同為快閃記憶體！SSD、eMMC、UFS有何不同

如同記憶體在不同應用場景中可以分為DDR、LPDDR、GDDR一樣，快閃記憶體在不同的裝置中也以不同形式存在，比如SSD、UFS和eMMC。如果你對數碼感興趣，很容易想到SSD經常在電腦或伺服器中出現，而UFS和eMMC則大多出現在智慧手機等移動裝置上。那麼，既然SSD、UFS、eMMC都是快閃記憶體，它們的區別又在哪呢？

什麼是快閃記憶體

首先，我們來了解一下它們的共同點。快閃記憶體（Flash Memory），指現在最常用的斷電不丟失資訊的半導體儲存晶片，具有體積小、功耗低、不易受物理破壞的優點。

快閃記憶體主要分為NAND Flah、NOR Flash，這兩種型別都是日本人發明後又經過美國Intel公司繼續開發的。NAND Flash具有較快的抹寫時間，而且每個儲存單元的面積較小，這讓NAND Flash相較於NOR Flash具有較高的儲存密度與較低的每位元成本。同時它的可抹除次數也高出NOR Flash的十幾倍。而SSD、UFS、eMMC都屬於NAND Flash。

SSD與UFS、eMMC的差別

就應用場景來說，UFS和eMMC是一類，都被使用在一些較小的移動裝置上，而SSD一般則出現在電腦或伺服器上。

SSD的主要作用是取代之前的HDD（機械硬碟），擁有超大容量，極高的並行性、對功耗和體積要求不敏感、相容已有介面技術等特點。為了達到高並行、高效能的要求，一個SSD有多顆Flash晶片，這樣就可以在每個晶片上進行相互獨立的讀寫操作，以並行性來提高硬碟吞吐量，還可以增加冗餘備份。

而在寸土寸金的移動裝置中，為了節省空間和功耗，eMMC和UFS通常只有一顆密度較高的Flash晶片。eMMC中的「e」是「Embedded（嵌入）」的意思，而UFS原本稱作eUFS，也就是說它們是嵌入在主機板上的，並不像SSD一樣有SATA或M.2介面可以插入，方便更換或升級。

此外，管理一顆Flash晶片和管理多顆Flash晶片，策略肯定是不一樣的，因此它們的控制器也就完全不同了。這些便是SSD與eMMC和UFS的區別。

eMMC和UFS的區別

SSD與eMMC、UFS很好區分，但eMMC與UFS卻有不少相似之處，所以接下來我們來看eMMC與UFS之間的區別。

雖然說eMMC快閃記憶體和UFS快閃記憶體在外觀和作用上都沒明顯區別，但是實際上兩者的內部結構卻有著本質上的差異。eMMC的全稱為「embedded Multi Media Card」，即嵌入式的多媒體儲存卡。eMMC是在NAND快閃記憶體晶片的基礎上，額外集成了主控制器，並將二者「打包」封裝成一顆BGA晶片，從而大幅降低多晶片的空間佔用和佈線難度問題。

eMMC快閃記憶體基於並行資料傳輸技術打造，其內部儲存單元與主控之間擁有8個數據通道，傳輸資料時8個通道同步工作，工作模式為半雙工，也就是說每個通道都可以進行讀寫傳輸，但同一時刻只能執行讀或者寫的操作，與PC上已經淘汰的IDE介面硬碟很是相似。

這在實際應用中的影響就是，當我們將手機與PC連線，在複製照片的同時將無法訪問手機儲存空間內的其他資料夾，也無法同時往手機裡複製資料，只有等照片傳輸完畢後才能進行其他操作。

而UFS 的全稱是「Universal Flash Storage」，也就是通用快閃記憶體儲存，它是基於序列資料傳輸技術打造，其內部儲存單元與主控之間雖然只有兩個資料通道，但由於採用序列資料傳輸，其實際資料傳輸時速遠超基於並行技術的eMMC快閃記憶體。此外UFS快閃記憶體支援的是全雙工模式，所有資料通道均可以同時執行讀寫操作，在資料讀寫的響應速度上也要凌駕於eMMC快閃記憶體。

正因為eMMC快閃記憶體與UFS快閃記憶體在內部結構上存在著本質上的區別，這讓兩者的理論頻寬產生了極大的差異。近年來比較常見的eMMC快閃記憶體多應用eMMC 4.x或者5.x規範，其中eMMC 4.5常見於低端裝置，理論頻寬為200MB/s，現在已經基本淘汰；而eMMC 5.0/5.1標準理論頻寬分別為400MB/s和600MB/s，從數字上看並不算低。

然而與UFS快閃記憶體相比，eMMC快閃記憶體的這點理論頻寬就不夠看了。UFS快閃記憶體的相關標準是在2011年2月份首次亮相，當時的UFS 1.1標準其已經可以提供相當於300MB/s的理論頻寬，而eMMC快閃記憶體要到2012年的eMMC 4.5標準時才可以提供200MB/s的理論速率。只是由於當時的應用環境以及成本等因素的限制，USF 1.1標準未能得到大規模的推廣。

直到2014年UFS 2.0規範出爐後，eMMC快閃記憶體才被徹底碾壓。UFS 2.0規範分為兩部分，第一部分是UFS HS-G2規範，也就是我們常說的UFS 2.0，其單通道單向的理論頻寬就可以達到1.45Gbps的水平，雙通道雙向的理論頻寬就是5.8Gbps；而第二部分的UFS HS-G3標準，也就是我們常說的UFS 2.1，其理論頻寬更是UFS 2.0的翻倍，達到11.6Gbps，eMMC快閃記憶體徹底望塵莫及了。

而到了近兩年，UFS已經成為智慧手機上的標配，現在最新的標準是UFS 3.1，單通道頻寬為11.6Gbps，是UFS 2.1效能的兩倍。