Что такое ufs в смартфоне
Есть ли толк от UFS-памяти в смартфоне и как это понять
Более 95% пользователей при покупке смартфона ориентируются на объем постоянной памяти, но не обращают внимания на ее тип. А зря — этот параметр напрямую влияет на производительность мобильного устройства. Разберемся, нужна ли смартфону ультрабыстрая память, что такое UFS, на что влияет класс UFS-памяти в вашем гаджете.
Аббревиатура UFS расшифровывается как «универсальный флеш-накопитель». Это стандарт встроенной памяти, приходящий на смену eMMC. Последний тип представляет собой модифицированный SD, используемый в картах microSD.
UFS можно сравнить скорее с твердотельными накопителями SSD
Ключевое отличие UFS от eMMC заключается в том, что eMMC работает в полудуплексном режиме, то есть может одновременно либо записывать информацию, либо считывать ее. Память UFS способна считывать и записывать данные одновременно.
О чем умалчивают изготовители
Когда производитель пишет в инструкции к мобильному устройству, что скорость последовательного чтения/записи составляет 250/125 Мб/с (или «пропускная способность – до 250 Мбайт»), он имеет в виду линейный обмен данными, то есть скорость копирования файлов. Параметр практически бесполезный для среднестатистического пользователя, но зато эти цифры выглядят солидно.
Для работы приложений намного важнее скорость работы с небольшими блоками информации и возможность параллельной обработки данных.
Скорость случайного чтения/записи eMMC и UFS
Версия 5.1, последняя спецификация стандарта eMMС, ограничена 11000 IOPS по произвольному чтению и 13000 IOPS по случайной записи. Для сравнения:
IOPS – максимально возможное количество операций чтения или записи в секунду. Выводы очевидны, но есть нюансы.
«Синтетические» показатели и реальность
Встроенная память существует не сама по себе. Она лишь часть системы, отдельная переменная в программно-аппаратном уравнении производительности смартфона в конкретный момент времени. С максимальными же значениями, прописанными в технических спецификациях, в «полевых» условиях сталкиваться не придется. vВ реальности же возможна ситуация, когда в тестах (даже при одном и том же процессоре и объеме оперативной памяти) гаджет с eMMC 5.1 с разгромным счетом проигрывает устройству с UFS 2.0 в графической производительности и последовательном чтении, но выигрывает в случайной записи.
Вот мы и подошли к выводам:
Анатомия смартфона: LPDDR4, UFS, microSD — разбираемся в типах памяти
Если основные названия чипсетов, как правило, на слуху, то на тип памяти мало кто вообще обращает внимание. Вместе с тем это важный параметр при выборе, например, игровых гаджетов. Память напрямую влияет на комфорт использования смартфона и его производительность. В статье мы расскажем, какая память бывает в карманных устройствах и на что обращать внимание при выборе.
В современных смартфонах есть три типа памяти: оперативная, внутренняя и внешняя. Но если характеристики карт памяти вы легко можете узнать при покупке, то типы ОЗУ и ПЗУ производители гаджетов зачастую не указывают. Чаще всего так происходит, когда компания использует медленную память и ей нечем похвастать — это должно стать первым звоночком при выборе устройства.
Оперативная память (RAM/ОЗУ)
С оперативной памятью в смартфонах всё сравнительно просто: во всех современных гаджетах используется технология LPDDR — модификация используемой на обычных ПК технологии DDR. Приставка LP (Low Power) означает низкое энергопотребление, которое достигается, в основном, за счёт снижения рабочего напряжения и пропускной способности.
В современных смартфонах встречается память LPDDR трёх поколений:
Стандарт LPDDR3 к настоящему времени уже считается устаревшим, хотя всё ещё используется в бюджетных гаджетах. Память типа LPDDR4 ставится в топовые устройства, а также в смартфоны средней ценовой категории. Существует и более современный тип LPDDR4x с повышенной пропускной способностью и пониженным энергопотреблением. Именно LPDDR4x стоит отдать предпочтение, если вы хотите приобрести флагман.
Современная мобильная оперативка очень быстра, но всё-таки недостаточно для некоторых задач. Например, для съёмки видео на скорости порядка 1000 fps: такой возможностью могут похвастать Sony Xperia XZ, Samsung Galaxy S9 и Huawei P20 Pro. Чтобы съёмка такого видео стала возможной, производителям пришлось пойти на технические ухищрения и встроить DRAM-слой (Dynamic RAM или динамическое ОЗУ) прямо в CMOS-сенсор камеры. Благодаря такому решению, сверхскоростные записи сначала сохраняются в DRAM-слое, и только потом постепенно обрабатываются процессором.
