هر آنچه که باید درباره استاندارد های حافظه های UFS بدانیم

استاندارد حافظه‌ی فلش یونیورسال با نام کامل Universal Flash Storage و مخفف UFS، یک استاندارد مخصوص حافظه‌های فلش است که در انواع دستگاه‌های الکترونیکی مصرفی از گوشی‌های هوشمند تا دوربین‌های دیجیتال و موارد مشابه به‌کار می‌رود. هدف اصلی از توسعه‌ی استاندارد مذکور، ارائه‌ی سرعت انتقال بالاتر در حافظه‌های ذخیره‌سازی بود که همراه‌با پایداری بیشتری در حافظه‌های فلش به‌دست می‌آید. از اهداف دیگر توسعه‌ی استاندارد UFS می‌توان به ازبین‌بردن چالش‌های کنونی بازار و نیاز به آداپتورهای گوناگون برای کارت‌های گوناگون اشاره کرد.

رشد سریع دستگاه‌های هوشمند همراه در دست مصرف‌کننده‌ها در سال‌های گذشته، باعث شد تا تولیدکننده‌ها با چالش‌های جدی توسعه و ساخت محصولات ذخیره‌سازی روبه‌رو شوند که نیازهای مصرف‌کننده را به بهترین نحو برطرف کند. پهنای باند بالاتر، ظرفیت بیشتر، مصرف نیروی کمتر و هزینه‌ی پایین‌تر، چهار اولویت اصلی تولیدکننده‌ها در ساخت حافظه‌های همراه بوده است. در مسیر همین پیشرفت‌ها، فناوری ذخیره‌سازی فلش و استانداردهای آن در سال‌های گذشته دست‌خوش تغییر و توسعه شد.

استاندارد UFS، با هدف تولید برای تلفن همراه و سیستم های کامپیوتری

حافظه های UFS با هدفی توسعه یافت که به دستگاه هایی همانند موبایل و سیستم‌های کامپیوتری که کارایی و سرعت بالا و مصرف برق پایین نیاز داشتند. این سیستم‌عامل عموما مجهز به حافظه‌های فلش امبدد هستند که از استاندارد سازمان JEDEC موسوم به eMMC پیروی می‌کند. درواقع استاندارد UFS توسط JEDEC یا Joint Electron Device Engineering Council توسعه یافت تا با ارائه‌ی پهنای باند بسیار بیشتر، جایگزین eMMC شود. استاندارد کنونی براساس استانداردهای موجود متنوع همچون SCSI و M-PHY و UniProm توسعه یافت و از مفاهیم eMMC نیز در آن استفاده شد.

هدف از ساخت و تولید حافظه های UFS

[echo]topandlt;div style=topandquot;border-radius: 30px; margin: 10px; padding: 10px; background-color: #d5ebfe; filter: progid:DXImageTransform.Microsoft.gradient(startColorstr=#d5ebfe , endColorstr=#dbeeff); background-image: -webkit-gradient(linear, 0% 0%, 0% 100%, from(#d5ebfe), to(#dbeeff)); border: 1px solid #cee1ef;topandquot;topandgt; topandlt;div style=topandquot;background: url(https://top-gsm.ir/wp-content/uploads/2019/04/rom-samsung.png) right center no-repeat; padding-right: 50px; min-height: 40px;topandquot;topandgt; به زبان ساده UFS با این هدف توسعه یافت تا محدودیت‌های سرعت کارت‌های میکرو‌اس‌دی موجود در گجت‌های همراه را از بین ببرد. کارت‌های میکرواس‌دی معمولی سرعت نوشتن و خواندن کمتر از ۱۰۰ مگابایت‌برثانیه دارند. حتی کارت‌های حرفه‌ای‌تر آن دسته که به‌نام UHS-II هم شناخته می‌شوند، توانایی ارائه‌ی سرعت بیشتر از ۳۱۲ مگابایت‌برثانیه ندارند. درحالیکه تجهیزات مجهز به استاندارد UFS توانایی ارائه‌ی سرعت تا ۵۳۰ مگابایت‌برثانیه را دارند و به‌نوعی با سرعت SSD برابری می‌کنند. topandlt;/divtopandgt; topandlt;/divtopandgt;[/echo]

