隨著移動、汽車以及 AI 驅(qū)動系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)量不斷增長，存儲性能已成為影響 SoC 整體能力的關鍵因素。更快的計算性能和更復雜的軟件持續(xù)對存儲子系統(tǒng)施加壓力，要求其在不增加設計復雜性或風險的前提下，提供更高的帶寬、更低的延遲以及更高的效率。

為應對這些挑戰(zhàn)，新思科技推出了業(yè)界首個 UFS 5.0、UniPro 3.0 和 M?PHY v6.0 完整 IP 解決方案——將協(xié)議層、鏈路層和物理層集成在一起，為下一代高速、低功耗、高效率的存儲技術提供支持。新思科技還在臺積電先進的 N2P 工藝節(jié)點上成功完成了 M?PHY v6.0 的硅驗證，實現(xiàn)了基于 PAM?4 調(diào)制的 Gear6B 工作模式，單通道速率達到 23.3?GBaud/s（46.7?Gbit/s）。這一里程碑標志著物理層已為 UFS 5.0 的采用做好準備，增強了客戶在新一代數(shù)據(jù)密集型應用中進行設計的信心。

存儲性能如今已成為系統(tǒng)級瓶頸

在當今的許多 SoC 中，存儲帶寬已無法繼續(xù)跟上計算和內(nèi)存性能的提升：

AI 工作負載依賴于對模型和數(shù)據(jù)的快速訪問。

相機、圖形和媒體處理流程對持續(xù)吞吐量的要求不斷提高。

系統(tǒng)軟件的規(guī)模和復雜度不斷提升，進一步加大了對存儲響應速度的壓力。

與此同時，設計人員也面臨一系列嚴格的限制：

功耗和散熱預算非常緊張

外形尺寸和芯片面積都有嚴格限制

產(chǎn)品開發(fā)周期被大幅壓縮

項目對風險的容忍度極低

這些相互矛盾的需求使得傳統(tǒng)接口難以繼續(xù)提升存儲性能。單純提高接口寬度或頻率往往會帶來更高的功耗、更復雜的設計，或更長的產(chǎn)品導入周期。

UFS 5.0 結合 M?PHY v6.0 和 UniPro 3.0，通過更加高效、更加系統(tǒng)友好的方式來提升帶寬，從而解決這些挑戰(zhàn)。

支撐技術：UniPro 3.0 和 M?PHY v6.0 構成 UFS 5.0 的核心基礎

UFS 5.0 從根本上構建在 M?PHY 和 UniPro 兩個層之上，這兩者共同形成了該標準的物理層、鏈路層和傳輸層基礎。UFS 5.0 需要同時采用 UniPro 3.0 和 M?PHY v6.0，而新思科技全新的 UFS 5.0 IP 解決方案將這三個層級集成在一起，為下一代存儲設備提供完整支持。其中，M?PHY v6.0 提供高速物理接口，通過 PAM4 調(diào)制實現(xiàn)更高的單通道數(shù)據(jù)速率，從而在不增加接口寬度或系統(tǒng)復雜度的前提下，滿足 UFS 5.0 對帶寬的需求。

大部分軟件接口保持不變。更高的 Gear 6（G6）數(shù)據(jù)速率依舊沿用早期版本的同一套功率模式切換機制。然而，在鏈路訓練方面，UFS 5.0 引入了一套專門的均衡流程，用于在更高數(shù)據(jù)速率下確保信號質(zhì)量和可靠運行。

在 PHY 之上，UniPro 3.0 增強了鏈路層和傳輸層的能力，使數(shù)據(jù)能夠在更高速度下高效傳輸，其中包括采用 1b1b 編碼以降低開銷，并在整個數(shù)據(jù)通路中實現(xiàn)更精簡的通信。

通過將 UFS 5.0、UniPro 3.0 和 M?PHY v6.0 集成到一個完整的 IP 解決方案中，新思科技確保了客戶能夠放心采用下一代存儲技術——這一統(tǒng)一且經(jīng)過全面驗證的三層架構能夠提供最佳的性能、可擴展性和效率。

M?PHY v6.0 硅驗證成功，加速 UFS 5.0 的落地

新思科技近期完成了 M?PHY v6.0 的硅驗證（silicon bring?up），成功展示了在 每通道 23.3?GBaud/s（46.7?Gbit/s）下，基于 PAM?4 調(diào)制的 Gear6B 工作模式。

隨著 M?PHY v6.0 物理層在硅上成功完成驗證，開發(fā)團隊能夠以更充分的信心推進設計工作，減少在高速條件下對性能和集成方面的不確定性。這一里程碑成果為計劃采用 UFS 5.0 的客戶提供了重要保障。

在不犧牲效率的前提下實現(xiàn)高性能

UFS 5.0 與 M?PHY v6.0 組合的核心優(yōu)勢之一，就是其在規(guī)?；瘯r依然保持高效率。更高的單通道帶寬使設計人員能夠在滿足不斷增長的存儲性能需求的同時，仍然將接口數(shù)量、走線復雜度和功耗控制在可管理范圍內(nèi)。

典型應用場景包括：

智能手機：在小型化設計中提供更快的存儲性能，提升用戶體驗的同時保持良好續(xù)航。

筆記本電腦存儲：提供高速、低功耗的存儲方案，可作為 SSD/NVMe 的替代選項。

汽車系統(tǒng)：高速存儲能夠在散熱受限的環(huán)境下支持信息娛樂、數(shù)據(jù)記錄和 ADAS 功能。

邊緣 AI 平臺：要求在受限的功耗條件下實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)訪問。

游戲主機：游戲設備正從可拆卸存儲卡向嵌入式存儲轉(zhuǎn)變，需要高速、低功耗的方案以提升用戶體驗。

基于 TSMC N2 和 N2P 節(jié)點的接口 IP 動能不斷深化

M?PHY v6.0 的這一里程碑成果，建立在新思科技在 TSMC N2 與 N2P 工藝節(jié)點上不斷累積的接口 IP 動能之上。當前，公司具備行業(yè)領先的 IP 產(chǎn)品組合，包括：

MIPI M-PHY IP

MIPI C-PHY 和 D-PHY IP

LPDDR6 IP

USB IP

隨著這一不斷擴展的產(chǎn)品組合，客戶能夠依托值得信賴的接口解決方案，去實現(xiàn)更具雄心的功耗、性能和面積（PPA）目標。

為下一代設計提前鋪路

隨著數(shù)據(jù)驅(qū)動型工作負載持續(xù)擴大，存儲帶寬將繼續(xù)成為系統(tǒng)性能的關鍵支撐要素。憑借全新的 UFS 5.0 IP、對 UniPro 3.0 的支持，以及 M?PHY Gear 6 IP，新思科技正在幫助客戶為下一代高速存儲設計做好充分準備。