SK Hynix ontwikkelt ufs 2.0-flashgeheugen voor mobieltjes

SK Hynix heeft een ufs 2.0-geheugenmodule gemaakt voor smartphones. Daarmee is het bedrijf de tweede fabrikant, na Samsung, die dergelijk geheugen voor smartphones op de markt brengt. Samsung gebruikt ufs 2.0-geheugen in zijn Galaxy S6.

SK Hynix maakt het opslaggeheugen op 16nm en heeft zijn eigen firmware en controller gemaakt voor het geheugen. De capaciteit is maximaal 64GB, een redelijk gebruikelijke opslagcapaciteit voor high-end smartphones. Samsung biedt zijn ufs 2.0-geheugen aan in capaciteiten van 32GB, 64GB en 128GB, niet toevallig de opslagvarianten waarin de Galaxy S6 leverbaar is.

Het voordeel van ufs boven emmc is onder andere het gebruik van een Command Queue via een seriële interface, waar emmc het nog met een parallelle 8bit-interface moet doen. Volgens de fabrikant ligt de snelheid van ufs op 32.000 iops bij willekeurig lezen, veel sneller dan bij emmc versie 5.0 en meer dan vijftien keer sneller dan bij geheugenkaarten. Willekeurig schrijven zou op 17.000 iops uitkomen. Dat is ook sneller dan bij Samsungs geheugen. Ook de sequentiële lees- en schrijfsnelheden liggen hoger dan bij emmc versie 5.0.

SK Hynix zegt dat het geheugen vanaf eind dit jaar in high-end smartphones te vinden moet zijn, terwijl goedkopere modellen met het geheugen in de komende jaren zouden moeten verschijnen. Vrijwel alle smartphones maken nu nog gebruik van emmc-geheugen.

Reacties (13)

[cdwave]

Algemene tendens van hardware is om over te schakelen naar hoge-snelheid seriele communicatie, met daarbij protocollen om asynchrone afhandeling mogelijk te maken. SATA is daarvan een voorbeeld. Nu dus ook 'ruwe' flash modules als vervanger voor eMMC.

Zelfs (D)RAM modules zijn tegenwoordig in deze vorm te krijgen, die via seriele gigabit transceivers met de CPU (of FPGA) communiceren.

Naast de veelgenoemde smartphones kunnen ook embedded systemen met dataverwerkende goed gebruik maken van dit soort geheugens: Klein, zuinig, razendsnel en toch weinig pinnen nodig.

Toch eens onze hardwareman tippen, misschien een goede optie om high end FPGA+CPU systemen van UFS storage te voorzien in plaats van eMMC of NAND.

[roy-t]

Deze tendens zie je eigenlijk overal in. Terwijl er dertig jaar geleden juist een switch van serieel naar parallel was. Zou dit een mode trend zijn of is de simpelheid van seriële communicatie gewoon een ontzettend groot voordeel?

[cdwave]

Probleem met parallelle signalen, met name bij hoge frequenties (en/of lange afstanden) is dat de signalen niet meer gelijktijdig aan komen bij de ontvanger. Bij IDE (PATA) werd dit al een probleem bij 33MHz, wat leidde tot de invoering van de 80-aderige kabels voor de 66 en 133MHz uitvoeringen, met "ground" signalen tussen elke ader om zo de gelijktijdigheid te verbeteren (en overspraak verminderen).
Als je een DDR module bekijkt zit je dat de spoortjes allerlei rare zigzag patronen maken. Dat is omdat alle lijnen tot in de chip precies even lang moeten zijn. Heel vervelend om dat goed te krijgen.
Serieel heeft dit probleem niet. En door ook de aparte klok lijn weg te laten (de klok kun je reconstrueren als je maar in het protocol zorgt dat er altijd voldoende 1/0 overgangen zijn) is het een stuk makkelijker en betrouwbaarder. Ook in de tientallen gigahertzen.
PCIe is ook serieel. De x16 (en x8, x4) varianten bundelen gewoon 16 bijna onafhankelijke losse seriele verbindingen samen.