از کارایی‌های مهمی که UFS به تجهیزات ذخیره‌سازی اضافه کرد، می‌توان به افزایس سرعت پردازش داده در تجهیز ذخیره‌ساز اشاره کرد. IOPS یا Inputs and Outputs Per Second در هر تجهیز ذخیره‌ساز، به‌معنای توانایی آن در ارائه‌ی سرعت بالای پردازشی است؛ فاکتوری که در کارت‌های microSD حداکثر سه هزار و در کارت‌های UFS تا ۴۰ هزار گزارش می‌شود. این فاکتور در درایوهای SSD حدود ۷۰ هزار گزارش می‌شود. 

تفاوت اصلی و نیاز به جایگزینی eMMC از آنجا ایجاد شد که این استاندارد از رابط کاربری باس استفاده می‌کرد، درحالیکه تقریبا تمامی استانداردهای رابط کاربری ذخیره‌سازی داده از سیگنال‌دهی دیفرانسیلی بهره می‌بردند تا نیازهای روزافزون به پهنای باند بالا را برطرف کنند. JEDEC در سال ۲۰۰۸ تصمیم گرفت تا جایگزینی برای eMMC توسعه دهد.

معماری حافظه های UFS

[echo]topandlt;div style=topandquot;border-radius: 20px; margin: 30px; padding: 10px; background-color: #fff4b1; filter: progid:DXImageTransform.Microsoft.gradient(startColorstr=#fff4b1 , endColorstr=#fff9d9); background-image: -webkit-gradient(linear, 0% 0%, 0% 100%, from(#fff4b1), to(#fff9d9)); border: 1px solid #e9e3c3;topandquot;topandgt; topandlt;div style=topandquot;background: url(https://top-gsm.ir/wp-content/uploads/2019/04/rom-samsung.png) right center no-repeat; padding-right: 50px; min-height: 40px;topandquot;topandgt; استاندارد UFS از معماری چندلایه استفاده می‌کند که در استاندارد 220A سازمان JEDEC شرح داده می‌شود. لایه‌های بالایی استاندارد توسط JEDEC شرح داده شدند، درحالیکه لایه‌های پایینی از استانداردهای موجود MIPI UniPro و M-PHY استفاده می‌کنند. در مجموع UFS که با هدف کارایی در مواردی نیازمند ظرفیت بالای حافظه طراحی شد، رابط سریالی ساده‌ای را با کارایی بالا ارائه کرده که داده را با بازدهی قابل‌قبولی بین پردازنده و قطعه‌ی خیره‌ساز منتقل می‌کند.

استاندارد UFS از مدل معماری مشهور SCSI استفاده می‌کند. همچنین پروتکل‌های فرمانی که از فرمان‌های چندگانه با الگوی برنامه‌نویسی چندرشته‌ای پشتیبانی می‌کنند، در استاندارد مذکور لحاظ شده‌اند. این ساختار با کارت‌های حافظه‌ای مرسوم که براساس استاندارد فلش کار می‌کنند، تفاوت دارد. به‌علاوه ساختار UFS با حافطه‌های فلش امبدد که تنها یک فرمان را در لحظه پردازش می‌کنند هم متفاوت است. در آن ساختارها، بهره‌وری و امکان دست‌رسی نوشتن و خواندن، محدودیت دارد.topandlt;/divtopandgt; topandlt;/divtopandgt;[/echo]

استاندارد های جدید ذخیره سازی

در تعاریف استاندارد جدید ذخیره‌سازی، رابطی به‌نام UFS Host Controller Interface یا HCI تعریف می‌شود که با ساده کردن درگیری پردازنده‌ی میزبان در فرایندهای ذخیره‌سازی فل، انعطاف‌پذیری بالاتری را در ساختارها ایجاد می‌کند.