У флагмана Sony объём такой памяти составляет 1 Гбит, а у Samsung — 2 Гбит. Это накладывает ограничения на максимальную длительность сверхскоростной съёмки, которая равна 0,182 секунды у Xperia XZ и 0,2 секунды у Galaxy S9.
Внутренняя память (ROM/ПЗУ)
Наиболее распространённый тип внутренней памяти в современных смартфонах — недорогой eMMC, взросший на базе карт памяти MMC, совместимых, в свою очередь, со стандартом SD. Иными словами, eMMC — это распаянная на материнской плате смартфона карта памяти.
Стандарт eMMC существует в огромном количестве версий, вот наиболее актуальные из них:
В конце прошлого года ожидался анонс версии eMMC 5.2, но этого всё ещё не случилось.
Главным конкурентом eMMC выступает технология UFS, разработанная компанией Samsung. В отличие от технологии eMMC, которая не что иное, как модификация карт памяти, стандарт UFS изначально разрабатывался для создания быстрой внутренней памяти. В результате, UFS имеет не только большую пропускную способность по сравнению с eMMC, но и в два раза более низкое энергопотребление.
К настоящему времени выпущены спецификации трёх мажорных версий стандарта UFS:
Говоря о поколениях UFS, стоит отметить ещё два важных момента. Первый — версии стандарта UFS 2.0 и UFS 2.1 немного отличаются между собой техническими деталями, но не скоростными характеристиками. Если же в бенчмарках и будет видна какая-то разница, то связана она может быть только с использованием более совершенных чипов, но не с версией спецификации. Второй — UFS 2.0/2.1 и UFS 3.0 поддерживают двухполосный режим (2-lane или dual lane), который удваивает максимальную пропускную способность интерфейса благодаря использованию двух каналов для чтения и двух каналов для записи информации. Смартфонов с двухполосной памятью UFS 2.1 сейчас выпущено немного, среди них — OnePlus 5, Samsung Galaxy S9 и Xiaomi Mi 6. Именно сверхбыстрая память помогает этим гаджетам вырываться на первые строчки в бенчмарках при сравнении с другими гаджетами на тех же чипсетах, хотя в реальной жизни разница с однополосной памятью едва ли будет заметна.
Спецификация UFS определяет только максимальную пропускную способность памяти, но не фактическую скорость чтения и записи на реальных устройствах. Поэтому, единственный способ узнать эти показатели — практические испытания. Исходя из результатов тестирования Huawei P10, UFS 2.1 может обеспечить фактическую скорость последовательной записи до 150 МБ/с, а последовательного чтения — до 750 МБ/с. У eMMC 5.1 те же показатели составляют всего 100 и 280 МБ/с для записи и чтения соответственно.
Слева направо: UFS 2.1, UFS 2.0, eMMC 5.1
Также стоит помнить, что скорость случайной записи и чтения для обоих типов памяти будет слишком сильно отличаться от последовательных скоростей и зависеть от различных факторов. Поэтому, её принято измерять не в МБ/с, а в количестве операций ввода-вывода в секунду (IOPS). UFS 2.0 имеет фактическую производительность 18000 IOPS при чтении и 7000 IOPS при записи, а eMMC 5.0 — 7000 IOPS при чтении и 3000 IOPS при записи. Отметим, что использование памяти в режиме последовательного чтения/записи характерно для съёмки видео или просмотра фильмов, а в случайном режиме — для повседневного использования гаджета.
eMMC и UFS поделили мобильную память между собой почти везде, за исключением iPhone и iPad. Как всегда, компания Apple пошла своим путём и, начиная с iPhone 6S, использует в своих гаджетах накопители типа NVMe. И протокол NVMe, и шина PCIe, поверх которой он работает, в «яблочных» гаджетах кастомные, поэтому называть накопитель внутри новых iPhone словом SSD не совсем честно. Хотя, такие детали мало кого волнуют, и именно Apple первой приблизилась к внедрению полноценного SSD в карманные гаджеты.
Apple никогда не раскрывает полных спецификаций своих компонентов, поэтому о скорости NVMe SSD внутри iPhone можно судить только по измеренной сторонними программами скорости. А она в iPhone 8 и iPhone X достигает, не много не мало, 1250 МБ/с на чтение и 350 МБ/с на запись. Для сравнения, у Galaxy S8 с памятью UFS 2.1 эти показатели составляют 800 и 200 МБ/с соответственно.
