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启闳半导体科技（江苏）有限公司JEDEC固态技术协会今天宣布发布 JESD220F：UFS 4.0。此外，还发布了补充 JESD223E UFSHCI 4.0 标准的更新，以及 UFS 3.1 及更高版本的新配套标准 JESD231 基于文件的优化。UFS 4.0 专为需要高性能和低功耗的移动应用和计算系统而开发，与早期版本的标准相比，引入了显著的带宽和数据保护改进。所有三个标准均可从JEDEC 网站下载。
UFS 是一种高性能接口，设计用于需要最小化功耗的计算和移动系统，例如智能手机和平板电脑。其高速串行接口和优化协议可显着提高吞吐量和移动系统性能。UFS 4.0 和 UFSHCI 4.0 共同定义了对标准先前版本的以下主要改进：
为了实现最高性能和最节能的数据传输，JEDEC UFS 利用 MIPI 联盟的行业领先规范来形成其互连层。这种合作在 UFS 4.0 上继续进行，它利用 M-PHY 5.0 版规范和 UniPro 2.0 版规范将 UFS 接口带宽翻倍，并支持高达 ~4.2 GB/s 的读写流量；
为要求更高的存储 I/O 模式引入了多循环队列定义；
高级 RMPB 接口可增加带宽并保护安全数据；
此外，UFS 4.0 还提供了多项增强功能，旨在提高整体设备功能、电源效率以及与未来领先解决方案的轻松集成：
与标准的先前版本支持的 3.3V 相比，使用更高效的 VCC=2.5V；
通过启用高速链路启动、乱序数据传输和 BARRIER 命令改善系统延迟；
通过引入具有主机可配置时间戳和 M-PHY 眼图监视器的增强型设备错误历史来简化系统集成；
保留与 UFS 3.1 和 3.0 的向后兼容性，以允许混合系统应用；
最后，作为 UFS 3.1 及更高版本的可选扩展，新的 JESD231 基于文件的优化标准允许主机根据主机提供的文件系统信息加速读取流量。
“JEDEC 成员致力于开发支持未来移动设备所需的标准，”JEDEC 董事会主席兼嵌入式存储器存储和可移动存储卡 JC-64 委员会主席 Mian Quddus 说。他补充说：“不断改进 UFS 及其配套标准的持续努力将反过来推动设备性能的显着进步和增强的用户体验。”
MIPI联盟宣布重磅更新，
为UFS 4.0做好充分准备
MIPI 联盟是一家为移动和受移动影响的行业开发接口规范的国际组织，在今天，他们宣布，对其用于芯片到芯片的多功能（chip-to-chip/interprocessor communication ）、与应用程序无关的MIPI UniPro传输层进行重大更新。该规范的 2.0 版增加了关键特性，以使数据速率翻倍，同时提供更大的吞吐量和更低的延迟，尤其是当今最苛刻的闪存存储应用程序所需要的。
MIPI UniPro 于 2007 年首次推出，已被纳入 JEDEC 固态技术协会的通用闪存 (UFS) 标准的多个版本中，作为其传输和链路层，以及作为其物理层的MIPI M-PHY ，以连接内存组件. 这些组件可以部署在各种产品中，包括智能手机、无人机、运动相机、消费设备、平板电脑和移动计算产品，以及汽车系统中的信息娱乐平台和远程信息处理中心。JEDEC 即将推出的 UFS 4.0 标准将利用 UniPro v2.0 以及 2021 年底发布的 M-PHY v5.0 中的增强功能。这两个 MIPI 规范都是与 JEDEC UFS 开发人员合作开发的。
“JEDEC UFS 标准是一种高性能接口，设计用于必须优化速度和功耗的闪存应用。鉴于这些要求，JEDEC UFS 将继续利用来自 MIPI 联盟的行业领先的 M-PHY 和 UniPro 规范来形成其互连层，”JEDEC 主席 Mian Quddus 说。“MIPI UniPro v2.0 中提供的增强功能旨在帮助依赖 UFS 的制造商和供应商保持在微电子创新的风口浪尖。”
UniPro v2.0 增加了高速串行线路通信的新功能，并支持同时进行的高带宽事务。v2.0 中新增的功能包括：
支持 MIPI M-PHY v5.0“High Speed Gear 5 5”(HS-G5) – UniPro 协议部署在物理层的 MIPI M-PHY 上，以优化吞吐量、系统性能和服务质量。UniPro v2.0 使用 M-PHY HS-G5 将每个通道和每个方向的带宽提高到 23.32 千兆位每秒 (Gbps)——这是之前 UniPro v1.8 规范的两倍——以满足内存存储生态系统不断增长的数据速率要求。
