UFS 30快到原地飞起 关于存储的二三事

上月底，微电子行业标准发展的全球领导者——固态技术协会JEDEC发布了UFS v3.0标准，单通道带宽提升到11.6Gbps，是HS-G3(UFS 2.1)性能的2倍。而由于UFS支持双通道双向读写，所以UFS 3.0的接口带宽最高可达23.2Gbps，也就是2.9GB/s。

UFS 3.0快到原地飞起 关于存储的二三事

前几天这条新闻见诸各大科技媒体，但不少朋友都看的一脸蒙圈：UFS3.0是什么鬼？23.2Gbps的带宽在手机上意味着什么？UFS3.0都用啥用？用在手机上会给我们带来哪些提升？所以本期发烧学堂，我们就来聊聊UFS 3.0存储技术，给大家答疑解惑。

从UFS说起的手机存储

某品牌发布会上，台上说：我们用的是UFS2.1存储！

旁边大哥一声尖叫吓我一跳。我跟该大哥搭话——

我：我说大哥你尖叫个啥，不会是厂商花钱雇来的托儿吧？不就是个存储么？

某大哥一脸鄙夷：听说过固态硬盘SSD不？着UFS就是手机上的SSD！传输速度更快！

我：那为啥叫UFS不叫SSD？不就是更快么，有个X用？下小电影会更快么？

某大哥瞬间脸色变黑......

（PS：别学我，容易没朋友）

其实这大哥说的没错，现在的UFS存储确实要比以前的eMMC存储传输速度更快。但为啥更快？它们之间又有哪些区别？手机存储经历了哪些发展？我们一起来梳理一下：

eMMC和UFS都是个啥？

准确的说，应该是技术标准，而不是芯片硬件本身。由于存储芯片在封装时运用了这些技术标准，所以习惯上都会用这些字母缩写来称呼这些芯片的类型。

eMMC全称为“embedded Multi Media Card”，即嵌入式的多媒体存储卡 ，由MMC协会所订立。从eMMC4.3一路发展到4.4、4.5直到现在的5.0、5.1，传输速度也从50MB/s一路狂飙到最新eMMC5.1的600MB/s，而常见于手机上的eMMC5.1实际读取速度不会超过300MB/s。

由于单通道的结构性质，eMMC不能同时读写数据，不支持多线程，想提升这种存储单元的性能，只有不断改进eMMC的总线接口，也就是我们刚才说的eMMC的版本升级。这也注定了eMMC存储不会有太高的提升空间。

两种标准的通道区别（图片引自网络）

UFS全称为“Universal Flash Storage”，即通用闪存存储 ，由固态技术协会JEDEC订立。相比于eMMC，其优势就在于使用高速串行接口替代了并行接口，改用了全双工方式，收发数据可以同时进行。

之前厂商们大力宣传的UFS 2.0规范分为两种，强制标准为HS-G2，可选标准为HS-G3。HS-G2 1Lane最高读写速度为2.9Gbps（约为360MB/s），2Lane最高读写速度为5.8Gbps（约为725MB/s）。可选标准HS-G3 1Lane最高读写速度为5.8Gbps（约为725MB/s），2Lane最高读写速度为11.6Gbps（约为1.45GB/s）。

UFS 2.1的闪存存储标准速度标准没有任何变化，主要是在设备健康、性能优化、安全保护三个方面进行了升级。

在文初我们说的UFS3.0在这一个基础上再次升级，带宽是UFS 2.1的2倍，理论的接口最大带宽为23.2Gbps，即传输速度为2.9GB/s。相比于最新eMMC5.1标准，理论上有着接近5倍的性能优势。

苹果用的是哪种协议的存储？

我们经常会听到这样一个说法，苹果的存储特别特别快，所以手机流畅。那么iPhone用的是UFS吗？其实并不是。从iPhone 6s开始，苹果在手机上用的是使用NVMe(Non-Volatile Memory express)接口协议 ，这种协议在电脑的SSD上比较常见。