Сравнение скорости последовательного чтения из памяти iPhone 6S с другими смартфонами
Учитывая анонс спецификации UFS 3.0 в начале этого года, Samsung, главный двигатель прогресса в мире Android, едва ли последует примеру Apple и станет внедрять в свои гаджеты SSD. С другой стороны, даже память UFS 2.1 достаточно быстра для любых сценариев использования смартфонов (включая запись Ultra HD видео на скорости 60 fps), а Apple просто обеспечила себе запас производительности памяти на несколько лет вперёд. Так что при выборе Android-смартфона стоит обращать внимание на наличие памяти типа UFS 2.0 или UFS 2.1, а если хотите — можете дождаться устройств с UFS 3.0. Вполне возможно, что одним из первых таких гаджетов станет Galaxy Note 9 или Galaxy S10.
Внешняя память (microSD)
Вместо процветавшего ранее зоопарка форматов карт памяти, вплоть до экзотических микродрайвов для слота CF, на смартфонах уже долгое время безраздельно властвует microSD. О том, как правильно выбрать карту памяти для смартфона, мы написали целую статью, а здесь лишь кратко повторим основные советы.
Скорость карт памяти microSD обычно указывается в двух основных градациях: класса скорости и класса скорости UHS. Класс скорости обозначается на картах памяти числом внутри буквы «С», которое соответствует минимальной скорости последовательной записи данных. Всего существует пять классов скорости с чётными индексами, от Class 2 до Class 10. Последний соответствует скорости записи 10 МБ/с. Класс скорости UHS используется в картах памяти с поддержкой шины UHS, обозначается числом внутри буквы «U». Сейчас стандарт предусматривает два таких класса, U1 с максимальной скоростью записи 10 МБ/с и U3 с максимальной скоростью 30 МБ/с.
Даже если вы планируете записывать видео в разрешении Ultra HD, вам вполне хватит самого распространённого на данный момент типа скорости карты памяти — U1. А вот старые карты с обозначениями Class 6 и Class 8, не говоря уже о более медленных, вставлять в современные смартфоны не стоит: они будут ощутимо замедлять работу гаджета.
Начиная с Android 6.0 Marshmallow в операционной системе появилась возможность объединить внутреннюю и внешнюю память с помощью функции Adoptable Storage. При её включении, карта памяти форматируется и логически становится одним целым с внутренней памятью гаджета.
После активации функции система сама будет решать, где хранить те или иные файлы, включая установленные приложения и фотографии с камеры. Есть у такого решения и минусы: карта памяти окажется «привязана» к конкретному смартфону до следующего форматирования, а аппаратный сброс устройства удалит данные и на ней. Для правильной работы Adoptable Storage карта памяти должна иметь высокий класс скорости (желательно U1). В противном случае смартфон предупредит вас о возможном падении производительности после объединения разделов.
Ряд производителей, включая Samsung и Sony, блокирует эту функцию на своих гаджетах из-за возможных проблем совместимости с фирменным ПО. Вернуть Adoptable Storage можно, как правило, неофициальными способами и окольными путями (с помощью adb или имея root-доступ), но гарантировать правильную работу этой функции не сможет никто.
Заключение
Надеемся, что наша справка поможет вам разобраться в технологиях мобильной памяти. Конечно, при выборе гаджета в ценовой категории 10–20 тысяч рублей придирки будут излишни, но, согласитесь, было бы обидно получить в дорогом флагмане память устаревшего типа. Наиболее современной комбинацией технологий ОЗУ и ПЗУ на данный момент можно считать LPDDR4x и UFS 2.1 соответственно, но LPDDR4 и UFS 2.0 не слишком им уступают и также заслуживают внимания.
Напишите в комментариях, обращаете ли вы внимание на используемые технологии памяти при выборе смартфона, или другие компоненты смартфона имеют для вас большее значение?
Что такое UFS 3.0 и почему он так важен
Современные смартфоны могут похвастаться внушительной производительностью, особенно это касается флагманских моделей. Не в последнюю очередь быстродействие телефона зависит от стандарта оперативной и постоянной памяти — они напрямую влияют на скорость работы всей системы.
Во многих современных мобильных устройствах используется стандарт постоянной памяти UFS 3.0. Решили коротко и по делу рассказать, что это такое, чем стандарт отличается от предыдущих версий и стоит ли вообще обращать на это внимание.
Что такое UFS 3.0
Это последняя версия Universal Flash Storage — общей спецификации флеш-накопителей для цифровых фотоаппаратов, сотовых телефонов и потребительских видов электроники. Ещё есть UFS 3.1, но об этом в самом конце.
