电子产品的记忆力:NOR、NAND和UFS到底有什么区别?
东芝在1984年开发出名为闪存的新型半导体存储器。实际上闪存也分为NOR和NAND两种,我们平时提及最多的乃是后者。
NOR:最早出现的闪存类型最早问世的NOR型闪存的容量较小、使用简单、支持按字节寻址且随机读取速度快,可以实现XIP片内执行。通常用在路由器、机顶盒、物联网设备中,起到存储固件的作用。个别固态硬盘中也能看到NOR闪存用作固件存储器:
NOR闪存表现的更接近内存,小区块数据的随机读取速度比NAND闪存更快。在一些对性能要求不高的设备当中,可以让固件代码直接在NOR闪存当中运行,而无需独立的RAM内存组件。
除此之外,NOR闪存的使用也非常简单。使用中无需纠错引擎,只要十几块钱的编程器就可以对它进行烧录。
下图为利用编程器和SOP8免拆夹子对NOR闪存中的固件进行改写。NOR闪存的容量一般不超过256MB,路由器上多使用16MB或32MB容量。
NAND闪存:
如果不是NAND型闪存的出现,恐怕我们还生活在功能机时代。东芝在1987年开发了NAND型闪存,由于容量比NOR闪存大的多,NAND随后被广泛应用于各种存储卡和电子设备当中,成为应用最广泛的闪存类型。
下图是东芝TR200固态硬盘当中的BiCS3闪存,采用64层堆叠3D结构,TLC类型的它每个存储单元可以存储3bit数据。
NAND闪存的出错率比NOR闪存更高,需要专门设计的主控芯片进行管理。一颗固态硬盘主控包含FTL闪存转换层、数据纠错、磨损均衡、垃圾回收管理等功能模块。尽管使用起来比较复杂,但3D NAND闪存带来了极高的存储容量。使用BiCS3闪存的东芝TR200固态硬盘可以提供高达960GB的容量选择。
不过NAND型闪存的最小读写单位是Page而非字节,在闪存芯片当中一个Page的大小通常为16KB。NAND闪存的擦除单位是更大的Block,在东芝BiCS3闪存当中一个Block的容量高达12MB。NAND闪存没有办法像RAM内存那样自由寻址,而只能被用作硬盘存储器。
NAND的容量优势成就了它的主流地位,NOR闪存虽然并没有消失,但已经在越来越多的地方被NAND闪存所取代。
UFS闪存:
UFS其实并不属于一种独立的闪存类型,它是在NAND闪存的基础上增加了闪存控制器,并采用标准的封装接口。UFS存储芯片既承担了过去NOR闪存提供的固件存储与系统开机功能,也承担起NAND闪存的大容量数据存储职能。
UFS闪存不仅广泛应用在智能手机当中,车载电子产品中也大量应用了东芝推出的宽温型UFS芯片(支持-40℃至105℃),在高温、震动工控下它可以提供高速和可靠的数据存储功能,助力物联网与自动驾驶应用的发展。
速度居然一样?怎样辨别UFS和eMMC闪存
“闪存门”并非一无是处,至少让我们这些普通消费者知道了UFS闪存、eMMC闪存。但人都是有求知欲的,接下来的问题便是UFS闪存、eMMC闪存有什么区别呢?怎样辨别二者呢?做为先进生产力的代表,UFS闪存在读取速度上有着天然的优势,所以辨别二者就落在此处!
既然读取速度更快,这好办直接往手机立拷贝一个文件不就行了!快的肯定是UFS闪存!但事实还真不是这样,它们的速度居然是一样快!那么有什么简单直接的辨别UFS闪存和eMMC闪存么,答案可能会让你失望,并没有!你必须借助专业软件!
eMMC和UFS究竟是什么
想要了解eMMC和UFS我们得先从NAND闪存说起。至于NAND闪存是什么……相信不少用户都在为SSD价格上涨而发愁,NAND闪存就是SSD里面的存储单元。
首先是eMMC,这里咱们就不照本宣科,说上一大堆小编自己也不懂的专业名字。一块eMMC芯片里面必然会有一块NAND闪存(废话,难道能把机械硬盘塞进手机?),当然光有闪存是不够的,你给电脑加SSD时还得用数据线连上SATA接口不是?所以eMMC肯定会包含专用的总线接口。简而言之,eMMC闪存就相当于一块电脑上的固态硬盘,而且为了适合移动设备,在技术上还做了取舍,比如不能同时读写,读写速度更慢等等!UFS是eMMC标准出现后才出现的新型标准,就不存在那些缺点了,不仅速度更快,还能同时读写。
怎样看出eMMC和UFS闪存
上面说到eMMC和UFS闪存的区别,USF闪存不仅速度更快,还能同时读写。所以很多消费者肯定会以为,直接将手机插到电脑上,传输两个文件,就能得出结论了!快的肯定是USF闪存,慢的就是eMMC闪存!但答案是否定的!
手机连接电脑是通过USB接口实现的,USB接口的传输速度大家还不知道么?再快也就几十兆每秒的传输速度。而无论是eMMC还是UFS闪存,传输速度都不止这一点,所以利用电脑向手机传送文件时,决定传输速度的并不是你的手机的闪存,而是USB接口。既能这种方法不行,USF闪存不是能同时读写么?那么能不能通过一边向手机拷贝文件一边从手机中导出文件来判断用的是eMMC还是UFS闪存呢?还是不能,同样是USB接口的问题,普通的USB接口并不支持同时读写。
其实最简单的辨别方法是通关专业软件进行跑分测试,得分高的自然就是UFS闪存。经过测试,USF 2.1闪存的连续读写速度分别为700.01MB/s和207.57MB/s,USF 2.0为420.65MB/s和161.89MB/s,而eMMC则只有可怜的246.28MB/s和124.81MB/s,差距十分明显。而读写速度更快有什么好处呢?简单地说就是能更快地启动软件,更快地读取文件,手机也就更加流畅。
我们接下来的解压缩测试就印证了这一点,同样是5G大小的文件。使用USF 2.1闪存,解压缩时间约为1分钟,而eMMC闪存5.0闪存用时约为2分46秒,能明显的感觉到差异。
总结
正是因为拥有速度上的优势,UFS闪存常备用于旗舰手机,比如最新的小米6、华为Mate 9等,中低端手机自然还是老老实实地用eMMC闪存。当然这个处理器也有一定关系,中低端处理器可不一定支持eMMC闪存。从长远来说,性能更强的UFS闪存闪存肯定更适合手机,但eMMC也不是没有机会,毕竟有价格上的优势,在中低端设别上还是有市场的。
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