在当时，iPhone 6s的闪存实际性能就达到了连续读取速度402MB/s，连续写入速度164MB/s的水准。发展到iPhone 8这一代，性能也有了进一步的提升。iPhone 8 Plus实测读取速度为1131MB/s 。而目前除了少数国际旗舰的UFS2.1读取速度能达到1100MB/s以上外，主流安卓机上用的UFS 2.1实际读取速度一般700MB/s出头 ，所以大多读取性能不如iPhone也理所当然。

不同类型的存储价格差异大吗？

既然UFS存储的性能这么牛X，那是不是比eMMC贵上很多？还真不是，其原因要从存储芯片的封装说起。

不同标准的存储价格（数据来源全球半导体观察网）

我们提及存储时，都在说有多大多大容量，事实上，手机储存容量、固态硬盘、U盘和SD卡等使用的都是一种叫做NAND的储存介质，NAND闪存是一种非易失性存储技术，即断电后仍能保存数据。我们刚才所说的存储，都是在NAND存储芯片的基础上，再加上了控制芯片，接入标准接口，进行标准封装而成的。

这样封装的好处就在于可以使结构高度集成化，而且当手机客户选用封装好的存储芯片进行手机硬件堆叠时，不需要处理其它繁琐的NAND Flash兼容性和管理问题。

之前苹果的存储内存混用一事闹得沸沸扬扬，其原因就在于NAND闪存颗粒也有不同。根据单元存储密度的差异，闪存分为SLC、MLC、TLC三种类型：

SLC（单层式存储） ，单层电子结构，写入数据时电压变化区间小，寿命长，读写次数在10万次以上，但造价高。

MLC（多层式存储） ，使用高低电压构建的双层电子结构，寿命长，造价可接受，读写次数在5000左右。

TLC（三层式存储） ，是MLC闪存延伸，存储密度最高，容量是MLC的1.5倍。 造价成本最低，但使命寿命低，读写次数在1000~2000左右。

所以，采用eMMC和UFS标准虽然对价格有一定影响，但并不是所有原因，还要看闪存颗粒的类型。据悉，采用UFS3.0标准的存储芯片价格会更高一些。当然，苹果的NVMe接口协议的存储芯片价格也不低。

传输速度会给我们带来哪些影响

说可这么多，相信大家最关心的问题还是存储芯片的传输速度会给我们带来哪些影响。其实这个问题不难回答。相信给电脑加装过SSD的朋友都会有这样的体验：以前机械硬盘开机少说也得三十多秒，用了SSD后，开机时间不到10秒了；加载大型游戏能够明显感觉快出很多。在手机上用高速的存储芯片道理是相同的，就是让手机加载更快。

举个大家都有认知的例子：同时代的iPhone游戏加载速度回明显优于安卓手机，其中原因除了处理器性能和软件系统优化外，很大一部分原因就来自于苹果NVMe接口协议存储芯片的高读取速度。当然，得益于此的还有应用的加载速度。

喜欢用手机拍照的朋友，在以前肯定都有这样的烦恼：拍照时手机反应慢，按快门后得等很长一段时间才能拍摄成功；手机里存的照片太多，照片加载特别慢，稍微一滑动手机就会卡到爆。其原因除了手机处理器和软件的优化外，就是因为存储的写入和读取速度太慢造成的。

所以，在不考虑处理器和软件的情况下，存储拥有了更高写速，拍照片就可以更快响应。另外，也允许了像素更高、帧数更多的视频录制；存储读速更高，多张照片和超高质量视频加载得就更快，操作和播放的卡顿就更少。

另外，相比于eMMC，UFS的优势还在于采用了全双工方式，收发数据可以同时进行。打个比方来说，eMMC就相当于一条只允许一辆车经过的通道，对面的车要等通道内的车出来以后才能进入通道。而UFS则是双向车道，允许来往车辆同时运行。即用UFS存储的手机在执行多任务时，无需等待上一进程结束，效率自然提升不少。

那么UFS3.0会给我们带来什么？

刚才提到有更快的加载速度、允许画面质量更高、帧数更多的视频拍摄和播放。除了这些，还能给安卓手机带来什么呢？

首先，UFS 3.0的接口带宽最高可达23.2Gbps，也就是理论传输速度可达2.9GB/s。当然实际速度会有所折损，但应该不会低于2GB/s，这就远远高于iPhone 8 Plus实际读取速度1131MB/s。所以如果苹果的存储方案没有大幅度升级的话，下一代产品将被采用UFS3.0存储的手机超越，iPhone在游戏加载速度上将不具有优势。