Ook het veel kleiner aantal lijnen is heel belangrijk. Je smartphone heeft een enkele chip dis wel verbinding moet maken met wifi, bluetooth, sd, mmc, scherm, ram, en nog veel meer. Elke functie kost pinnen, en pinnen nemen plaats in. Seriele verbindingen nemen veel minder plaats in. Een LCD scherm met parallelle digitale interface gebruikt al snel 3x8+2=26 lijnen (voor 8-bit RGB plus sync). Een LVDS schermpje die de kanalen serieel verstuurt heeft er maar 8 nodig (3 aderparen voor de data, 2 voor klok). Flinke besparing dus.

Er is wel enige teruggang naar parallel te bespeuren, maar dan wel op een andere manier dan voorheen. Ik noemde al PCIe x16, die is een goed voorbeeld. De 16 "lanes" zijn onafhankelijk, hoeven dus ook niet even lang te zijn. De controllers aan beide zijden verdelen de data bytes over de lanes in een soort RAID mode. De ontvanger schuift de boel weer ineen voor verdere verwerking. Ook gigabit ethernet werkt zo, maar dan over 4 aders.

[roy-t]

Bedankt voor de uitleg! Vooral het stuk over PCI-E vond ik erg interessant. Ik had geen idee dat deze kanalen zo los van elkaar werkten. +3 als ik 'm zou kunnen geven (waarom andere dat niet gedaan hebben is mij een raadsel )

[Reactie gewijzigd door roy-t op 24 juli 2024 01:54]

[Donderr]

Wie is de leverancier van NAND geheugen aan Apple? Ben namelijk benieuwd of we UFS geheugen ook in de iPhone 6s kunnen gaan aantreffen want volgens mij is dit tegenwoordig wel een component dat een bottlneck vormt.

[Berlinetta]

Volgens mij wordt het NAND geheugen door Toshiba geleverd.
Volgens deze link:http://www.macrumors.com/2014/11/26/samsung-iphone-6-apple-watch/

_{"At first, Apple discussed with Samsung about the supply of NAND flash for the iPhone 6. Due to problems with prices, Toshiba's TLC NAND flash was used in the 128GB models, and components made by SK Hynix, Toshiba, and SanDisk were used in the 64GB models. "}

Bottleneck van de iPhone is volgens mij het RAM geheugen.
Als een je webbrowser gebruikt en veel tabbladen hebt en dan naar een andere app 'switcht' en dan weer terug switch moet de telefoon de websites van de tabbladen herladen.

[Reactie gewijzigd door Berlinetta op 24 juli 2024 01:54]

[Verwijderd]

Dat is volgens mij toch echt een beperking van het OS en niet van de hoeveelheid RAM, mijn oude Nokia N900 kon i.c.m. Opera Mobile tot wel 12 tabjes constant (en betrouwbaar) openhouden! ...en die had maar 256 mb RAM!

[Simyager]

Maar aan de andere kant ligt het wel aan wat voor soort websites je in je tabbladen hebt staan. Als het zware websites zijn, dan kan je minder veel tegelijk open staan. En dan hebik het niet eens over de reclame die sommige websites hebben...

[Xudonax]

Gaan we dit soort dingen ook in SD kaarten terug zien? Zou wel erg prettig zijn als die ook sneller worden. Ja, ik weet dat SD tegenwoordig UHS-II doet voor 312MB/s, maar dan nog

[cdwave]

SD is een ander protocol, zonder enige relatie met UFS.

[Xudonax]

Daar was ik al bang voor ja, hoewel SD wel een relatie heeft met eMMC (in dat beide gebaseerd zijn op MMC) dacht ik.

[Tom.Gerritse]

Goede ontwikkeling, ben benieuwd naar wat het zal opleveren in dagelijks gebruik!

[gladius1983]

De iops van emmc versie 5 ligt op 7000 bij random read. Dat is dus ruim 4,5 keer sneller. Mooie ontwikkeling. Ben benieuwd naar de benchmarks met verschillende socs en hoeveelheden geheugen.