增加有效载荷长度（payload length）——将 UniPro L2 层数据包有效载荷长度从 272 提升到 1144 可确保降低协议开销并提高链路速度，从而提高存储应用程序的吞吐量。
高速链接（High-speed linkup ）——在 v2.0 中，完成存储应用程序中的链接（或“堆栈启动”）的延迟最多减少了约 8 毫秒。
此外，UniPro v2.0 通过删除在 UFS 行业中已基本停止使用的较低速度等功能，简化了应用程序设计人员的集成。由于消除了这些功能，UniPro v2.0 与之前的版本 v1.8 兼容。该规范的一致性测试套件 (CTS) 也正在更新，以考虑 v2.0 中的新功能。
“MIPI UniPro v2.0 的修订是由整个闪存生态系统的设计人员所要求的现实需求驱动的——更高的带宽和数据速率、更高的效率、减少的延迟和最小化的验证、确认和测试周期，”MIPI联盟主席Sanjiv Desai说。“多年来，事实证明，UniPro 既成熟又足够灵活，可以针对各种新架构进行演进。我们将通过与 JEDEC UFS 社区的持续合作，继续创新规范。”
M-PHY v5.0发布助力快闪储存应用传输翻倍
2021年年年底，移动通讯产业界面标准组织MIPI联盟(MIPI Alliance)发布了MIPI M-PHY v5.0更新版标准。新版本的M-PHY标准增加了HS-G5(High Speed Gear 5)规格，除将每通道数据传输速率提升一倍至23.32Gbps，也将继续支援国际记忆体标准组织JEDEC的通用快闪储存(UFS)标准，为移动/穿戴装置、笔电、工业物联网(IIoT)以及车用快闪储存应用等高速传输设计带来更多的弹性。
MIPI联盟指出，M-PHY v5.0的革新除了将数据传输速率翻倍，提升至每通道最高23.32Gbps之外，也导入数项最佳化M-PHY界面的新功能。针对目标应用的最佳化，新版本简化了锁相回路(Phase-Locked Loop, PLL)架构以消除设计的复杂性；在高速启动时可减少延迟发生，如减少在通电状态存取快闪记忆体时的传输延迟；以及增加眼图监控(Eye monitoring)以视觉化讯号健康度，进而强化除错(Debug)功能等等。
M-PHY v5.0标准向后相容v4.1版本。根据MIPI联盟的说法，在过去十年间M-PHY一直作为MIPI UniPro的物理层，并且整合在JEDEC UFS的许多版本中；而新版本的释出，也是为了支援即将发布的MIPI UniPro v2.0和JEDEC UFS标准。此外，针对新版本标准的一致性测试，MIPI联盟计画于2022年完成。
MIPI联盟主席Joel Huloux则对此表示，MIPI M-PHY v5.0中所提供，针对数据传输与弹性的重要更新，是来自广大生态系统中的大量实践所获得的真实反馈；同时，此标准得以强化，是立基于该联盟与JEDEC UFS社群之间的密切互动，而这种跨产业的合作，也是推动全球快闪记忆体市场创新的关键。
性能大增的UFS 4.0
整体而言，UFS 4.0 不论在频宽、循序读写速度、耗电量及尺寸上的表现都远远超过前一版标准。首先，UFS 4.0 的每通道频宽可达23.2Gbps，是UFS 3.1 频宽（11.6Gbps）的两倍多。再加上UFS 既有的全双工介面，所以可以同步读写，提供双通道的数据传输，这一点非常适合有下载更大数据量需求的5G 智能手机。
在读写速度上，根据三星早前推出的业界第一款通用快闪记忆体储存（Universal Flash Storage，UFS）4.0测试显示，搭配三星现有第七代176 层V-NAND 快闪记忆体（预计今年底、明年初开始量产第八代224 层V-NAND）与专属控制器，三星新推UFS 4.0 循序读取速度最高可达4,200Mbps（为UFS 3.1 读取速度2,100Mbps 的两倍快），循序写入速度达到2,800Mbps（比UFS 3.1 写入速度1,200Mbps 快上两倍多）。
不仅如此，UFS 4.0 在提供两倍效能的同时，其功耗还比UFS 3.1 低了46%，这说明了未来支援UFS 4.0 的智能手机，不但高效能，而且支援更久的手机电池续航力。UFS 4.0 的优势还体现在更迷你的尺寸上，UFS 3.1 体积为11.5×13×1mm，UFS 4.0 快闪记忆体的尺寸更小，最大只有11×13×1mm。通常手机元件愈小，除了对机构内的散热有所帮助外，对于手机内部元件布局设计的最佳化也有好处。而且UFS 3.1 最大容量只有512MB，UFS 4.0 最高支援1GB，这个大容量效益在5G时代里会更加有感。
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