碾压SSD?神秘的USF 3.0

你想过有早一日手机存储速度能和SSD一争高下吗？在全面屏、5G等热门词汇不断霸屏朋友圈的同时，USF 3.O已经悄然崛起，一个在不少粉丝眼中能碾压SATA SSD速度的存储规格，真的有那么强吗？

碾压SSD的USF 3.0

一年多以前，当JEDEC组织正式发布UFS 3.0标准（JESD220D）时，在整个市场并末引起太大波澜，HS-Gear4（G4）带宽规范在USF 2.1的基础上实现翻倍，单通道双向11.6Gpps，双通道双向带宽的理论最高值就是23.2Gbps，物理层/传输层依然是采用MIPI M-PHY v4.1/UniPro vl.8，新增温度活动通知，以此实现温度剧变的警报（范围是零下40摄氏度至105摄氏度）。

虽然新的UFS 3.0标准看起来速度很强大，但是就目前知道的2018年上半年将要发售的新设备来说，比如说小米将锁定的骁龙845、Exynos9810，都没有明确的证据表明新的SoC将会支持全新的UFS 3.0，所以说如果要真的用上新的存储标准，可能不会这么快。

在人们对USF 3.O记忆快被时间消磨掉的时候，一张AndroBench测试软件的测试结果截图开始在网上广为传播。截图显示，UFS3.0闪存连续读取速度为2279.8MB/s、连续写入速度为1801.1MB/s、随机读写则都在140MB/s左右。

UFS2.1的连续读写速度在700MB/s、200MB/s左右，随机读取同样为140MB/s，随机写入为20MB/s左右。可以看到UF53.0在连续读写与随机写入的速度上3-9倍的提升，堪比许多NVMeSSD。

源自三星的佐证

UFS3.0测试成绩截图一经流出便成功引发人们再一次对该移动存储协议的关注，对于成绩的真假并没有太多的人质疑，毕竟在2018年四季度末，上游半导体大厂三星和高通在香港举行的4G/5G峰会上，宣布将于2019年起推行UFS 3.0存储芯片的商用进程，2020年推行LPDDR5运行内存芯片的商用进程，以适应5G网络的普及和发展。

据悉，三星推出的首批UFS 3.0存储芯片将会有128GB/256GB/512GB三种规格，最大数据传输速率为2GB/s，而1T芯片投入商用还需要等到2020年。从三星宣布的信息来看，USF 3.0测试成绩在2019年初流出并不是太大的意外。

除了芯片外，据外媒分析，三星将于明年发布的Galaxy SlO系列的5G网络版本手机上使用UFS3.O闪存，之后再陆续应用到三星Galaxy Note系列手机上。

5G时代的宠儿

实际上，无论是USF 3.0理论传输速度还是网上不断被反复传播的性能测试跑分，都并非太“新鲜”的新闻，但每一次流传出来依旧能引发市场高度关注与讨论，这一次，更在5G大潮下，获得了格外高的关注度。

5G网络最高理论速率可达20Gbps，也就是2.5GB/s左右，按照理論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。

比较有趣的是当你想明白这一点的时候会发现，无论是5G网络还是USF 3.0手机，两者在大众消费市场推进的脚步似乎很难完全一致。国内5G还在试点商用阶段，而大多数Android手机的闪存都是eMMC5.1，连续读写速度分别在300MB/s和200MB/s左右。一些搭载骁龙820/835、麒麟960/970的旗舰手机则支持UFS2.1，连续读写速度为800MB/s和250MB/s。USF 3.0的大众化进程，不仅需要面对自身阵营里USF 2.1势力的阻碍，eMMC更是与其纠缠多年的竞争对手。

手机存储的两大阵营

在手机的组成部件中，同USF直接相关的实际上是ROM，而人们对ROM的感官很多时候源于容量，从几百MB到如今16GB、32GB提跳，更大的容量意味着能够存储更多的照片、视频、资料，但很少有人关注过ROM的性能与用户使用体验的关系，实际上ROM性能越强，App加载和运行的速度自然也就越快，人们也就自然能获得更流畅的应用体验了。

在SSD大众化进程的过程中，相信人们对于SLC＼MLC＼TLC这样的存储颗粒概念已经有了相对清晰的认知，但在手机存储领域，传出协议往往是非常重要的存在。eMMC、UFS和NVMe就是目前手机闪存市场上常见的三种，区别主要在于主控芯片、接口标准以及更底层的Flash芯片标准。如果将传输协议比作高速公路上限速不同的车道，那颗粒类型就是不同马力的车辆，由此产生的组合自然也就跑出了不同速度。

