ufs emmc nand flash 同为闪存！SSD，eMMC，UFS有何不同

发布时间 : 2024-10-07

作者 : 小编

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同为闪存！SSD、eMMC、UFS有何不同

如同内存在不同应用场景中可以分为DDR、LPDDR、GDDR一样，闪存在不同的设备中也以不同形式存在，比如SSD、UFS和eMMC。如果你对数码感兴趣，很容易想到SSD经常在电脑或服务器中出现，而UFS和eMMC则大多出现在智能手机等移动设备上。那么，既然SSD、UFS、eMMC都是闪存，它们的区别又在哪呢？

什么是闪存

首先，我们来了解一下它们的共同点。闪存（Flash Memory），指现在最常用的断电不丢失信息的半导体存储芯片，具有体积小、功耗低、不易受物理破坏的优点。

闪存主要分为NAND Flah、NOR Flash，这两种类型都是日本人发明后又经过美国Intel公司继续开发的。 NAND Flash具有较快的抹写时间，而且每个存储单元的面积较小，这让NAND Flash相较于NOR Flash具有较高的存储密度与较低的每比特成本。同时它的可抹除次数也高出NOR Flash的十几倍。而SSD、UFS、eMMC都属于NAND Flash。

SSD与UFS、eMMC的差别

就应用场景来说，UFS和eMMC是一类，都被使用在一些较小的移动设备上，而SSD一般则出现在电脑或服务器上。

SSD的主要作用是取代之前的HDD（机械硬盘），拥有超大容量，极高的并行性、对功耗和体积要求不敏感、兼容已有接口技术等特点。 为了达到高并行、高性能的要求，一个SSD有多颗Flash芯片，这样就可以在每个芯片上进行相互独立的读写操作，以并行性来提高硬盘吞吐量，还可以增加冗余备份。

而在寸土寸金的移动设备中，为了节省空间和功耗，eMMC和UFS通常只有一颗密度较高的Flash芯片。 eMMC中的「e」是「Embedded（嵌入）」的意思，而UFS原本称作eUFS，也就是说它们是嵌入在主板上的，并不像SSD一样有SATA或M.2接口可以插入，方便更换或升级。

此外，管理一颗Flash芯片和管理多颗Flash芯片，策略肯定是不一样的，因此它们的控制器也就完全不同了。这些便是SSD与eMMC和UFS的区别。

eMMC和UFS的区别

SSD与eMMC、UFS很好区分，但eMMC与UFS却有不少相似之处，所以接下来我们来看eMMC与UFS之间的区别。

虽然说eMMC闪存和UFS闪存在外观和作用上都没明显区别，但是实际上两者的内部结构却有着本质上的差异。eMMC的全称为「embedded Multi Media Card」，即嵌入式的多媒体存储卡。eMMC是在NAND闪存芯片的基础上，额外集成了主控制器，并将二者「打包」封装成一颗BGA芯片，从而大幅降低多芯片的空间占用和布线难度问题。

eMMC闪存基于并行数据传输技术打造，其内部存储单元与主控之间拥有8个数据通道，传输数据时8个通道同步工作，工作模式为半双工，也就是说每个通道都可以进行读写传输，但同一时刻只能执行读或者写的操作，与PC上已经淘汰的IDE接口硬盘很是相似。

这在实际应用中的影响就是，当我们将手机与PC连接，在拷贝照片的同时将无法访问手机存储空间内的其他文件夹，也无法同时往手机里拷贝数据，只有等照片传输完毕后才能进行其他操作。

而UFS 的全称是「Universal Flash Storage」，也就是通用闪存存储，它是基于串行数据传输技术打造，其内部存储单元与主控之间虽然只有两个数据通道，但由于采用串行数据传输，其实际数据传输时速远超基于并行技术的eMMC闪存。此外UFS闪存支持的是全双工模式，所有数据通道均可以同时执行读写操作，在数据读写的响应速度上也要凌驾于eMMC闪存。

正因为eMMC闪存与UFS闪存在内部结构上存在着本质上的区别，这让两者的理论带宽产生了极大的差异。近年来比较常见的eMMC闪存多应用eMMC 4.x或者5.x规范，其中eMMC 4.5常见于低端设备，理论带宽为200MB/s，现在已经基本淘汰；而eMMC 5.0/5.1标准理论带宽分别为400MB/s和600MB/s，从数字上看并不算低。

然而与UFS闪存相比，eMMC闪存的这点理论带宽就不够看了。UFS闪存的相关标准是在2011年2月份首次亮相，当时的UFS 1.1标准其已经可以提供相当于300MB/s的理论带宽，而eMMC闪存要到2012年的eMMC 4.5标准时才可以提供200MB/s的理论速率。只是由于当时的应用环境以及成本等因素的限制，USF 1.1标准未能得到大规模的推广。

直到2014年UFS 2.0规范出炉后，eMMC闪存才被彻底碾压。UFS 2.0规范分为两部分，第一部分是UFS HS-G2规范，也就是我们常说的UFS 2.0，其单通道单向的理论带宽就可以达到1.45Gbps的水平，双通道双向的理论带宽就是5.8Gbps；而第二部分的UFS HS-G3标准，也就是我们常说的UFS 2.1，其理论带宽更是UFS 2.0的翻倍，达到11.6Gbps，eMMC闪存彻底望尘莫及了。