UFS 3.0 предлагает скорости чтения и записи, которые значительно выше, чем у eMMC (embedded MultiMedia Card) при сохранении тех же показателей энергопотребления. Проще говоря, UFS — это встроенный в смартфон аналог компьютерных SSD.
Чем UFS 3.0 отличается от более ранних версий UFS и eMMC 5.1
Несмотря на растущую популярность UFS 3.0, стандарт eMMC по-прежнему пользуется значительным спросом у производителей смартфонов — к примеру, в серии Pixel 3a используется модуль хранения eMMC 5.1.
Pixel 3a и 3a XL используют eMMC 5.1
Модули UFS первого поколения предлагали в три раза более быструю скорость копирования файлов, чем eMMC, а также улучшенную работу в многозадачности. Ещё одно отличие UFS от eMMC — первый может читать и записывать данные одновременно, а второй — может либо только читать, либо только записывать.
Вот так отличаются по скорости чтения/записи разные версии UFS и eMMC 5.1:
UFS 2.1 — что же это такое и почему флагманы 2017 года такие быстрые?
Каждый смартфон оснащен двумя видами памяти — оперативной и встроенной. Оперативная память предназначена для активной работы с приложениями, при этом встроенная память позволяет долго хранить файлы, приложения, музыку, фото и так далее. Встроенная память медленнее оперативной, при этом её значимость порой не меньше оперативной, если речь заходит о скорости работы интерфейса.
В OnePlus 5 используется встроенная память стандарта UFS 2.1. Память такого формата в настоящее время является самой быстрой на рынке смартфонов. Но что же такое UFS? Давайте разбираться.
UFS (Универсальный флеш-накопитель) — это стандарт памяти. Он позволяет определять, как память будет взаимодействовать с системой. UFS 1.0 представили в 2011 году, в 2013 году вышла вторая версия, которая была в 4 раз быстрее UFS 1.0. Но в действительности UFS 2.0 впервые применили только спустя два года с выходом Galaxy S6.
Что же касается UFS 2.1, в настоящее время данный стандарт используется во многих смартфонах, включая OnePlus 5, Galaxy S8 и HTC U11.
Насколько быстр стандарт UFS?
UFS пришел на замену более медленному стандарту eMMC, при этом данный стандарт старше и более широко используется на рынке смартфонов. eMMC дешев, его легче интегрировать, но при этом он медленнее.
Huawei P10 — уникальный аппарат. Его оснащают памятью разного стандарта в зависимости от того, какой компонент будет доступен в момент производства. Ниже представлены скриншоты скорости записи и чтения в случае с UFS 2.1, UFS 2.0 и eMMC на Huawei P10:
В случае с OnePlus 5 компания использует два потока чтения и два потока записи, что позволило улучшить показатели скорости на 26% в сравнении с OnePlus 3T.
Таким образом, мы уловили общие понятия, попытались понять смысл UFS. В настоящее время UFS 2.1 за счет высокой скорости записи и чтения позволил флагманам 2017 года реализовать быстрый запуск приложений, а также ускорить в целом работу системы.
Правда ли, что внутренние накопители смартфонов лучше любой карты памяти, и когда отправят на пенсию microSD?
Привет, Гиктаймс! В последние годы производители гаджетов считают, что хороший смартфон — монолитный смартфон. Аккумуляторы перестали быть съёмными, привычные SIM-карты, в их классическом понимании, тоже могут кануть в небытие, а взамен старой доброй microSD производители активно «педалируют» развитие встроенных в смартфоны накопителей. Действительно ли «приколоченные гвоздями» гигабайты настолько быстрые, выгодные и надёжные, или перед нами всего лишь новый виток на пути к «одноразовым» гаджетам?
Карты памяти соседствовали с умными телефонами ещё с «доисторических» врёмён. Первый в мире смартфон, IBM Simon, ещё в 1994 году довольствовался 1 Мбайт на внутреннем накопителе, но поддерживал подключение накопителей объёмом до 1,8 Мбайт при помощи интерфейса PCMCIA. И Nokia 9000 Communicator, которая появилась двумя годами позже, тоже могла похвастать слотом MMC.
После этого годы напролет слот MMC/RS-MMC/Memory Stick/SD/miniSD/microSD стал постоянным спутником мобильных телефонов. Исключение составляли только модели с огромным, монструозным объёмом памяти, которое выделялись на фоне конкурентов, как нынешние мобильники с 256 Гбайт на борту по соседству с обычным стиральным порошком смартфоном.
