Скоростные UFS-карты памяти от Samsung: чего ожидать от нового стандарта?


    UFS-карта от Samsung минимального объема

    На прошлой неделе корпорация Samsung Electronics выпустила первые в мире карты памяти стандарта UFS 1.0 (JEDEC Universal Flash Storage 1.0 Card Extension Standard). Модельный ряд включает карты объемом в 32, 64, 128 и 256 ГБ.

    Разработка UFS-памяти началась в 2013 году с принятия Объединенным комитетом инженерии электронных устройств (JEDEC) стандарта Universal Flash Storage 2.0 (в апреле Комитет JEDEC сообщил об обновлении стандарта до версии UFS 2.1). В 2016 году был принят стандарт JEDEC Universal Flash Storage 1.0 Card Extension Standard, обеспечивающий возможность разработки новых карт памяти.

    В ближайшее время ряд производителей оборудования представит устройства с поддержкой UFS-стандарта. В первую очередь, это action-камеры, смартфоны, дроны, фототехника. Samsung уже начал внедрять UFS-память в свои устройства: в смартфонах Galaxy S6 и S6 Edge основная память — UFS. Предложенную спецификацию, кроме Samsung, поддержали Nokia, Texas Instruments, STMicroelectronics и Micron Technology. В чем преимущество нового стандарта над старым? Давайте разберемся.

    Скорость


    Для современных устройств скорость чтения/записи — это критичный показатель. Максимальная скорость последовательного считывания данных у этих карт достигает 530 МБ/с, это в пять раз больше, чем у карт стандарта microSD класса UHS-1 (максимум — 95 МБ/с) и в 3,5 раза выше, чем у microSD карт класса UHS-II (156 МБ/с). Еще одно преимущество новых карт — высокая производительность.



    UFS обеспечивают 40 тысяч операций ввода-вывода за секунду, что в 20 раз больше, чем у microSD карт. Разработчики добились и пониженного энергопотребления у UFS-карт. Этого удалось достичь добавлением поддержки множественных команд с определением их очередности.



    Реальное преимущества в скоростях чтения/записи для UFS еще выше, чем говорилось выше. Дело в том, что недорогие microSD Class 10 карты устанавливаются в подавляющее большинство устройств. А они гораздо менее производительны, чем топовые карты. Скорость записи — всего 10 МБ/с. Только самые дорогие брендовые модели типа V90 обеспечивают скорость записи вплоть до 90 МБ/с. Но и в этом случае такой скорости записи можно достичь только если носитель еще пустой. UFS превосходит самые быстрые microSD карты в пять раз по скорости чтения и в 2-3 раза по скорости записи.

    Характеристики microSD удовлетворительны для работы с видео качества 1080р или изображениями в формате jpeg. Но сейчас становится все более распространенным видеоформат 4К, увеличивается разрешение фотографий. Многие фотографы предпочитают работать с RAW фотографиями. А здесь microSD-карты уже подводят — их производительности недостаточно. Новый стандарт появился как раз вовремя.

    Меньшее энергопотребление


    Обычно высокая производительность устройства или его элемента (процессор, графический адаптер, накопитель) ведет к значительному энергопотреблению. В случае с UFS ситуация иная. Наиболее производительная microSD карта потребляет 2,88 Вт в пиковом режиме и 0,72 Вт в режиме покоя. Согласно спецификациям нового стандарта энергопотребление карт памяти нового типа — всего 1,54 Вт. Это в почти в два раза меньше, чем у топовых карт формата microSD. Высокая скорость чтения/записи UFS карт также означает и то, что файлы передаются быстрее, а карта будет скорее завершать работу в активном режиме, переходя в режим покоя.



    Бездействуя, такая карта почти не потребляет энергию. Это означает, что на фотоаппарат или видеокамеру с UFS картой можно сделать больше снимков или вести более продолжительную съемку, чем на аналогичное оборудование с microSD картой. Телефоны с основной и дополнительной памятью UFS тоже будут работать дольше.

    Унификация памяти для приложений


    Появление мобильных устройств, где внутренняя и дополнительная память относится к одному стандарту, облегчит жизнь разработчикам мобильных приложений. Сейчас некоторые компании и индивидуальные разработчики не разрешают или усложняют процесс установки своих приложений на карты памяти. Все дело в производительности стандарта microSD, которая негативным образом сказывается на производительности приложения.