而到了近两年，UFS已经成为智能手机上的标配，现在最新的标准是UFS 3.1，单通道带宽为11.6Gbps，是UFS 2.1性能的两倍。

总结

总结来说，SSD、eMMC、UFS虽然同属闪存（NAND Flash），但它们在控制器、接口标准甚至更底层的Flash芯片标准上有所差别。SSD主要是为替代电脑或服务器上的HDD（机械硬盘），容量大，且兼容已有的接口技术。

eMMC、UFS则广泛应用于移动设备，且UFS是作为eMMC的替代品出现，它们都直接嵌入在主板上，很难替换。而UFS得益于接口标准带来的性能优势，逐渐成为智能手机，尤其是安卓手机的主流，eMMC则得益于其成本优势，依然在一些小型移动设备中出现。

UFS与eMMC到底是啥？3分钟带你看懂它们的秘密

虽然很多人并不知道UFS2.1/2.0和eMMC 5.1全称是什么，但是在各大手机厂商的强力轰炸下，大家多多少少知道这是一种闪存标准，并且在速度上UFS 2.1>UFS 2.0>eMMC 5.1。目前来看，UFS闪存在速度上大幅领先eMMC，后者就像是上一个时代的产物。

另一方面，我们发现不少消费者对eMMC与UFS都存在一定的误区，而且近段时间网上关于UFS与eMMC的讨论空前高涨，这从百度指数中以“UFS”为关键字搜索时可以看到。

那么UFS和eMMC到底是什么呢？两者之间的速度差距在理论测试中究竟有多大？看完本文也许你脑海中会呈现一个清晰的轮廓。

UFS与eMMC之间的关系

在外观与功能上面，UFS与eMMC没有明显的差异，它们既不是一种接口（跟PC的SATA/M.2接口不是一个概念），也不是一种单纯的储存芯片（跟NAND闪存也不是一个概念），可以说UFS/eMMC是一种内嵌式存储器的标准规格（基于闪存介质的基础上集成主控芯片，而且拥有标准接口）。

eMMC全称是embedded Multi Media Card，中文翻译为“嵌入式多媒体存储卡”，采用并行数据传输技术，主控和存储单元之间拥有8个数据通道，它们可以同步工作，工作模式为半双工，每个通道允许读写传输，但是同一时间只能读/写。

UFS还更省电

UFS全称是Universal Flash Storage，中文翻译为“通用闪存存储”，采用串行数据传输技术，只有两个数据通道但速率超越eMMC，工作模式为全双工模式，同一条通道允许读写传输，而且读写能够同时进行，传输效率效率提高。不论是数据传输技术，还是工作模式，UFS都全面领先于eMMC 。

手机eMMC闪存读写性能孱弱，拍马赶不上SSD，但UFS出现后情况变了。UFS打通任督二脉：①LVDS（低压差分信号）有专门串行接口，读写操作同时进行；②CQ（命令）队列动态调配任务，无需等待上一进程结束。——说人话就是随心挑选食物、边吃边拉（屏幕前的同学不在饭点吧）。

数据来说话，我们来测一测:

理论上来说，eMMC 5.1、UFS 2.0和UFS 2.1之间的差距应该是比较明显。我们拿最近热播的《人民的名义》中的公务员序列来打个比方，假设UFS 2.1对应的是省部级干部，那么往下依次为：

闪存标准

公务员序列代表人物

UFS 2.1 省部级（正副）沙瑞金（正）高育良（副）李达康（副）

UFS 2.0 厅局级（正副）祁同伟（正）侯亮平（副）陈海（副）

eMMC 5.1 处级（正副）赵德汉（正）程度（正）陆亦可（副）

当然，以上比喻并不是很准确，但足够说明这三者之间的差距。所谓“官大一级压死人”，从某种程度上讲，越高的闪存标准足以碾压低一级的闪存标准。说到这里，那么疑问就来了，这三者之间差距到底有多大？买手机是否一定要选择UFS 2.1闪存的？我们通过图表来看看：

机型：每种闪存各一部

测试软件：AndrodBench

测试次数：3（取最高值）

从图表来看，即使每个闪存标准都取最高值进行对比，其持续读取速度情况类似：后者差不多是前者的两倍，而持续写入速度方面，UFS 2.0的速度是eMMC 5.1的三倍，而UFS 2.1的持续写入速度并没有对UFS 2.0造成碾压，但依旧很高，达到了180MB/s。

去年基本上大多数旗舰机采用的都是UFS 2.0闪存，eMMC 5.1已经称为普通千元机的标配，而UFS 2.1则将成为今年旗舰机的标配。虽然说读写速度越开越好，但是每个人购机预算不同，最终都还要看看自己的钱包在做打算，不是吗？

UFS也不是万能，一台手机怎么样才有流畅的体验？

一部手机的总体体验（也可说是速度）不能依靠一两个核心原件的差异来判断高低，而应该是所有元件的综合实力在真实应用环境中的比较。

影响一部手机的速度体验的核心元件还有处理器、RAM运存介质大小和系统优化 等。尤其是系统优化，这点用软件工具是无法真正测试出来的。

一台好的手机，我们可以用“一款近乎没有短板的水桶机”来形容。目前国内很多厂商都可以拿到顶级的元器件（如定制的摄像头，顶级的处理器，当然包括UFS闪存方案），但是能在系统优化上面做好的寥寥无几，目前不少厂商的短板都存在于系统优化当中。

总结

看完本文，相信大家已经了解在连续、随机读写等各方面指标上，UFS的理论速度皆碾压eMMC，而UFS 2.1对于UFS 2.0也有接近翻了一倍的表现。在目前智能手机的性能框架下，无论是UFS还是eMMC都无法发挥其理论速率，但总体而言而言，全双工模式、串行数据传输技术的UFS优于半双工模式、并行数据传输eMMC是毋庸置疑的。