發燒學堂：手機用UFS比eMMC快在哪

我們一直在強調手機運行越快越好，但這不單指處理器的運算速度。智能手機是很多高精尖部件的集成體，很多時候單一部件的性能強弱決定了手機整體的高度。這一期《發燒學堂》就為大家帶來最近關注度很高卻容易被忽略的手機部件——快閃記憶體。目前主流Android手機使用的內置快閃記憶體規格主要有兩種，第一種是目前廣泛使用的eMMC，第二種就是被設計出來替代eMMC的UFS，使用兩種快閃記憶體規格的手機在日常使用體驗上有哪些不同，這將是本文重點介紹的內容。

發燒學堂：手機用UFS比eMMC快在哪

什麼是eMMC和UFS？

日常選機大家往往關注64GB、128GB等存儲空間，卻很少像選筆記本關注SSD一樣關注手機快閃記憶體規格。首先手機儲存容量、固態硬碟（SSD）、U盤和SD卡等使用的都是一種叫做NAND的儲存介質，NAND快閃記憶體是一種非易失性存儲技術，即斷電後仍能保存數據。它的發展目標就是降低每比特存儲成本、提高存儲容量。

無論是eMMC還是UFS都是在NAND存儲晶元的基礎上，再加上了控制晶元，接入標準介面，進行標準封裝，形成一個高度集成的儲存模塊。

手機快閃記憶體的設計概念，就是為了簡化手機內存儲器的使用，將NANDFlash晶元和控制晶元設計成1顆MCP晶元，手機客戶只需要採購晶元，不需要處理其它繁瑣的NAND Flash兼容性和管理問題。

eMMC和UFS都是面向移動端快閃記憶體的標準，其中eMMC全稱為「embedded Multi Media Card」，即嵌入式的多媒體存儲卡，eMMC 和 MMC一樣，沿用了 8 bit 的並行介面和半雙工模式，不能同時讀寫數據，不支持多線程。eMMC從eMMC4.3一路發展到4.4、4.5直到現在的5.0、5.1，傳輸速度也從50MB/s一路狂飆到200MB/s直到現在eMMC5.1的600MB/s，不過實際使用中讀取速率都會低於低於理論值，比如搭載eMMC5.1的手機一般讀取速度在250MB／s。

不過對於eMMC來說600MB/s已經是極限，通過並行介面提升介面速率越發困難，介面串列提供了更高速率的可能，這就是後來的UFS標準。UFS使用高速串列介面替代了並行介面，改用了全雙工方式，收發數據可以同時進行。

相比eMMC，JEDEC 發布了全新的USF 2.0 標準在介面速率上提升不少，全新的USF 2.0 有兩個版本，其中UFS 2.0 HS-G2的理論帶寬為5.8Gbps，大約740 MB/s，更快速的UFS 2.1 HS-G3的理論帶寬更是達到了11.6Gbps，約1.5GB/s。

UFS和eMMC速率差異

上面這張圖很好的反映出了eMMC和UFS兩種規格之間的速率差異，而關於手機快閃記憶體帶寬的提升並沒有停止，根據路線圖，明年我們有望在手機上UFS3.0的身影，其帶寬峰值將超過2.4GB／s。

截至目前，大多數手機會採用eMMC存儲介面，但是我們看到eMMC本身存在速率瓶頸，比如不能同時讀寫，也就是我們在連接電腦導圖片的時候，並沒有辦法同時往手機拷貝數據，另外在傳一些大體積的數據時，往往帶寬的限制會很慢。

UFS和eMMC兩種標準的差異

而UFS2.X介面無論在性能和速率上都更勝一籌，並真正在改善移動設備的操作體驗。如果用一個詞來UFS介面帶來改善，那就是更快的響應能力。最新的Android系統已經根據UFS2.0的多線程讀取能力進行了優化，一個最直觀的變化是我們的手機在讀取文件上花費的時間會更少，另外打開應用程序的時間也變短，一旦軟體開發人員優化各自的App，充分利用UFS，這種移動體驗就會持續得到改善。總而言之UFS2.0的存在讓我們的手機看起來反應更快。

實際體驗 UFS比eMMC快在哪？

前面我們提到UFS比eMMC可以提升文件讀寫速度，應用到實際使用中主要表現為手機解壓大型遊戲和載入大型遊戲的時間會變短。除了這些，使用會更快的UFS介面的手機要比eMMC在實際表現的差異還是比較明顯的，下面這段視頻可以很清晰的表現出兩種規格的差異。

手機用UFS比eMMC快在哪

1、多任務執行響應速度更快

擁有UFS2.0介面手機，LVDS（低壓差分信號）有專門串列介面，讀寫操作同時進行； CQ（命令）隊列動態調配任務，無需等待上一進程結束。相反eMMC介面的手機讀寫必須分開執行，指令也是打包的，在速度上就已經是略遜一籌，在執行多任務時eMMC自然要慢一步。

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UFS支持多任務處理

2、低延遲，UFS響應速度快3倍

在讀取大型遊戲以及大體積文件時，UFS2.0所需時間更短，載入一款遊戲所需要的時間為eMMC5.0的1/3，相應在體驗遊戲時UFS2.0的手機延遲更低，畫面更流暢。

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UFS響應速度更快

3、連續快拍的照片寫入更快

UFS和eMMC體驗上的區別還在連續拍照上，連續拍照時UFS讓照片寫入更快，從下面的對比可以看出，不同介面標準的手機在連續拍照時，因為寫入速度的限制eMMC拍攝時從按下快門到存儲一張照片花費的時間更長，而UFS縮短了存儲時間從而可以讓我們可以在同一時間內抓拍到更多照片。

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UFS照片寫入速度更快

4、相冊圖片縮略圖載入時間更短

這一點相信大家深有體會，很多人的手機裝滿了幾百張甚至上千張照片，當你打開相冊的圖片縮略圖很明顯的看到載入的過程，這就是手機在讀取快閃記憶體中的照片時更不上刷新的速度造成的。優秀的手機屏幕時畫面會隨著滑動流暢載入，而差一點的手機就會明顯體會到載入時的卡頓。

UFS縮略圖載入速度更快

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5、速度快了 功耗也更低

UFS介面在提升了速率之後，也就意味著在相同的任務面前它所花費的時間更短，更高的效率意味著更低的功耗。在同時工作的時候UFS的功耗要比eMMC低出10%，日常工作中大約能省35%的功耗，這對於目前的智能手機續航無疑是更好的選擇。

UFS功耗更低

可以看出移動設備快閃記憶體毫無疑問都會走向更有未來的UFS介面標準，協同處理器讓我們的手機在應對更多場景時不會卡頓，尤其是5G網路即將帶來的數據狂潮，則會讓UFS更有用武之地。

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