NVMe具有一定的特殊性可单独来讲，而对于绝大多数安卓智能手机用户而言，eMMC与UFS是其存储的两大阵营。

eMMC（Embedded Multi Media Card）是智能手机领域普及度最高的存储单元，它是在NAND闪存芯片的基础上，额外集成了主控制器，并将二者“打包”封装封成一颗BGA芯片，从而大幅降低多芯片的空间占用和布线难度问题，是帮助手机瘦身的不二法门。想提升这种存储单元的性能，只有不断改进eMMC的总线接口，于是就有了eMMC4.4、eMMC4.5、eM MC5.0和eMMC5.1的不算演进。

eMMC只支持半双工运行（即读写必须分开执行），以目前主流的eMMC5.1为例，其实际持续读取速度也就在280MB/s上下，显然无法在性能上同USF一争高下。

UFS（通用闪存存储）可以视为eMMC的进阶版，它也是由NAND闪存和主控打包的一种封装形式，但它的物理结构却是由多个闪存芯片、主控、缓存组成的阵列式存储模块。

UFS和PCIe一样，支持多通道数据传输，目前最多支持两个通道。多通道可以让UFS在成本、功耗和性能之间做取舍，并且是全双工工作模式，就是读写可以并行。

从运行原理和速度对比可以看出，USF的确具有很大优势，在不出意外的情况下，必然是未来手机存储技术标准的发展方向。

特立独行的iPhone

用iPhone手机体验更流畅一一这是不少果粉甚至路人在体验了iPhone以后的感觉，除了系统和应用方面的优化设计外，iPhone能让人们感觉到体验更流畅的重要原因在于NVMe存储协议的使用。

为了给用户更流畅的应用体验，苹果从iPhone 6s开始借鉴MacBook固态存储方案，非常前瞻性地引入NVMe协议，并支持TLC/SLC混合缓存加速。相比传统SCSI接口协议，NVMe具有高效率、低负载的特性，表现出更高性能和更低延迟。

在整体速度大幅领先安卓阵营存储传输协议的同时，苹果也有了自己的考量。在同一款iPhone上，不同容量的版本虽然采用的都是NVMe传输协议，但也存在MLC和TLC颗粒混用的情况。

以iPhone 7 Plus为例，32GB版本使用的是MLC颗粒，128GB和256GB版本则是TLC颗粒。在大容量版本上，NVMe提供了TLC/SLC混合缓存加速，将部分TLC模拟为SLC缓存进行加速，就导致了“皇帝版”和“乞丐版”之间的读写速度有了明显差异。

这样的混搭设计让消费者颇为头疼，实际上不仅苹果这样做，安卓手机厂商也做过类似的混搭尝试。

争议蛮大的混搭

NVMe存储协议让iPhone在存储效率上表现非常不错，但TLC/SLC混搭的玩法却出现了不同版本产品明显的体验差异，这从品牌不同产品线的市场定位出发并无可厚非，不过相对麻烦的就是安卓这应了，本身eMMC和USF属于两个阵营，但在使用上也存在混搭的可能，最引人注意的莫过于当年华为P10的尝试。

eMMC闪存与UFS闪存在外观和作用上都没有明显区别，但性能上存在明显的区别，两者的混搭如果处理不好工作设计逻辑，的确很容易给人eMMC拖慢USF的感觉。

未来可预见的是USF 3.0会在很长一段时间内成为旗舰机的标配，而为提升性能并控制成本，混搭恐怕也会再一次被厂商采用以区隔不同产品线的市场定位，这样的背景下，高性价比产品或挂羊头卖狗肉的投机者都可能出现，值得消费者警惕。

USF 3.0之外的驚喜

PC不断提升存储性能以实现综合性能的同时，手机存储性能的提升也开始变得明显，搭载USF 3.0将成为未来旗舰手机的标配，而同样有助于提升手机存储性能的还有LPDDR5 RAM和SDExpress存储卡

LPDDR5的速度将达到6400Mbps，比LPDDR4翻番，比LPDDR4×（4266Mbps）提升50%。按照IC厂商Synopsys透露的，LPDDR5将引入WCK差分时钟，类似于GDDR5，从而在不增加引脚的情况下提升频率。此外，LPDDR5还将引入Link ECC，具备从传输错误中恢复数据的能力。

SD Express标准的存储卡，不仅在存储速度上有较大提升，同样提升的还有存储容量，其最大容量（SDUC卡）提升到128TB，速度更是可达到985MB/s。而以上技术的出现，必将会成为新一轮旗舰智蘸机将要占领的技术之制高点。

永不停息的速度追求

人们近年来为何如此重视手机存储技术的更迭呢？这还得从高速存储芯片能够带来的改变出发，而最直观的类比举例便是PC从HDD硬盘到SSD硬盘后的变化。

来自存储的木桶效应困扰了PC领域产品多年，而智能手机领域其实上存在同样的问题，在人们追求更流畅操控体验的过程中，手机芯片、操作系统都在不断升级，但存储的确跑得慢了_一些。

手机用户很多时候都抱怨过拍照时手机反应慢，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。

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。

写在最后：

静待USF落地

以USF 3.0为代表的新一代移动存储协议的落地，能为用户带来更快的多任务执行速度、游戏加载速度、手机连拍写入速度、相册缩略图载入时间等诸多优势，对于当前手机性能会产生相当明显的提升，尤其是在高清照片/视频拍摄、5G高速网络逐渐落地的大环境下，手机性能的未来非常值得期待。