UFS یا eMMC، کدام نوع از حافظه داخلی بهتر است؟

اگر پیشرفت تکنولوژی را در دو دهه اخیر مرور کنیم می‌بینیم که همیشه تقاضا بیشتر از ارایه بوده است. یعنی هر چقدر هم که فناوری به سمت جلو حرکت کند به نقطه پایانی نمی‌رسد و نیاز به ساخت محصولات بهتر احساس می‌شود. زمانی را به خاطر بیاورید که تلفن‌های هوشمند وجود نداشتند! یا حتی می‌توانید اسمارت‌فون های پیشرفته اوایل دهه قبل را با رده‌پایین‌های فعلی مقایسه کنید.

از سویی افزایش سرعت ارتباطات و در پی‌ آن امکان تبادل فایل‌های مولتی مدیای حجیم و از طرف دیگر افزایش کیفیت دوربین و ضبط ویدیوهای 4k باعث نیاز به حافظه‌های ذخیره سازی بیشتر  و سریع‌تر شده است. پردازش‌‌های سنگین نیز بدون حافظه پر سرعت امکان‌پذیر نیست. نسل جدید ذخیره‌ ساز از نظر ظرفیت، کارایی و سرعت بسیار بهتر شده اما پایه و اساس عملکردش با نسل قدیم یکسان است. در واقع هر دو نوع حافظه eMMC و UFS نوعی ذخیره ساز مبتنی بر فلش هستند. در ادامه مطلب با ما همراه باشید تا با انواع حافظه ذخیره‌سازی، تفاوت‌ها و شباهت‌هایشان آشنا شوید.

حافظه فلش چیست؟

ذخیره سازی فلش نوعی ذخیره سازی غیر فرار است که می‌تواند به طور الکتریکی پاک شده و دوباره برنامه‌ریزی شود. اختراع حافظه فلش طی یک سری از رویدادها و با ساخت metal-oxide-semiconductor field-effect transistor ( به اختصار MOSFET ) در سال ۱۹۵۹توسط  محمد محمد عطاالله، دانشمند مصری آمریکایی و داوون کنگ آغاز شد. بعدها در سال ۱۹۶۷ داوون کنگ با کمک سیمون مین، ماسفت گیت شناور را اختراع کرد. توسعه این فناوری منجر به تولید سلولهای حافظه و انواع  اولیه ذخیره سازی فلش شد. این حافظه‌ها از نوع  فقط خواندنی قابل برنامه ریزی (PROM) و در دو نوع قابل پاک شدن  (EEPROM) و قابل پاک شدن الکترونیکی (EEPROM) بودند. هر دو نوع حافظه قبل از برنامه ریزی دوباره لازم است به طور کامل پاک شود.

همه رویدادهایی که گفتیم منجر به توسعه حافظه فلش در دهه ۸۰ میلادی شدند. در آن زمان حافظه‌های فلش شامل NAND و NOR بودند که می‌توان آنها را به عنوان فلش مموری اولیه در نظر گرفت. در حالی که NOR امکان دسترسی تصادفی و خواندن و نوشتن یک بایت در هر مکانی از حافظه را فراهم می‌کند NAND این دسترسی را برای یک بلوک شامل هزاران بیت ایجاد می‌کند. شکل ابتدایی ذخیره‌سازی داخلی موبایل هم به همین صورت بود.

eMMC (حافظه فلش NAND مدیریت شده)

با بهبود فناوری حافظه فلش استانداردهای جدیدی شکل گرفت و eMMC توسط انجمن MMCA معرفی شد. در واقع می‌توان این نوع حافظه را تا حدودی مشابه نسخه کوچک شده کارت مولتی‌مدیای معرفی شده در سال ۱۹۹۷ دانست. بر می‌گردیم به سال ۲۰۰۶ و معرفی eMMC؛ در این سال کارت‌های ( Secure Digital (SD به عنوان ذخیره‌ساز قابل جابجایی معرفی شدند. استاندارد eMMC یک حافظه داخلی فلش از نوع  NAND است که یک کنترل کننده حافظه فلش دارد. مشابه  کارت SD است اما قابل  جدا شدن نبوده و به برد گوشی متصل شده است. تفاوت مهمش با کارت SD، در کنترل کننده‌ای است که توزیع دیتا را مدیریت نموده و به صورت امن مانع از دست رفتن یا خراب شدن داده‌ها می‌شود. بعداً MMCA در سال 2008 حقوق کلیه استانداردهای خود را به JEDEC واگذار کرد.

در حال حاضر ، eMMC پرکاربردترین گزینه ذخیره سازی در تلفن های هوشمند در سراسر جهان است. سرعت خواندن دیتا در نسل 5.1 این نوع حافظه به  250MB/s می‌رسد.

