從2016年開始，閃存芯片一直處于缺貨狀態(tài)，伴隨著缺貨，閃存價(jià)格從第二季度一直上漲到2015年年初水平。在當(dāng)下缺貨、漲價(jià)的背景下，華為在P10里同時(shí)使用了UFS2.1、UFS2.0和eMMC5.1三種閃存芯片的事件引發(fā)眾多消費(fèi)者、各大媒體熱議。接下來旭日大數(shù)據(jù)對(duì)eMMC和UFS這兩種閃存為讀者一一解讀。
eMMC與UFS之間的技術(shù)差異
eMMC ( Embedded Multi Media Card) 采用統(tǒng)一的MMC標(biāo)準(zhǔn)接口，自身集成MMC Controller，存儲(chǔ)單元與NANDFLASH相同。針對(duì)Flash的特性，eMMC產(chǎn)品內(nèi)部已經(jīng)包含了Flash管理技術(shù)，包括錯(cuò)誤探測和糾正，F(xiàn)lash平均擦寫，壞塊管理，掉電保護(hù)等技術(shù)，作用相當(dāng)于PC上的SSD固態(tài)硬盤。2015年前所有主流的智能手機(jī)和平板電腦都采用這種存儲(chǔ)介質(zhì)，而且不同版本讀取速度也存在差異，eMMC 4.4的讀取速度大約為104MB/s、eMMC 4.5則為200MB/s。而2013年首款eMMC 5.0存儲(chǔ)產(chǎn)品，其讀取速度為400MB/s，而就最新的eMMC 5.1規(guī)范來說，其理論帶寬為600MB/s左右。
UFS全稱是“Universal Flash Storage”，其實(shí)是eMMC的升級(jí)版，不僅對(duì)傳輸接口進(jìn)行了升級(jí)，而且還可加密，安全性更佳。電子設(shè)備工程聯(lián)合委員會(huì)（即JEDC）在2011年發(fā)布了第一代通用閃存存儲(chǔ)（即UFS），2013年又發(fā)布了UFS 2.0的新一代閃存存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，UFS 2.0閃存讀寫速度理論上可以達(dá)到1400MB/s，不僅比eMMC有更大的優(yōu)勢(shì)，甚至能夠讓電腦上使用的SSD也相形見絀。2016年3月，JEDEC又發(fā)布了UFS 2.1。它是UFS 2.0的迭代版，對(duì)早期的版本進(jìn)行了部分改進(jìn)，進(jìn)一步強(qiáng)化它的優(yōu)勢(shì)。
說了這么多eMMC和UFS的字面意義，接下里我們從兩者的結(jié)構(gòu)上解析它們之間的差異。eMMC閃存基于并行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)打造，其內(nèi)部存儲(chǔ)單元與主控之間擁有8個(gè)數(shù)據(jù)通道，傳輸數(shù)據(jù)時(shí)8個(gè)通道同步工作，工作模式為半雙工，也就是說每個(gè)通道都可以進(jìn)行讀寫傳輸，但同一時(shí)刻只能執(zhí)行讀或者寫的操作，與PC上已經(jīng)淘汰的IDE接口硬盤很是相似。
而UFS閃存則是基于串行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)打造，其內(nèi)部存儲(chǔ)單元與主控之間雖然只有兩個(gè)數(shù)據(jù)通道，但由于采用串行數(shù)據(jù)傳輸，其實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸時(shí)速遠(yuǎn)超基于并行技術(shù)的eMMC閃存。此外UFS閃存支持的是全雙工模式，所有數(shù)據(jù)通道均可以同時(shí)執(zhí)行讀寫操作，在數(shù)據(jù)讀寫的響應(yīng)速度上也要凌駕于eMMC閃存。
UFS 2.0規(guī)范分為兩部分，第一部分是UFS HS-G2規(guī)范，也就是我們常說的UFS 2.0，其單通道單向的理論帶寬就可以達(dá)到1.45Gbps的水平，雙通道雙向的理論帶寬就是5.8Gbps；而第二部分的UFS HS-G3標(biāo)準(zhǔn)，也就是我們常說的UFS 2.1，其理論帶寬更是UFS 2.0的翻倍，達(dá)到11.6Gbps。
當(dāng)然了以上只是理論帶寬，在實(shí)際產(chǎn)品中我們很難看到有可以把理論帶寬全部用完的產(chǎn)品，不過一般來說基于UFS 2.0規(guī)范的存儲(chǔ)設(shè)備在性能上多少是要領(lǐng)先于eMMC規(guī)范產(chǎn)品。以三星提供的數(shù)據(jù)顯示，UFS 2.0閃存的連續(xù)讀寫速度為350MB/s和150MB/s，而eMMC 5.1閃存的連續(xù)讀寫速度則為250MB/s和125MB/s，比起UFS2.0閃存確實(shí)要遜色一些。
UFS產(chǎn)能只有eMMC產(chǎn)能的九分之一