    Во многих современных гаджетах внутренняя память относится к стандарту eMMC, а дополнительная — к стандарту microSD. Изначально интерфейс UFS предложен как замена морально устаревшему интерфейсу eMMC. Этот интерфейс несколько лет использовался для подключения встроенной памяти к чипам мобильных устройств. eMMC — параллельный интерфейс, интерфейс UFS последовательный. Такие изменения позволяют не только снизить энергопотребление, но и упростить разводку на плат. Для передачи данных допустимо использовать только одну линию. Производительность приложений на новых мобильных устройствах с унифицированной памятью должна быть выше.



    Такая функция, как Unified Memory Extension позволяет особенно емким приложениям использовать UFS карту памяти устройства в ситуациях, когда ОЗУ исчерпана. Пока что неясно, будет ли использоваться эта функция в Android OS, но сама идея хороша.



    Сразу внедрить новый стандарт не получится, поскольку расположение контактов у microSD и UFS карт разное. Электрическим интерфейсом для UFS является стандарт M-PHY, опубликованный MIPI Alliance. Это значит, что в слот для microSD карт нельзя вставить UFS карту и наоборот. Поэтому производителям мобильных устройств придется наладить выпуск гаджетов с поддержкой UFS-стандарта. А на это требуется время. Корпорация Samsung, вероятнее всего, добавит поддержку новых карт в новых моделях своих смартфонов. Полномасштабный выход на рынок UFS гаджетов и самих карт памяти должен произойти где-то между 2017 и 2018 годами.

    UPD. Сегодня корпорация Samsung сообщила о новой разработке — универсальном слоте для карт памяти формата UFS и microSD. Ранее в комментариях многие пользователи сетовали на то, что новый формат несовместим со старым, а в новых телефонах нельзя будет читать карты microSD. Компания решила эту проблему.

    В новых устройствах Samsung, включая планшеты, телефоны, ноутбуки, будут установлены эти универсальные слоты. Обратной совместимости карт по-прежнему нет, так что старые устройства с microSD слотом карты формата UFS нельзя будет считать. Вероятно, первым устройством со слотом нового типа будет Galaxy Note 7.

    Если разработку компании примут на вооружение производители электронных устройств, то проблемы совместимости не будет. Пока что говорить о скором выходе microSD из оборота нельзя. Карты памяти этого формата продаются повсюду, их тысячи на руках у пользователей. Кроме того, практически все современные устройства поддерживают этот формат, так что можно, например, вынуть microSD из телефона и вставить в планшет, не задумываясь о совместимости обеих гаджетов.

