3.0版UFS記憶卡準備進軍車用、邊緣IoT

作者 : Gary Hilson,EE Times特約記者

最新版本的UFS記憶卡擴展標準(Card Extension Standard)不意外地在提升性能同時也降低了功耗,還有可能在規格訂定之初未曾涉足的應用案例中找到一席之地。

就像大多數的新世代記憶體或記憶體介面規格,最新版本的UFS記憶卡擴展標準(Card Extension Standard)不意外地在提升性能同時也降低了功耗,還有可能在規格訂定之初未曾涉足的應用案例中找到一席之地。而做為一種介面標準,UFS也有可能支援快閃記憶體以外的永久記憶體。

由產業標準組織JEDEC固態技術協會(Solid State Technology Association)公佈的3.0版JESD220-2B標準,定義了與已經在眾多高階行動與消費性應用受到廣泛認可之UFS 3.0嵌入式裝置標準緊密一致的功能性。相較於上一代,新標準的最高傳輸性能從600MB/s提升到了1.2GB/s。

作為一種被設計於應用在功耗需要最小化之領域的介面,USF記憶卡標準非常適合行動裝置與車用系統,還有越來越的物聯網(IoT)應用;這三類應用案例的使用者都會有「立即開機」的期待,如今可以藉由導入開機支援(boot support)──裝置藉由UFS記憶卡啟動的速度會更快──來滿足這類需求。

 

UFS記憶卡規格的更新與改善,旨在滿足越來越高的5G傳輸速度以及超高解析度視訊內容檔案大小。

(圖片來源:HeeChang Cho, JEDEC)

 

3.0版的USF記憶卡標準也有所簡化,改善了互通性並降低了開發複雜性,免除了可插拔記憶卡不需要的USF功能,包括PSA (Product State Awareness)、RPMB (Replay Protected Memory Block)、上下文(Context)、邏輯單元優先性(Priority of Logical Unit)與動態容量(Dynamic Capacity)。此外,透過將邏輯單元數量最小化,簡化了儲存管理。。

JEDEC電氣規格與指令協議分組委員會(Electrical Specifications and Command Protocols subcommittee)共同副主席HeeChang Cho表示,儘管UFS記憶卡的應用案例自問世以來已經有所改變,最重要的還是移動性,因為此規格受到了5G、汽車、IoT,甚至邊緣人工智慧等應用的重視;「高性能、高可靠度以及低功耗至關重要。」舉例來說,5G傳輸速度結合超高HD視訊等內容的增加,帶來了智慧型手機對於更高速度與更大儲存容量的需求。

不過JEDEC固態記憶體委員會主席Desi Rhoden指出,功率預算限制仍然是UFS記憶卡規格更新時的挑戰;「因為UFS主要是針對手機應用,而且從標準的一開始就被這樣設計,這使得很難在不影響功率的情況下將性能加倍。」

此外,大多數的UFS應用案例都要求相當高的可靠性,這部分無法為了其他方面的改善而有所折衷;「這對於像是汽車等應用越來越重要,」他表示:「我們最不希望看到的就是因為某種技術失效導致車輛事故,在多個環境中的長期可靠性變得非常重要。」

Cho表示,嵌入式UFS被廣泛應用於今日市面上大多數的智慧型手機,記憶卡則能提供更多靈活性,在仍然提供高性能的同時,與已內建於裝置中的控制器共同運作。Rhoden補充,可支援開機的記憶卡也能催生可能本身沒有記憶體的裝置,將所有東西都保存於記憶卡;「有一系列在過去不可能的廣泛應用又變得可能。」

此外,安全性能直接在記憶卡上處理;不只是在安全性方面,所有的東西都是,因為都保存在記憶卡中。Rhoden表示,另一個今日許多UFS記憶卡應用的共同需求是快速開機──消費者已經開始期望手機也能這樣,而這是許多現代車款的資通訊娛樂系統之可靠性特徵:「當你發動車子,你不會想要枯等車機啟動。」

 

新一代UFS記憶卡的低功耗使其是和手機以及IoT邊緣裝置應用;其功率可靠度則提供整體的穩定性。(圖片來源:HeeChang Cho, JEDEC)

類似的,邊緣IoT也可以利用UFS記憶卡的高可靠性優勢。Cho表示:「開機功能讓UFS記憶卡能被應用為主儲存,也能被應用為可移除儲存裝置。」低功耗可以被視為更高功率穩定性,這帶來了可靠性。

此外他指出,UFS記憶卡的另一個固有特性,就算在傳輸資料以處理先前的指令,主機也能持續傳送指令。這意味著某個應用程式能執行I/O運作,同時其他應用程式也可以同步執行,不會影響性能。

Rhoden總結,UFS記憶卡規格達成了第三版的里程碑,意味著此規格已經相當成熟,但也有一些還需要改進的地方;部分因為這並非針對特定記憶體類型的規格,而是能支援任何一種永久性記憶體的介面技術。「可以在相同的封裝中使用幾乎任何一種記憶體;我們定義的是介面本身規格以及所有這些介面的通訊協議,這就是UFS的意義所在。」

編譯:Judith Cheng

(參考原文:UFS Spec Keeps Pace with Edge IoT, Automotive Demands,By Gary Hilson)

 

 

 

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