我们即将进入网速更快的5G时代（图片来自网络）

另外，我们也将进入5G时代。5G网络最高理论速率可达20Gbps，也就是2.5GB/s左右，按照理论数据一瞬间就可以下载一部高清电影。但问题就在于市面上的手机存储芯片都没有这么高的写入速度。所以，以后制约下载速度的将不再是网速，而是存储。UFS3.0的大带宽显然与5G的高网速更般配。

但近一年内，UFS3.0应该不会投入手机市场。因为麒麟970、骁龙845、Exynos9810等研发较早，暂时没有信息证明这三款旗舰处理器支持UFS3.0标准，所以大概只有等到2019年才能在手机上见到。

写在最后

看到这里，相信大家已经对手机存储有了一定的了解。最后，我们来说一下如何鉴别储存芯片类型：下载一款名为AndroBench，进行速度测试。

标准顺序读取（Sequential Read）MB/s顺序写入（Sequential Write）MB/s eMMC 5.1250 125 eMMC 5.0 250 90 eMMC 4.5140 50

eMMC实际测试参考数值

eMMC速度可以参照表格，一般来说顺序读取速度不超过300MB/s的芯片均为eMMC标准芯片。现在见于主流机型上的UFS标准芯片顺序读取速度在700MB/s左右。当然，如果你碰到顺序读取速度到1100MB/s，那可以说该手机厂商十分良心了。

性能全面升级 三星V-NAND 870 EVO固态硬盘评测

三星存储近期发布了全新的870 EVO固态硬盘，这款硬盘是上代860 EVO的迭代产品，在性能方面进行了全面升级，同时采用了最新的MKX主控和第六代V-NAND技术，不论是品质还是可靠性都非常出色，而对于消费者来讲，一款大容量兼顾高性能的固态硬盘对于我们日常工作效率有着质的提升。

设计外观：竖版结构 经典延续

外观方面，三星 870 EVO依旧延续了经典的设计风格，包装简洁大气，上面是整个产品的渲染图，同时关键性的信息也一目了然。

除了型号之外，这款SSD的性能可以达到惊人的560MB/S和530MB/S，这是目前SATA3接口理论带宽的最高值，性能领先目前市面上绝大部分的SATA3接口固态硬盘。

三星870 EVO正面是三星的品牌标识，并且还有经典的方块图案，同时黑色的外观也延续了EVO系列的一贯风格，代表着更高的性能和更加优秀的品质表现，辨识度极高，让用户一眼就能认出产品。

接口方面，三星870 EVO采用了标准的SATA接口设计，兼容多种设备，不论是老机升级还是为自己的笔记本电脑扩容，均非常的简单；在安装方面，标准的2.5英寸身材不论是台式机还是笔记本电脑，均能够轻松兼容，同时7mm的厚度，非常地轻薄。

MKX控制器+第六代1XX层 V-NAND+智能缓存

在控制器和NAND颗粒方面，全新的870 EVO采用了最新的MKX控制器，相对于上代控制器全面升级，搭配大容量的独立缓存，能够提供极佳的性能表现，长时间的高负荷运载过程中，三星870 EVO依旧能够表现出色。TurboWrite通过使用SSD中预先分配的SLC写入缓冲区，显著加快了写入速度，可在数据传输过程中长期保持高性能，在NAND方面，870 EVO使用了三星最新的第六代V-NAND技术，并且经过三星专业的电路设计，相对于第五代V-NAND颗粒，读写性能均有提升，达到560MB/S和530MB/S的连续读取性能表现，同时在持续的随机写入性能提升提升高达30%，综合性能全面升级，并且大幅领先市面上的其他竞品。

另外在可靠性方面，三星870 EVO从内到外，均为三星自主研发设计，为了确保每个元器件的正常运行，搭配1XX层V-NAND颗粒，总写入字节数最高可达2400TB，同时搭配5年有效质保，用户基本不用担心整块硬盘的寿命问题，可以安心使用。

