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這個時候發(fā)這篇文章難免有蹭熱點的嫌疑。但作為一個計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的研究生，在這些名詞滿天飛的時候，我的好奇心是抑制不住的，想一探這幾樣技術(shù)的究竟。本文不對某一特定事件進(jìn)行點評，僅從技術(shù)角度分析對比一下這三種技術(shù)。就算是當(dāng)做自己的技術(shù)儲備+科普了。

首先，這三種技術(shù)都是屬于閃存（Flash Memory）的不同種類，區(qū)別主要在于控制器，接口標(biāo)準(zhǔn)以及更底層的 Flash 芯片標(biāo)準(zhǔn)。它們在電腦/手機(jī)等系統(tǒng)中的主要作用是作為存儲設(shè)備（storage）/文件系統(tǒng)。（注意它們雖然也叫memory，但和運(yùn)存的 memory是完全兩回事兒）

以前電腦系統(tǒng)中的主要的存儲設(shè)備是機(jī)械式磁盤，訪問速度慢，體積龐大，功耗高，而且對震動非常敏感，因此很難用于小型化的移動設(shè)備里。Flash Memory 出現(xiàn)后，由于沒有移動部件，幾乎完美解決了以上機(jī)械硬盤的各種問題，因此很快在各種移動設(shè)備中獲得廣泛應(yīng)用。（當(dāng)然，F(xiàn)lash的寫操作和壽命的問題也比較復(fù)雜，但這不是本文的討論重點） 而且基于Flash 的 SSD 硬盤性能普遍好于傳統(tǒng)機(jī)械硬盤，因此也成為了PC/服務(wù)器的主流存儲設(shè)備。

那么既然 SSD，eMMC，UFS 都是 Flash，它們的區(qū)別在哪呢？

想要了解它們的區(qū)別，首先要了解他們解決的問題。

SSD 主要作用是取代 PC/服務(wù)器 上的 HDD 硬盤，它需要：

• 超大容量（百GB~TB級別）

• 極高的并行性以提高性能

• 對功耗，體積等要求并不敏感

• 兼容已有接口技術(shù) （SATA，PCI等）

• 而 eMMC 和 UFS主要都是針對移動設(shè)備發(fā)明的，它們需要：

• 適當(dāng)?shù)娜萘?/p>

• 適當(dāng)?shù)男阅?/p>

• 對功耗 ，體積的要求極其敏感

• 僅需遵循一定的接口標(biāo)準(zhǔn) （稍后解釋）

• 為了直觀感受一下區(qū)別，我剛才特意找來了一個 PCIe 的 SSD，如下圖，上面黑色的芯片就是Flash：

• 我又拆了一個手機(jī)，它里面的 Flash 芯片是這樣的（中間那個最大的黑色芯片）：

看到區(qū)別了嗎？ （之前寫的文章各種被人盜轉(zhuǎn)，只好給圖打碼了，見諒）

一個SSD，為了達(dá)到高并行高性能的要求，有多個Flash 芯片，這樣就可以在每個芯片上進(jìn)行相互獨立的讀寫操作，以并行性來提高硬盤吞吐量，還可以增加冗余備份。而手機(jī)中為了節(jié)省空間和功耗，通常只有一片密度較高的 Flash 芯片。

管理一個 Flash 芯片，和管理多個 Flash 芯片，策略肯定是不一樣的，因此它們的控制器 （controller）就完全不同了。而且 PC 上需要兼容 SATA 或 PCIe 或 m2 接口，這樣你電腦硬盤壞了的時候，可以拔下來換上另一塊同樣接口的硬盤能照樣用。而手機(jī)上的 Flash 芯片大多是直接焊在主板上的，基本上不需要考慮更換的問題，所以只要遵從一個特定標(biāo)準(zhǔn)，能和CPU正常通訊就好了。因此接口的不同也是 SSD 和 eMMC，UFS 的重要區(qū)別之一。

好了，SSD 和 （eMMC， UFS）的區(qū)別說完了，下面說一下可能很多人會關(guān)心的 eMMC 和 UFS 的區(qū)別了。

eMMC 和 UFS 都是面向移動端 Flash 的標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)別在于，二者的接口技術(shù)大相徑庭。

eMMC 是一個起源較早的技術(shù)，全稱叫 embedded MultiMedia Card，為什么單單e是小寫呢？ 因為先有的MMC啊。所謂MMC，大家可能沒聽過但可能見過，相機(jī)中用得較多，和SD卡長得很像（之前的圖片就搞錯了，感謝評論中各位的提醒）。

MMC前面加了個embedded，主要就是為了突出現(xiàn)在這個設(shè)備是embedded 在電路板上。eMMC 和 MMC一樣，沿用了 8 bit 的并行接口。在傳輸速率不高的時代，這個接口夠用了。但隨著設(shè)備對接口的帶寬要求越來越高，想把并行接口速率提高也越來越難。eMMC 的最新 5.1標(biāo)準(zhǔn)理論最高值最高可以達(dá)到400 MB/s，再往上提高頻率也不是不行，但就未必劃算了。

好在這幾年接口串行化大潮轟轟烈烈。所謂接口串行化，簡單來說就是工程師們發(fā)現(xiàn)：與其用一個比較寬的并行接口以較低的速率傳輸，用一個串行接口用非常高的速率傳輸似乎更劃算一些（帶寬，功率，成本各方面綜合考慮）。所以這個時候 UFS 應(yīng)運(yùn)而生，用高速串行接口取代了并行接口，而且還是全雙工的，也就是可以讀寫同時進(jìn)行。所以相比 eMMC， UFS的理論性能提高不少，甚至可以達(dá)到一些SSD的水準(zhǔn)?？梢栽谙聢D直觀感受一下，藍(lán)色的是UFS，紅色的是eMMC，當(dāng)然是越高越好：

（圖片引自[1] Micron 的文檔)

最后，大家可能比較關(guān)心的一個問題：我設(shè)計好了一個使用UFS的系統(tǒng)，然后悲傷地發(fā)現(xiàn)沒有UFS可以用了，那能不能直接換成eMMC呢？

答案是不行的，因為 UFS 和 eMMC 接口完全不兼容，控制器也不可通用。下面兩個示意圖分別是eMMC和UFS的接口（圖片引自[2][3] JEDEC標(biāo)準(zhǔn)）。

即使是示意圖，也能看出兩者的明顯差別。eMMC有兩條總線，分別傳輸指令數(shù)據(jù)輸入和輸出，而且因為是并行總線還要有額外的data strobe。而UFS則是有兩條差分的數(shù)據(jù)lane，指令和數(shù)據(jù)都是以packet的形式發(fā)送的。就更不要提二者的信號線的電氣特性也有很大差別了。這些將直接導(dǎo)致控制側(cè)（CPU那邊）SoC 的控制器和電路設(shè)計會有很大不同。

所以一個系統(tǒng)的SoC以及電路板一定要經(jīng)過重新設(shè)計，才能把 UFS 替換成 eMMC，這不是在生產(chǎn)線上換個 Flash 芯片那么簡單的事兒，還得經(jīng)過比較長時間的設(shè)計和測試才行。否則想要快速拿出替代方案的話，恐怕從一開始就要設(shè)計兼容兩套方案了，嗯。

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[1] UFS is here, and it’s very fast!

[2] JEDEC-JESD84-B51

[3] JEDEC-JESD220C

備注：轉(zhuǎn)自知乎