Надпотужна пам`ять для мобільних пристроїв

Відео: Oukitel K10000 самий живучий смартфон в світі! Металевий монстр з батареєю на 10000mAh!

Флеш-пам`ять в смартфонах і планшетах набагато повільніше твердотільних накопичувачів на комп`ютерах. Поява чіпів UFS 2.0 обіцяє змінити ситуацію. Розкриваємо таємниці надпотужної пам`яті.

Флеш-пам`ять неймовірно швидка. При відповідному інтерфейсі на комп`ютерах і ноутбуках дані записуються на неї і читаються зі швидкістю близько 500 Мбайт / с. Для порівняння: це 1,3 с для повного заповнення CD-носія. Зі смартфонами, планшетами, електронними книгами і іншими мобільними пристроями інша справа: швидкості в 500 Мбайт / с вони не можуть досягти ні при читанні, ні під час запису. На практиці найчастіше зустрічається швидкість в 50 Мбайт / с, так як в цих пристроях працюють не комп`ютерні SATA SSD, а значно повільніші чіпи пам`яті embedded Multi-media Memory Card (eMMC).

Такі чіпи - це частина інтегрованої однокристальної системи (System-on-a-Chip, SoC), яка використовується практично у всіх сучасних смартфонах і планшетах. За своїм походженням пам`ять подібних гаджетів - це флеш-карти, які використовуються в цифрових фотоапаратах і замінили більш ранній формат CompactFlash. Нова версія eMMC з`являється в середньому раз на рік. Наприклад, на планшеті Google Nexus 7 доступ до пам`яті здійснюється за стандартом eMMC 4.41, що дозволяє добитися швидкості до 104 Мбайт / с. З появою першого покоління чіпів UFS (Universal Flash Storage, універсальний флеш-накопичувач), стандартизованого JEDEC (Співтовариством інженерів, що спеціалізуються в області електронних пристроїв) в 2011 році, ситуація повинна була змінитися. Однак UFS 1.1 не зміг виправдати надій: в порівнянні з eMMC переваг у нього практично не було. З`явився у вересні 2013 року UFS 2.0 в корені міняє ситуацію. Нова надпотужна пам`ять, здатна досягати швидкості 1400 Мбайт / с, повинна вийти на ринок вже в цьому році.





Однією з основних причин популярності щодо повільного eMMC є низьке енергоспоживання. Енергозбереження акумулятора мобільних пристроїв часто вважається важливіше швидкості, і з цим eMMC справляється дійсно добре. Новий UFS 2.0 знаходиться на одному рівні з eMMC по параметру енергоспоживання. У робочому режимі обидва інтерфейсу використовують близько 1 мВт, а в режимі очікування їм потрібно до 0,5 мВт енергії. А ось при повному навантаженні UFS 2.0 споживає більше електроенергії, ніж eMMC. Однак із завданням він справляється порівняно швидше, тому швидше повертається в режим очікування, в результаті енергобаланс знову відновлюється. Друга причина широкого поширення eMMC - це низькі витрати. Масовий випуск цього інтерфейсу обходиться недорого, UFS ж значно дорожче, тому, швидше за все, спочатку їм будуть забезпечуватися тільки топові моделі пристроїв.




Зате швидкість UFS 2.0 перевищує швидкість останньої версії eMMC - 5.0 - більше, ніж в три рази. Відрив в швидкості забезпечують добре продумані проектні рішення. Наприклад, обмін даними між UFS-xoctom і флеш-пам`яттю проходить в дуплексному режимі: на відміну від eMMC доступ до пам`яті UFS 2.0 дозволяє одночасно записувати і зчитувати. Чіп eMMC очікує завершення запущеної операції, перш ніж почати наступну, в той час як UFS 2.0, підтримуючи оптимальну многопоточность, виконує кілька операцій одночасно. З черговості команд UFS 2.0 вибирає і відправляє на мікросхему пам`яті кілька запитів одноразово за технологією NCQ (Native Command Queuing, апаратна установка черговості команд).


NCQ визначає пріоритетність: відправка даних на відеоплеєр, наприклад, відбувається швидше, ніж збереження завантажень веб-браузер працювати у фоновому режимі. Втім, побудова порядку виконання команд - це не новинка: вони запозичені з протоколу SCSI, який реалізований також в USB 3.0.

Ще одна перевага UFS 2.0 перед eMMC полягає в підтримці великої ємності. Статична 32-розрядна адресація eMMC обмежена двома терабайтами флеш-пам`яті. Цього достатньо для сучасних смартфонів і планшетів, але така технологія безперспективна. Динамічна адресація UFS 2.0 може подолати бар`єр в 2 Тбайт. Крім того, стандарт UFS 2.0 передбачає спеціальну функція захисту, так що конфіденційну інформацію зберігати можна безпечно. Найсучаснішим інтерфейсом UFS 2.0 буде забезпечений Snapdragon 805 SoC виробництва Qualcomm, поява якого очікується восени. Першим смартфоном з цієї SoC став Pantech Vega Iron 2, а наступні пристрої повинні виходити на ринок все частіше.