當(dāng)然，雖說UFS2.0有諸多優(yōu)勢(shì)，但由于UFS2.0發(fā)展時(shí)間不長，工藝相對(duì)于eMMC5.1稍顯落后，在產(chǎn)能方面不能夠進(jìn)行全面普及，目前國際上UFS產(chǎn)能主要集中在三星、海力士和東芝三家巨頭存儲(chǔ)芯片供應(yīng)商。根據(jù)旭日大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年eMMC 4.x、eMMC 5.x、UFS的產(chǎn)能比例大約是2:7:1。
回首2016年，內(nèi)存、閃存的缺貨漲價(jià)勢(shì)頭持續(xù)上揚(yáng)，閃存價(jià)格一路飆升到2015年年初水平，可見去年一整年閃存的缺貨有多嚴(yán)重。在缺貨的大背景下，終端廠商被迫做出多種方案來滿足消費(fèi)者需求。
UFS和eMMC之間價(jià)格到底差多少
在UFS和eMMC兩者產(chǎn)能差距如此之大的情況下，兩者的價(jià)格之間的差距是否很大呢？根據(jù)旭日大數(shù)據(jù)對(duì)存儲(chǔ)芯片價(jià)格的監(jiān)測，從三星64GB容量的UFS 2.0和UFS 2.1的市場價(jià)格相差不大，故對(duì)2017年第一季度的eMMC 5.x和UFS 2.x市場價(jià)格進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，32GB容量的UFS 2.x的價(jià)格僅僅比32GB容量的eMMC 5.x高出6.07%，而64GB、128GB的UFS 2.x價(jià)格也只比eMMC 5.x價(jià)格分別高出7.67%、7.41%。
針對(duì)華為P10閃存事件，華為消費(fèi)者業(yè)務(wù)CEO余承東微博上的回復(fù)“最近關(guān)于P10系列手機(jī)閃存同時(shí)采用UFS和eMMC兩種方案的問題，核心原因是供應(yīng)鏈閃存的嚴(yán)重缺貨，至今我們的Flash存儲(chǔ)仍然在缺貨之中。我們?cè)谲浻布穆?lián)合優(yōu)化設(shè)計(jì)上，已經(jīng)確保了即便使用eMMC存儲(chǔ)的，仍然保持良好的實(shí)際使用性能體驗(yàn)”，默認(rèn)了華為P10系列手機(jī)閃存確實(shí)采用了UFS和eMMC兩種方案。誠然，在閃存嚴(yán)重缺貨的背景下，終端手機(jī)廠商針對(duì)閃存應(yīng)用確實(shí)會(huì)存在多種方案，就拿最受追捧的iPhone 7來說吧。
去年9月，蘋果發(fā)布了iPhone 7系列機(jī)型，發(fā)布不久就有網(wǎng)友對(duì)該系列機(jī)型進(jìn)行測試，并且爆料稱iPhone 7閃存運(yùn)用了MLC、TLC兩種閃存。TLC即Triple-Level Cell的縮寫，是閃存的一種制造工藝，相比SLC閃存每個(gè)存儲(chǔ)單元只能保存1bit數(shù)據(jù)，MLC閃存的存儲(chǔ)單元可保存2bit，TLC則可保存3bit。TLC利用不同電位的電荷，一個(gè)浮動(dòng)?xùn)糯鎯?chǔ)3個(gè)bit的信息，存儲(chǔ)密度理論上較之MLC閃存擴(kuò)大了0.5倍?？赡苡腥藭?huì)說這不就是個(gè)集成度多少的問題嗎？事實(shí)不是這樣，無論是SLC、MLC、SLC其一個(gè)單元本身的晶體管數(shù)量是相似的，也就是說我們用物理上差不多的東西儲(chǔ)存了更多的信息。但是存儲(chǔ)更多的信息就等于帶來了更多不穩(wěn)定。但TLC制造成本比較低，僅有MLC閃存的50%，不過使用壽命和讀寫速度就要比MLC低很多了。而且通過專業(yè)機(jī)構(gòu)的拆解我們知道， iPhone7 和 iPhone7 Plus 的閃存供貨商有兩家，一家是東芝(Toshiba THGBX6T0T8LLFXE 128 GB NAND )，一家是SK海力士(SKHynix H23Q1T8QK2MYS 128 GB NAND )。
華為采用UFS和eMMC兩種方案。從供應(yīng)鏈情況分析，全球存儲(chǔ)芯片產(chǎn)能不足，終端需求不斷增長的情況下，多種閃存公用成為滿足消費(fèi)者對(duì)內(nèi)存需求首選方案；從價(jià)格上分析，相同容量的UFS和eMMC價(jià)格相差只有7%左右，作為全球第三大智能手機(jī)品牌為了縮減這一點(diǎn)成本而自毀名聲顯然不是明智之舉；再從性能上分析，近幾年各大手機(jī)品牌跑分比較頻頻，跑分始終只能是跑分，并不能代表實(shí)際體驗(yàn)。
華為P10同時(shí)用eMMC和UFS，此舉確實(shí)是欺騙了消費(fèi)者，給了友商可乘之機(jī)，也把自身推上了風(fēng)口浪尖。但是從其背后我們看到的是目前存儲(chǔ)芯片產(chǎn)能不足，市場被三星、海力士、東芝、鎂光等海外企業(yè)占據(jù)，國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)短板愈發(fā)明顯，國產(chǎn)手機(jī)命脈被海外企業(yè)把持。
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01月07日 18:14