О чудесных отговорках производителей, которые ампутировали слот microSD в смартфонах, и «подвальном» способе нарастить память мы уже говорили ранее, а сегодня нам предстоит разобраться, является ли внутренний накопитель чем-то большим, чем «флэшкой наизнанку», и что он собой представляет в сравнении с microSD такого же периода выпуска.
eMMC — интегрированная «флэшка» в мультимедийных мобильниках
Отказ от съёмных накопителей в смартфонах, не будем лукавить, спровоцировал iPhone в 2007 году, а техническая реализация для производителей устройств «подъехала» из комитета стандартизации JEDEC в виде модулей eMMC.
Сферический eMMC-чип в упаковке: Kingston KE4CN2H5A, 4 Гбайт, 153-Pin, BGA
Что такое eMMC? Интегрированная мультимедиа карта (Embedded Multimedia Card). Разрабатывалась для мобильников, планшетов, навигаторов, автомобильных мультимедиа-систем и другой потребительской электроники. Дебют чипов eMMC пришёлся на 2008 год и совпал с периодом, когда производители электроники вынесли своё решение в так называемой «битвой форматов». За внимание вендоров боролись два варианта подсистемы памяти в мобильных устройствах:
• NOR-флэш память для хранения и SRAM/PSRAM в роли ОЗУ. За такую комбинацию выступали Intel и Spansion (ныне — Cypress Semiconductor). Накопитель в такой конструкции представлял собой MCP-чип, такого вида конструкция была наиболее распространена в эпоху кнопочных смартфонов.
«Олдскульная» комбинация была мила производителям гаджетов умеренным энергопотреблением и более высокой производительностью в операциях на чтение данных.
• NAND-флэш память и SDRAM ОЗУ была новомодной конструкцией, за распространение которой выступал огромный альянс, в котором главными идеологами были Samsung и Toshiba. Такое сочетание компонентов негативно сказывалось на автономности мобильных устройств, зато производительность оперативной памяти и дешевизна (уже тогда) NAND сделали своё дело — мобильники нуждались в собственных накопителях не только для служебных нужд, а NAND уже на раннем этапе своего внедрения в гаджеты обходилась вендорам на треть дешевле, чем NOR.
Принцип работы eMMC в сравнении с типичными флэш-накопителями
Наибольшее распространение получил второй вариант, поэтому типичный накопитель eMMC представлял собой чип на базе NAND-памяти + интегрированный контроллер с поддержкой коррекции ошибок (ECC). Таким образом, производители мобильной техники заполучили ёмкую и недорогую реализацию подсистемы памяти, минуя неуклюжие (как для телефонов) жёсткие диски.
2008 год. Учёные выяснили, что памяти в смартфонах может быть много
Словом, интегрированная универсальная (а не только под настройки, реестр приложений и телефонную книгу) память в смартфонах всё ещё была бешено дорогой, но уже могла похвастаться внушительным на объёмом на рубеже 2009-2010 гг. Не забывайте, что до съёмки видео в Full HD в популярных смартфонах ещё оставалось немало времени, а в 2009 году на свет появилась Nokia N97 с умопомрачительными 32 Гбайт встроенной памяти стоимостью всё те же 27 тысяч рублей на старте продаж.
Ёмкость eMMC в смартфонах увеличивалась не так интенсивно, как хотелось бы (источник: Micron Marketing)
И всё же карты памяти аналогичного периода были в разы дешевле. Даже с учётом того, что microSDHC был новым стандартом, а продажи приходились чаще всего на карты стандарта Class 4.
На стороне интегрированной памяти, в теории, была более высокая производительность в линейных операциях на чтение и запись, и новейший стандарт eMMC 4.41 образца 2010 года допускал «потолок» пропускной способности до 100 Мбайт/с, скорость записи до 30 Мбайт/с. Стоит ли говорить, что:
1. В реальных сценариях работы скорость была несравнимо ниже
2. Аппаратная платформа смартфонов 2010 модельного года не могла реализовать весь потенциал eMMC 4.1
3. Подавляющее большинство смартфонов довольствовались 4-8 Гбайт встроенной памяти
При этом карты памяти классов 4 и 6 де-факто умели работать даже быстрее, чем им позволял встроенный в смартфоны контроллер, запись видео с битрейтом свыше 50 Мбит/с в мобильниках была экзотикой, а быстродействие приложений, как и в случае с SSD зависело не от пиковых линейных значений скорости, а от быстродействия в работе с крохотными файлами объёмом до мегабайта.
