在手機(jī)中有三大件組成：CPU、內(nèi)存DDR、存儲(chǔ)設(shè)備(EMMC/UFS等），內(nèi)存用以臨時(shí)存儲(chǔ)程序運(yùn)行時(shí)所需的數(shù)據(jù)（掉電數(shù)據(jù)丟失），而存儲(chǔ)設(shè)備用以長(zhǎng)久保存數(shù)據(jù)（掉電數(shù)據(jù)不丟失）。

在手機(jī)上，從SD卡到EMMC、再到UFS卡，存儲(chǔ)卡的速度是越來越快，現(xiàn)在一般手機(jī)的配置是EMMC，而旗艦手機(jī)的配置是UFS，很明顯UFS將會(huì)是未來一段時(shí)間的手機(jī)存儲(chǔ)的主流，快是唯一的原因。

所謂的UFS即Universal Flash storage，通用閃存存儲(chǔ)，這一概念通常代表2個(gè)意思：

（1）手機(jī)存儲(chǔ)接口協(xié)議，類似于SATA，PCIE/NVME等概念；

（2）使用該協(xié)議的存儲(chǔ)設(shè)備；

UFS相比較EMMC的速度很快，其最重要的就是它的信號(hào)是差分傳輸，這個(gè)是信號(hào)傳輸U(kuò)FS數(shù)據(jù)傳輸快的基礎(chǔ)。所有的高速傳輸線，比如SATA、PCie、SAS，都是串行差分信號(hào)。

串行信號(hào)可以使用更快的時(shí)鐘（時(shí)鐘信息可以嵌在數(shù)據(jù)流中），差分信號(hào)，即用兩根信號(hào)線上的電平差0或者1。

與單端信號(hào)傳輸相比，差分信號(hào)的抗干擾能力更強(qiáng)，能提供更寬的帶寬。其次，UFS和PCIE一樣，支持多通道數(shù)據(jù)傳輸，目前最多支持兩個(gè)通道，多通道可以讓UFS在成本、功耗和性能之間做取舍。

UFS支持命令隊(duì)列，就是主機(jī)一下可以發(fā)很多個(gè)命令下去，然后UFS設(shè)備支持并行和亂序執(zhí)行，誰先完成誰先返回狀態(tài)。這種命令處理方式叫做異步命令處理。而它的前輩eMMC，是不支持命令隊(duì)列的，命令一個(gè)一個(gè)執(zhí)行，或者一包一包（每個(gè)包里面含有若干個(gè)命令）執(zhí)行，前面命令沒有執(zhí)行完成，后面的命令是不能發(fā)下去的。這種命令處理方式叫做同步命令處理。

我們來比較一下“全雙工+異步命令處理”和“半雙工+同步命令處理”兩者命令處理方式和命令執(zhí)行效率。

半雙工+同步

主機(jī)發(fā)了一個(gè)寫命令W1給設(shè)備，然后主機(jī)把數(shù)據(jù)寫到設(shè)備；由于是同步傳輸模式，命令處理是一個(gè)一個(gè)處理的，所以在發(fā)讀命令R2之前，必須等前一個(gè)寫命令W1完成；同樣，在發(fā)送寫命令W3之前，必須等R2命令完成。

全雙工+異步

由于支持命令隊(duì)列，主機(jī)一下可以發(fā)若干個(gè)命令給設(shè)備，如上圖，主機(jī)一下發(fā)了一個(gè)寫命令W1和讀命令R2給設(shè)備。設(shè)備可以并行處理這兩個(gè)命令，由于協(xié)議支持全雙工操作，主機(jī)傳輸寫命令W1的數(shù)據(jù)給設(shè)備的同時(shí)。

設(shè)備也可以把讀命令R2的數(shù)據(jù)返回給主機(jī)。后面命令R3，R4，W5…的處理方式類似。

再形象一點(diǎn)，我們以搬運(yùn)貨物的例子來比較一下eMMC和UFS命令執(zhí)行方式：

現(xiàn)在的手機(jī)，應(yīng)用非常豐富，你要一邊斗地主，一邊聽歌，還要聊微信，多線程操作。由于全雙工和命令隊(duì)列的存在，UFS處理命令的效率大大提高，給用戶極好的體驗(yàn)。

前面我們拿UFS和eMMC做了幾個(gè)對(duì)比，但我好像忘了說什么是eMMC。有人可能懵逼，什么是eMMC？

eMMC，Embedded Multi Media Card，和UFS一樣，也是JEDEC制定的移動(dòng)存儲(chǔ)協(xié)議，它是UFS前一代協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

eMMC最新標(biāo)準(zhǔn)是2015年發(fā)布的eMMC5.1，最高速度是400MB/s。JEDEC已經(jīng)有了UFS，不確定會(huì)不會(huì)再發(fā)布新的eMMC標(biāo)準(zhǔn)。畢竟，并行傳輸?shù)膃MMC由于受限于物理信號(hào)，速度想要有個(gè)質(zhì)的飛躍是不太現(xiàn)實(shí)。




審核編輯：劉清