    В любом случае, сокет, способный работать с различными форматами — это хорошая идея.
    Поделиться публикацией
    Комментарии 43
      0
      Насколько я понимаю, у USF есть механическая совместимость по слоту с microSD, то есть можно сделать универсальный слот, в который можно вставлять и UFS и microSD?
        0
        В чём совместимость? Форма карты другая, контакты расположены иначе.
          0
          Форма такая же. Контакты, которые находятся в сторонке, повторяют по размещению «питание» и «землю» у microSD. Совместимость с microSD буквально напрашивается.
            +1
            Габариты — те же, по сути другая форма — только для того чтобы отличать USF от microSD, контакты питания — там же, а сигнальные контакты в другом месте. Всё это позволяет добавить остальные контакты microSD и получить слот или карту с двумя интерфейсами — вряд ли об этом не думали когда разрабатывали стандарт.
          +2
          Я так понял универсальный разъём и обратную совместимость делать никто не будет. В итоге пару лет будем иметь путаницу…
            0
            А я надеюсь что появятся даже карты памяти с двумя интерфейсами, хотя вряд ли это будет Samsung.
              +4
              Я добавил контакты SD карты на родное место.
              Те два одиноких контакта в новом стандарте — питание.
              image
                –1
                Вот три карточки рядом: MicroSD (UHS-I, USH-II) и UFS
                Расположение контактов частично совпадает, так что универсальный разъем возможно сделают.
                https://habrastorage.org/files/5d2/722/b3c/5d2722b3cbce41288837d75c2f4de6aa.jpg
            0
            Хорошо если так, но пока что выглядит как ввод нового фромфактора и геморой. :)
              +3
              А в чем проблема? Старый интерфейс изжил себя. Когда-то были LPT и COM, сейчас почти все подключается по USB, и никто от этого не страдает. А поначалу тоже, ЕМНИП, жаловались.
                0
                Честно говоря, жаловался мизер. COM/LPT были столь неудобны, что ими пользовались исключительно по назначению. :) Т.е. подключали принтеры, мыши и в редких случаях — нуль-модем. Переподключаемые устройства были из разряда фантастики. Хотя я одно время ходил с Iomega ZIP, нося привод и кабели в пакете(!). Как только появились первые флешки всё это отправилось в /dev/null.
                  +1
                  Проблема в том что фирма множит форм факторы карточек для увеличения прибыли и продажи новых смартфонов и прочих устройств поддерживающих скоростные UFS карты. Хотя наверняка могла сделать скоростные карты в старом формате, которые позволили бы к примеру сильно продлить жизнь старым нетбукам.
                    +1
                    До сих пор пользуюсь COM портами. Вот когда USB научится работать на расстояниях в сотни метров, тогда посмотрим.
                      0
                      Берете кабель с репитером, всех дел. Ну и COM действительно никто не отнимал, кому надо — пользуется.
                        0
                        С репитером будет ещё больше, верно для любой сети. Но иногда хочется пассивных устройств напихать в сеть, используя единый контроллер.
                        0
                        1 — конкретно COM-порт не дает работать на сотни метров.
                        2 — вся суть USB в первой букве. когда надо USB превращается в COM, когда надо — в Eth. а когда не надо ни того, ни другого пишется специфичный драйвер.
                    0
                    Интересно было бы сделать контроллер для подключения 10-100 таких карточек для использования в каком нибудь NAS сервере...)
                    0
                    Я может быть чего-то не понимаю, но почему нельзя было использовать «старый» интерфейс? Или сделать обратную совместимость, как в случае с usb 3.0?
                      +4
                      «старый» интерфейс нельзя было использовать потому что гигагерцовые битрейты достижимы только при использовании для передачи данных согласованных дифференциальных пар, по этой же причине нельзя использовать старые контакты для старого и нового интерфейса совместно. А совместимость путём добавления контактов похоже возможна, но стандарт не требует её чтобы не удорожать аппаратуру когда это не требуется — например при использовании этого интерфейса для запаянной на плату памяти вместо eMMC. Тем более что стандарт SDHC требует драйверов, которые могут работать с двумя напряжениями питания, переключаясь в процессе работы.
                        +2
                        сделали бы карты на 256 мб работающих на медленном режиме в старых картридерах, а по новым контактам — в скоростном. Удорожание карты на 256 гигабайт ничто по сравнению с выкидыванием кучи устаревших ноутбуков и смартфонов. То ли дело для фирмы, потери срубленного бабоса…
                          –1
                          Мало какие ноутбуки поддерживают microSD, практически все через переходник. Так что просто получим новый переходник с UFS на SD, и будем пользоваться. А смартфоны и так каждый пару лет заменяются, на них можно не завязываться.
                            +1
                            видели USB-флеш с двумя разъемами для возможности работы в PC (USB-A) и портативных девайсах (microB )? ни кто не мешает производителю сделать «сдвоенные» карточки и в данном случае. однако лично я не вижу применения для подобной карты
                              0
                              ни кто не мешает производителю сделать «сдвоенные» карточки и в данном случае

                              В случае с флешками надо просто 2 разъема распаять по торцам, дороги и контроллер общие.
                              Для сдвоенных карточек нужно не только 2 ряда контактов, но и двойной контроллер. Это неминуемо ведет к удорожанию изделия и уменьшению полезного объема для, собственно, флеш-чипа. Если сдвоенное что-то и будет, то скорее всего слот карты памяти в смартфоне/планшете/фотике/регистраторе/(нужное подчеркнуть, недостающее вписать). Только вот о совместимости с UHS II наверное забыть придется, так как к одним и тем же контактам придется дороги двух контроллеров подводить и переключаться. Или создавать более сложные гибридные контроллеры, автоматом определяющие тип карты, что лишено практического смысла, так как будет дорого и хуже, чем чисто UFS или 2 контроллера на UFS и MicroSD.
                                0
                                не исключено что как и с usb3.0 появятся контроллеры поддерживающие оба стандарта. так что не все так плохо. а вот в двухстандартных слотах я сомневаюсь. это карта должна быть поддерживаемой в нескольких девайсах, а не наоборот.
                                  0
                                  не исключено что как и с usb3.0 появятся контроллеры поддерживающие оба стандарта

                                  Так USB3 изначально делали так, чтобы он был совместимым с USB2.
                                  а вот в двухстандартных слотах я сомневаюсь. это карта должна быть поддерживаемой в нескольких девайсах, а не наоборот.

