UFS/eMMC/LPDDR等到底是什麼？帶你一文看懂

對於智能手機而言，任何一個部件都有可能影響到手機的總體性能和體驗，處理器、內存、閃存、屏幕等等。不過對於如下剛入門的新手用戶而言，當和其餘網友們熱烈討論UFS2.0、eMMC 5.一、LPDDR4這些名詞時，或許會一頭霧水：這些到底是什麼？

想要了解UFS2.0、eMMC 5.一、LPDDR4這些詞的意義和區別，首先須要瞭解的是手機內存和閃存這兩個容易混淆的概念。

內存

手機內存（RAM，隨機存取存儲器）又稱做「隨機存儲器」，是與CPU直接交換數據的內部存儲器，也叫主存(內存)。它能夠隨時讀寫，並且速度很快，一般做爲操做系統或其餘正在運行中的程序的臨時數據存儲媒介。這種存儲器在斷電時將丟失其存儲內容，故主要用於存儲短期使用的程序。說人話，就是咱們常說的手機運行內存。

在PC平臺，內存經歷了SIMM內存、EDO DRAM內存、SDRAM內存、Rambus DRAM內存、DDR內存的發展，到現在普及到DDR4內存，而手機上採用的LPDDR RAM是「低功耗雙倍數據速率內存」的縮寫，與桌面平臺的DDR4內存相比，面向移動平臺的LPDDR4，其可以在帶來等效的性能(速度)的同時，兼顧更少的能源消耗。

閃存

閃存（Flash Memory）是一種長壽命的非易失性（在斷電狀況下仍能保持所存儲的數據信息）的存儲器，即便斷電也不會丟失數據，數據刪除不是以單個的字節爲單位而是以固定的區塊爲單位（NOR Flash爲字節存儲。），區塊大小通常爲256KB到20MB。通俗地說，它就至關於電腦中的硬盤，運行內存在斷電後不會保留存儲的數據，而要長期保持數據不丟失仍是須要將數據從內存寫入到硬盤當中。對於電腦這樣的桌面設備，咱們能夠塞進去一塊硬盤，而對於手機這樣的移動設備，顯然就不現實了。

因而，1984年，東芝公司的發明人舛岡富士雄首先提出了快速閃存存儲器（此處簡稱閃存）的概念。特色是非易失性，其記錄速度也很是快，同時體積小，所以後來被普遍運用於數碼相機，掌上電腦，MP三、手機等小型數碼產品中。Intel是世界上第一個生產閃存並將其投放市場的公司，當時爲NOR閃存，後來日立公司於1989年研製了NAND閃存，逐漸替代了NOR閃存。值得一提的是，現在普遍用於PC上的SSD和手機的ROM，本質上是一家人，都是NAND閃存。

UFS和eMMC

經過上面的簡單介紹，你們已經可以理解內存和閃存的區別。那麼咱們不妨先來看看閃存規格eMMC和UFS。其中，eMMC的全稱爲「embedded Multi Media Card」，即嵌入式的多媒體存儲卡。是由MMC協會所訂立的、主要是針對手機或平板電腦等產品的內嵌式存儲器標準規格。簡單說，就是在原有內置存儲器的基礎上，加了一個控制芯片，再以統一的方式封裝，並預留一個標準接口，以便手機客戶拿來直接使用。2015年前全部主流的智能手機和平板電腦都採用這種存儲介質。

2011年電子設備工程聯合委員會（Joint Electron Device En gineering Council，簡稱JEDEC）發佈了第一代通用閃存存儲（Universal Flash Storage，簡稱UFS）標準，即UFS 2.0的前身。不過第一代的UFS並不受歡迎，也沒有對eMMC標準產生明顯的影響。

到了2013年，JEDEC在當年9月發佈了UFS 2.0的新一代閃存存儲標準，UFS 2.0閃存讀寫速度理論上能夠達到1400MB/s，不只比eMMC有更巨大的優點，並且它甚至可以讓電腦上使用的SSD也相形見絀。因而後來逐漸在高端設備市場上取代eMMC，成爲移動設備的主流標配。而實際上，UFS 2.0共有兩個版本，其中一個是HS-G2，也就是目前的UFS 2.0。然而，另個一個版本則爲HS-G3，能夠稱爲UFS 2.1，其數據讀取速度將飆至1.5G/s，也就是UFS 2.0的兩倍。

那麼UFS和eMMC有什麼區別呢？區別在於，UFS 2.0的閃存規格則採用了新的標準，它使用的是串行接口，很像PATA、SATA的轉換。而且它支持全雙工運行，可同時讀寫操做，還支持指令隊列。相比之下，eMMC是半雙工，讀寫必須分開執行，指令也是打包的，在速度上就已是略遜一籌了。並且UFS芯片不只傳輸速度快，功耗也要比eMMC 5.0低一半，能夠說是當下以及往後旗艦手機閃存的理想搭配。

DDR和LPDDR

DDR=Dual Data Rate雙倍速率同步動態隨機存儲器。嚴格的說DDR應該叫DDR SDRAM，人們習慣稱爲DDR，其中，SDRAM是Synchronous Dynamic Random Access Memory的縮寫，即同步動態隨機存取存儲器。而DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的縮寫，是雙倍速率同步動態隨機存儲器的意思。SDRAM在一個時鐘週期內只傳輸一次數據，它是在時鐘的上升期進行數據傳輸;而DDR內存則是一個時鐘週期內傳輸兩次次數據，它可以在時鐘的上升期和降低期各傳輸一次數據，所以稱爲雙倍速率同步動態隨機存儲器。DDR內存能夠在與SDRAM相同的總線頻率下達到更高的數據傳輸率。

▲DDR結構框架圖

而LPDDR是什麼呢？它的全稱是Low Power Double Data Rate SDRAM，是DDR的一種，又稱爲mDDR（Mobile DDR SDRAM）,是美國JEDEC固態技術協會（JEDEC Solid State Technology Association）面向低功耗內存而制定的通訊標準，以低功耗和小體積著稱，專門用於移動式電子產品。

DDR內存經歷了從DDR到DDR二、DDR3以及DDR4時代，而DDR5的時代目前尚未到來。從DDR、DDR2發展到DDR3，頻率更高、電壓更低的同時延遲也在不斷變大，慢慢改變着內存子系統，而DDR4最重要的使命是提升頻率和帶寬，每一個針腳均可以提供2Gbps(256MB/s)的帶寬，擁有高達4266MHz的頻率，內存容量最大可達到128GB，運行電壓正常可下降到1.2V、1.1V。

▲點擊查看大圖

LPDDR的運行電壓（工做電壓）相比DDR的標準電壓要低，從第一代LPDDR到現在的LPDDR4，每一代LPDDR都使內部讀取大小和外部傳輸速度加倍。其中LPDDR4可提供32Gbps的帶寬，輸入/輸出接口數據傳輸速度最高可達3200Mbps，電壓降到了1.1V。至於最新的LPDDR4X，與LPDDR4相同，只是經過將I / O電壓下降到0.6 V而不是1.1 V來節省額外的功耗，也就是更省電。