UFS چیست؟

UFS هم نوعی حافظه فلش است. بنابراین بدیهی است که از تکنولوژی مشابه با eMMC استفاده می‌کند. البته این یکی نوعی حافظه فلش پیشرفته است و عملکرد بهتری را ارایه می‌کند. UFS آمده است که جایگزین eMMC شود و  آن را می‌توان آینده ذخیره‌ساز داخلی تلفن همراه دانست. UFS 1.0 در سال ۲۰۱۱ و به دنبال آن نسخه 1.1 در سال ۲۰۱۲ معرفی شدند و یک سال بعد JEDEC از UFS 2.0 رونمایی کرد. آخرین استانداردهای این ذخیره‌سازی یعنی UFS 3.0 و UFS 3.1 نیز به ترتیب در سال‌های ۲۰۱۸ و ۲۰۲۰ معرفی شدند.

UFS نیز همانند eMMC  از حافظه فلش NAND و یک کنترل کننده اما با معماری کاملاً متفاوت استفاده می‌کند. توسعه فناوری NAND پیشرفت در فناوری فلش را امکان پذیر کرده است. این امر ما را به نسل فعلی NAND flash موسوم به V-NAND / 3D NAND رسانده است. سلول حافظه NAND معمولی بر اساس ساختار گیت شناور بود ولی V-NAND از معماری charge trap flash استفاده می‌کند که در سال 2002 معرفی شد.  “V” مخفف عمودی است زیرا سلول‌های حافظه فلش به صورت عمودی تراز می‌شوند. در نتیجه هزینه تولید را در مقایسه با آرایش NAND معمولی کاهش می‌دهد. V-NAND همچنین حداقل ۱۰ برابر بیشتر از NAND معمولی تراکم بیت ایجاد می‌کند تا فضای ذخیره سازی بیشتری به دست آید. برای اطلاعات بیشتر در این خصوص اینجا را کلیک کنید.

باز می‌گردیم به بحث اصلی؛ علاوه بر جدیدتر بودن UFS نسبت به eMMC، این دو نوع ذخیره‌ساز با یکدیگر تفاوت‌هایی دارند. چرا UFS سریع‌تر است و چه چیزی آن را به گزینه بهتر بین این دو تبدیل می‌کند؟

UFS و eMMC، یک مقایسه سریع

به صورت خلاصه UFS دو مزیت مهم به eMMC دارد:

 اینترفرنس سریال LVDS کامل دو طرفه (Low Voltage Differential Signalling):

این فناوری در مقایسه با انتقال دیتای یک طرفه رابط پارالل ۸ لاین eMMC، امکان تبادل دو طرفه داده‌ها را فراهم می‌کند. به عبارت دیگر، UFS می‌تواند همزمان بخواند و بنویسد در حالی که eMMC فقط می‌تواند در یک زمان بخواند یا بنویسد.

مدل معماری SCSI:

یکی دیگر از مزایای  UFS نسبت به eMMC صف‌بندی فرمان‌های تگ شده با SCSI است. این تکنولوژی اجازه انجام همزمان چندین کار را می‌دهد در حالی که در eMMC برای شروع یک کار، فرایند قبلی باید به پایان برسد.

همین دو اختلاف، برتری واضحی را بخصوص برای نسخه‌های اخیر UFS به ارمغان می‌آورد. سرعت خواندن UFS 3.0 دو برابر UFS 2.1 و هشت برابر eMMC 5.1 است. این سرعت به حد قابل توجهی سرعت تلفن هوشمند را افزایش داده و مصرف باتری را کم می‌کند. به جدول زیر توجه کنید. برای اطلاعات بیشتر  روی جدول کلیک کنید.

UFS بهتر است یا eMMC؟

آخرین باری که استاندارد جدیدی برای eMMC معرفی شد سال 2015 بود و از آن زمان تاکنون  هیچ پیشرفت قابل توجهی ایجاد نشده است. از طرف دیگر، نسخه‌های جدید UFS یعنی 2.1 و 3.0 و 3.1 بعد از آن معرفی شدند و  هر سه نسخه از بهترین ورژن  eMMC (نسخه 5.1) بسیار بهتر هستند.

 اپلیکیشن‌های امروزی به ویژه بازی‌های سنگین گرافیکی به سرعت پردازش بالا و در نتیجه حافظه سریع نیاز دارند. با این حال، تلفن‌های هوشمند ارزان قیمت حافظه داخلی UFS ندارند و برای داشتن این تکنولوژی باید به فکر خرید اسمارتفون‌های رده بالا باشید. هر چند تعدادی از میان‌رده‌ها به حافظه داخلی  UFS 2.1 مجهز شده‌اند.

دیدگاه‌های خودتان را در پایین همین صفحه با ما و سایر خوانندگان آی‌تی رسان در میان بگذارید.