                                  А как же Sony-Ericsson, оснащенные слотом M2/MicroSD, лет 7 назад? А приводы для CD/DVD/BD болванок? Еще, как вариант (но немного не из той оперы) — материнки: никто не делал диски с двойным контроллером SATA/IDE, зато мамки с обоими интерфейсами лет 7 выпускали. И с двумя наборами слотов памяти (DDR2 и DDR3). То есть, практика показывает, что как раз пытаются сделать в первую очередь так, чтобы основной девайс поддерживал побольше носителей, а не носитель — побольше девайсов.
                                    0
                                    m2 это все таки крайне проприетарный стандарт от Sony (хотя тут тоже слегка подобным, но от Samsung, попахивает). да и не помню я таких моделей, видимо были уже на закате Sony-Ericsson.
                                    С оптическими дисками да, аргумент, но наверно ближе будет сравнение с SD/SD-HC/SD-XC. А вот остальное (HDD, RAM) это стационарные устройства, не требующие частого перетыкания в разные устройства.
                                      0
                                      да и не помню я таких моделей, видимо были уже на закате Sony-Ericsson

                                      Были до того, как ведроид начал царить. Еще не сенсорные. После того, как Сони поняли, что они не в тех условиях, чтобы продолжать толкать проприетарщину, решили выпустить пару трубок «переходных».
                                      А вот остальное (HDD, RAM) это стационарные устройства, не требующие частого перетыкания в разные устройства.

                                      Я как бы и не спорю, что аналогия не «1 в 1» (на то она и аналогия). Что же касается карт памяти — они тоже скатились к подобию HDD. Сколько не было смартфонов со слотом под крышкой — везде карта вынималась только если батарейку вытащить. Купил дешевый Umi Rome X — и офигел (в положительном смысле): за 3 года первый ведроид, у которого можно вынуть/вставить карту без ребута,
                        +2
                        Что у этой карты в плане количества циклов перезаписи? Какой срок хранения данных?
                          0
                          а с чего вдруг формат карты должен повлиять на характеристики памяти?
                          0
                          Увеличение скорости не может не радовать. Но когда я слышу, что переход с параллельного выполнения задач на последовательное — это круто, что-то во мне говорит что здесь что-то не так. Спустя какое-то время, возможно, эти же люди будут говорить: «А вот было же время… Уже тогда умели...». Сколько раз уже такое было. Поправьте, если я ошибаюсь.
                            0
                            Здесь как раз наоборот — добавление очереди команд даёт возможность распараллелить операции внутри карты. При организации нескольких банков памяти карта сможет писать в один и параллельно читать из остальных. И параллельная запись потоков в несколько файлов может кэшироваться внутри карты, даже если при этом физически перезаписываются несколько блоков.
                            +1
                            А какая будет файловая система? Хотелось бы надеяться, свободная? Или опять лицензионные отчисления с каждого устройства?
                              0
                              А меня интересует другой вопрос, какая файловая система будет использоватся? хотелось бы уйти от ntfs, fat32 и exFAT
                              Да ntfs в целом не плохая ФС, но уж жутко не нравится привязка к MS
                                0
                                В какую отформатируете, такая и будет использоваться.
                                У меня вот на sdшках ext4 с отключенным журналом.
                                  +1
                                  Вопрос не в том, как дома сами для себя отформатируете, а в лицензионных отчислениях производителя устройства, которые выплачиваются, чтобы на устройстве появились буковки соответствия стандарту. Текущий стандарт, например, SDXC, в обязательном порядке требует поддержки exFAT и выплат Microsoft-у
                                    +1
                                    Больше настораживает то, что в UHS вроде как применяются технологии, запатентованные Samsung. Не будут ли они требовать отчислений побольше, чем мелкие?
                                      0
                                      Если файловая система будет скажем F2FS, разработанная Самсунгом, то отчислений думаю не потребуется, она свободная.
                                +1
                                Я чего то не понимаю или Samsung решила попиарится в очередной раз?
                                Есть карта Lexar 128GB Professional 1800x UHS-II microSDXC Memory Card (U3)
                                Max. Read Speed: 270 MB/s
                                Max. Write Speed: 100 MB/s
                                Ценник правда конский в 200$ в США, но скорости вполне ок, хоть 4K 60FSP снимай хоть 4K 360
                                Имхо тут если они сделают из дешевых microSD быстрые и дешевые UFS то это хорошо, а так чистый маркетинг
                                  0
                                  Так интерфейсу SD уже без малого 20 лет. Вряд-ли много выжать из него получится. UHS — это уже и так дополнительный ряд контактов и отсутствие полной совместимости с обычными слотами. А в UHS, судя по всему, еще и задел на будущее имеется.

                                Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                Самое читаемое