باوجود برتری‌های UFS، هنوز بسیاری از گوشی‌های هوشمند از eMMC استفاده می‌کنند. بااین‌حال در سال‌های اخیر و عرضه‌ی گوشی‌های هوشمند پرچم‌دار سریع، نام UFS بیش از همیشه بر سر زبان‌ها افتاد. درحال‌حاضر UFS 3.0 به‌عنوان آخرین نسخه‌ از استاندارد شناخته می‌شود که نسبت به نسخه‌ی قبلی یعنی 2.1 سرعت بسیار بالاتری دارد.

[echo]topandlt;div style=topandquot;border-radius: 100px; margin: 10px; padding: 30px; background-color: #afffb3; filter: progid:DXImageTransform.Microsoft.gradient(startColorstr=#afffb3 , endColorstr=#e3f3c4); background-image: -webkit-gradient(linear, 0% 0%, 0% 100%, from(#afffb3), to(#e3f3c4)); border: 1px solid #d4e8ad;topandquot;topandgt; topandlt;div style=topandquot;background: url(https://top-gsm.ir/wp-content/uploads/2019/04/emmc-dump.png) right center no-repeat; padding-right: 50px; min-height: 40px;topandquot;topandgt;

تعریف و مزایای UFS 3.0

همان‌طور که گفته شد جدیدترین نسخه از استاندارد UFS به‌نام UFS 3.0 شناخته می‌شود که تقریبا دوبرابر سریع‌تر از نسخه‌ی 2.1 عمل می‌کند. به‌علاوه نسخه‌ی جدید مصرف برق پایین‌تری دارد و در مجموع، پیشرفت‌های قابل‌توجه را در هر دو جبهه‌ی تخصص UFS یعنی سرعت بالا و مصرف برق پایین نشان می‌دهد. کارشناسان نسخه‌ی کنونی را از لحاظ کارایی و قدرت با SSD برابر می‌دانند که البته مصرف برق پایین‌تری نسبت به آن دارد.

استاندارد UFS 3.0 توانایی انتقال داده با سرعت حداکثر ۲۳/۲ گیگابیت‌برثانیه دارد. انتقال داده در استاندارد مذکور به‌کمک دو خط انتقالی انجام می‌شود که هرکدام سرعت ۱۱/۶ گیگابیت‌برثانیه دارند. البته رسیدن به حداکثر سرعت انتقال، به توانایی گوشی هوشمند یا گجت دیگر در پردازش و خواندن و نوشتن داده هم بستگی دارد. توانایی بهره‌برداری از حداکثر سرعت UFS درنهایت روی کارایی‌های متنوعی از بازی کردن و بازکردن اپلیکیشن‌ها تا انتقال داده یا مشاهده‌ی محتوای رسانه‌ای تأثیر دارد.

topandlt;/divtopandgt; topandlt;/divtopandgt;[/echo]

UFS از دو کانال سیگنال‌دهی دیفرانسیلی کامل استفاده می‌کند که مجموعه‌ای از مزایا را به‌همراه دارد. طراحی آسان‌تر دستگاه‌ها، عملیات هم‌زمان نوشتن و خواندن آسان‌تر، مصرف پایین‌تر نیرو و همچنین به حداقل رساندن استخراج جریان در زمان غیرفعال بودن دستگاه، با این استاندارد ممکن می‌شود.

دستگاه‌هایی که از UFS 3.0 بهره می‌برند، تجربه‌ی کاربری بهتری را همراه‌با مصرف بهینه‌ی برق به کاربر ارائه می‌کنند. UFS 3.0 در مدت زمان دو سال با همکاری تولیدکننده‌های متعدد دستگاه‌ها و تراشه‌ها توسعه یافت. همکاری شرکت‌های متنوع در توسعه‌ی ادامه‌دار استاندارد که همراه‌با جلسه‌های متمرکز بر تنظیم‌گری است، هماهنگ شدن استانداردهای JEDEC را با جدیدترین فناوری‌های متمرکز بر نیاز صنعت، ممکن می‌کند.

نظر شما در مورد حافظه های UFS چیست؟

ارائه شده توسط وب سایت تاپ جی اس ام