS 2.1的1333MB/S快了整整一倍，可以說快幾乎就是手機UFS的代名詞。UFS的速度為什麼能那麼快？

 

首先，UFS在資料訊號傳輸上，使用的是差分序列傳輸。這是UFS快的基礎。所有的高速傳輸匯流排，如SATA，PCIe，SAS，都是序列差分訊號。序列，可以使用更快的時鐘（時鐘資訊可以嵌在資料流中）；差分訊號，即用兩根訊號線上的電平差表示0或者1。與單端訊號傳輸相比，差分訊號抗干擾能力強，能提供更寬的頻寬（跑得更快）。

 

打個比方，假設用兩個訊號線上電平差表示0和1，具體來講，差值大於0，表示1，差值小於0，表示0。如果傳輸過程中存在干擾，兩個線上加了近乎同樣大小的干擾電平，兩者相減，差值幾乎不變。但對單端訊號傳輸來說，就很容易受干擾，比如0-1V表示0,1-3V表示1，一個本來是0.8V的電壓，加入干擾，變成1.5V，相當於0變成1，資料就出錯了。抗干擾能力強，因而可以用更快的速度進行資料傳輸，從而能提供更寬的頻寬了。

 

其次，就是UFS的工作模式，這裡就要提到全雙工的工作模式和半雙工的工作模式的區別了。宏旺半導體簡單地解釋一下，就是全雙工指可以同時（瞬時）進行訊號的雙向傳輸（A→B且B→A）。指A→B的同時B→A，是瞬時同步的；而半雙工(Half Duplex)資料傳輸指資料可以在一個訊號載體的兩個方向上傳輸，但是不能同時傳輸。

 

UFS 是全雙工工作模式，就是讀寫可以並行；eMMC是半雙工，讀寫不能同時進行。如果把UFS2.0和eMMC5.1比作車道的話，eMMC就是單向車道，車輛只能朝一個方向行駛，逆向車輛必須等待正在行駛的車輛全部跑完才能上路。而UFS不僅是雙向車道，道路的寬度也比eMMC寬不止一倍，這樣帶來的效率提升可想而知。

 

這也是為什麼目前主流旗艦手機更多的是採用UFS的原因。其次，UFS和PCIe一樣，支援多通道資料傳輸，目前最多支援兩個通道。多通道可以讓UFS在成本、功耗和效能之間做取捨。

 

目前，大多數5G手機的機型都用上了UFS 3.0儲存方案。但也有旗艦手機機型仍採用UFS 2.1，這其中的原因也很簡單：就目前而言，UFS 3.0雖然在傳輸速率以及實際體驗上“秒殺”UFS 2.1，但UFS 3.0也面臨著諸多問題：暫時還未實現更大規模的普及、產能不足、價格昂貴。

 

隨著新型冠狀病毒疫情的擴散，韓國及日本的確診人數也是持續上升。由於韓國本身資本開支不足，影響到了儲存的供應，加上5G推動的智慧手機、資料中心、通訊三個產業需求疊加爆發，這已導致供需剪刀差會長時間存在，助推產品價格上漲。那麼疊加此次疫情，儲存晶片供應會受到一定影響，會進一步加劇產品漲價。

 

 

在這樣的背景下，國產儲存企業全力以赴支援快閃記憶體市場的正常運作和供應，加速國產替代。宏旺半導體推出的UFS採用序列資料傳輸技術，以及全雙工執行模式，同一條通道允許讀寫傳輸，而且讀寫能夠同時進行，而頻寬已達1.5GB/s以上，傳輸效率得到了有效提高，具有較高的相容性和穩定性。與此同時，宏旺半導體加強與上下游企業的合作，加大出貨量，保證UFS、eMMC等儲存晶片的供給。