现代待机模式+魔术师软件，优化用户体验便于应用

在Windows 10系统中，三星870 EVO固态硬盘采用了Modern Standby模式，大幅提升我们的使用体验。在电脑待机的时候，整块硬盘的功耗低于5mW，有效节省能源，并且在我们操作电脑的时候，硬盘能够从休眠的状态下，直接进入工作状态，拥有极速的响应，让我们的系统瞬间从休眠状态转换到活跃状态，这项功能非常适合笔记本电脑在电池供电的时候使用，易用性大幅领先同类产品，大幅优化用户的使用体验。

在易用性方面，三星还提供了专业的“三星固态硬盘魔术师”软件，可以实现一键数据迁移，在迁移完成之后，我们所有的文件都将自动备份，并且我们开机之后的桌面图标和文件都将完美复制，让我们零压力更换系统盘，这也是目前市面上唯一一家官方的数据迁移软件，并且这款软件完全免费，非常地贴心，也能够充分彰显三星对于客户痛点问题地精准把握和解决，体现了三星深厚的技术实力和对用户完全负责的态度。

性能测试：读写超560MB/S和530MB/S 性能表现傲视行业

接下来我们对这款硬盘进行性能测试，让大家更好的了解这款硬盘在实际应用时的表现，为大家的选购提供一个客观的数据支持。

本次我们拿到的三星870 EVO容量版本为2TB，通过CrystalDiskInfo软件中我们可以看到，这款硬盘的基本参数，三星870 EVO的实际容量为1.81TB，待机温度为31℃。

CrystalDiskMark是一款测试硬盘综合性能的常用软件，在这个项目的测试中，我们可以看到，三星870 EVO的顺序读取性能为561.7MB/S，顺序写入性能为531.7MB/S，性能表现超过官方宣称的560MB/S和530MB/S，性能表现出色，这样的成绩表现领先目前市面绝大部分的SATA3接口的固态硬盘，基本已经达到SATA 6GB/S带宽的极限，是目前市面上性能表现最出色的SATA接口固态硬盘之一。

在AS SSD Benchmark项目中，我们可以看到，这款硬盘的4K随机写入成绩为84698iops，顺序读取成绩为96567iops，这样的性能表现非常出色，对于我们日常应用来讲，能够获得更快的开机速度及应用打开速度，实际体验更加优秀。

ATTO Disk Benchmark项目中，三星870 EVO的顺序读取性能为562MB/S，顺序写入性能为533MB/S，成绩同样表现出色，也超过了官方宣称的性能，综合表现优秀。

在TxBENCH项目中我们同样可以看到，三星870 EVO的顺序读取性能为563MB/S，顺序写入性能为532MB/S，表现同样是非常出色，意味着其能够满足绝大部分用户的日常使用需求，同时硬盘在测试过程中，完全没有掉盘、掉速和卡顿的情况发生。

最后，我们使用PCMARK 8进行存储测试，这款软件可以模拟硬盘在运行魔兽争霸、战地、Adobe等软件时候的性能表现，最终给出一个综合的分数表现。最后，三星870 EVO的最终得分为5012，运行期间硬盘的平均速度为323.93MB/S，性能表现能够轻松应对目前市面上绝大部分的游戏和软件，成绩优异。

写在最后：三星870 EVO固态硬盘使用了全新的三星自研的MKX控制器和第六代V-NAND颗粒，性能表现相对于上代产品，顺序读写性能分别超560/530 MB/S， 在SATA3接口固态硬盘中处于绝地领先地位；同时这款硬盘提供5年有效质保，让用户完全不必担心售后的问题。综合来看，三星870 EVO是目前市面上可以买到的品质出众、性能领先、容量最大的SATA3接口固态硬盘，不论是笔记本扩容还是老PC升级存储，三星870 EVO都是不二的选择。

目前三星870 EVO固态硬盘已经在苏宁等电商平台开启售卖，2TB版本促销价2099元，并可选全保修3年及整机保4年的增值服务，优惠力度相当惊人，心动的你可千万不要错过哦。

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