Universal Flash Storage – ne tak úplně nový standard pro mobilní paměti

2. 11. 2016 08:00    Rubrika: Technologie    Autor: Jakub Pavlis

Tisková zpráva hovoří jasně – Samsung má připravené první výměnné karty postavené na standardu UFS 1.0 a tento standard používá už i prakticky – byť zatím je pro interní zapojení pamětí ve svých špičkových telefonech Galaxy S6 a S7. Setkáme se s nimi brzy i jinde? Výkonné rozšíření úložiště se hodí i u notebooků s malým SSD.

Universal Flash Storage – ne tak úplně nový standard pro mobilní paměti

Nutnost vymyslet nové, rychlejší a kapacitnější přenosná paměťová média vyvstala před výrobci již před řadou let. Technologický pokrok je v některých svých částech předvídatelný a to, že budou stále větší rozlišení displejů nebo světločivých čipů u fotoaparátů bylo jasné. Profesionální zrcadlovky ukládající fotografie v raw formátu měly s rychlostí ukládání větší či menší potíže odjakživa, přístroje nahrávající 4K kvalitě se také blíží k hranicím propustnosti SD karet. A hlavně tu máme netrpělivého uživatele, který je ze svého notebooku s hromadou paměti a SSD diskem zvyklý na bleskové reakce, proč by měl čekat při práci na pouhém telefonu?

Asociace JEDEC, která zaštiťuje schvalování řady otevřených standardů, proto připravila specifikace Universal Flash Storage (UFS) 1.0. Dnes již existují praktické aplikace, i když jich je minimum. Prozatím standard UFS používá pouze Samsung pro své špičkové mobily – Galaxy S6, Galaxy S7 nebo Note7. Jde o vestavěná nevýměnná řešení, lze tedy předpokládat, že budou o něco maličko rychlejší, než kolik bude lze dosáhnout z výměnných karet ve čtečkách. I tyto karty už má Samsung připravené k výrobě, čeká se jen, kdy se rozhoupe dostatek výrobců a začnou UFS používat ve svých přístrojích – mobilech, fotoaparátech a kamerách, noteboocích, navigacích, autorádiích a všude tam, kde jste se mohli dosud potkat SD karty.


JEDEC celkem logicky a rozumně zvolilo pro samotnou paměťovou kartu stejné rozměry, jako mají dnešní microSD karty, ovšem piny na kartě jsou jinde, nelze tedy očekávat zpětnou kompatibilitu. Dobrou zprávou je, že díky shodným fyzickým rozměrům lze v nových přístrojích použít combo mechaniku, která může podporovat jak UFS karty, tak microSDXC karty a Samsung už takovou mechanikou disponuje, i když do svých telefonů ji prozatím neosadil.

Technologicky jsou i UFS karty založeny na běžných NAND paměťových čipech, které nalezneme i v SD kartách nebo počítačových SSD. Důvodem zrychlení je především nový řadič (controler), který podporuje full duplex režim.


Pro představu o možných rychlostech mohu citovat z tiskové zprávy: „Paměťová karta 256 GB UFS poskytne uživatelům dostatek prostoru, což ocení zejména při pořizování záznamů ve vysokém rozlišení, při hraní 3D videoher nebo přehrávání kvalitních videí. Dokáže nabídnout 5x rychlejší sekvenční čtení než klasické SD karty, tedy 530 MB za sekundu, což je podobná sekvenční rychlost čtení jako u nejrozšířenějších úložišť SATA SSD. Karta UFS dokáže načíst Full HD video o velikosti 5 GB během 10 vteřin, zatímco běžné UHS-1 microSD kartě to trvá vzhledem k rychlosti 95 MB/s 50 vteřin. Také rychlost náhodného čtení je u UFS karty 20krát rychlejší, konkrétně 40 000 IOPS (Input-output operací za sekundu), zatímco typická microSD karta dokáže nabídnout „jen“ rychlost 1 800 IOPS.

Zápis na 256GB UFS kartu probíhá rychlostí 35 000 IOPS, což je 350 krát vyšší než u typických microSD karet, kde hodnota činí 100 IOPS, a dosahuje sekvenční rychlosti zápisu 170 MB/s, tedy téměř dvojnásobku rychlosti nejlepších microSD karet. “


Nejde ovšem jen o rychlosti. UFS karty také významně vylepšují spotřebu. Podle výpočtu serveru androidauthority.com rychlá microSD karta spotřebovává během zápisu 2,88 W a 0,72 v idle režimu. UFS při vyšších rychlostech má typicky spotřebovávat 1,54 W, idle režim bude obdobný, ovšem díky vyšším rychlostem v něm bude karta delší dobu (výpočty jsou založeny na JEDEC specifikaci, nikoli na měření konkrétních přístrojů). U notebooků je to poměrně zanedbatelné, ale u tabletů a telefonů s eMMC úložišti a aplikacemi na SD kartě by to mohlo vést k viditelnému prodloužení doby výdrže.

Další zásadní výhodou by mohla být jak pro uživatele, tak pro vývojáře operačních systémů i aplikací jednodušší možnost vytvářet a používat aplikace na výměnném médiu. Jednak bude vestavěná i externí paměť používat stejný standard, a především UFS dosahuje lepších výsledků než současná eMMC řešení, takže bude jedno, zda náročnou hru nainstalujete do interní paměti telefonu, nebo na kartu.


K dispozici jsou i první benchmarky, zatím pocházející pouze z interních úložišť telefonů Samsung.
Podle serveru gsmarena.com:
• Sekvenční zápis
Galaxy S7 edge (UFSint.) - 484 MB/s
Galaxy Note7 (UFS int.) - 482 MB/s
Galaxy Note 7 (SD ext.) - 76 MB/s

• Sekvenční čtení
Galaxy S7 edge (UFSint.) - 151 MB/s
Galaxy Note7 (UFS int.) - 142 MB/s
Galaxy Note 7 (SD ext.) - 19 MB/s

• Náhodný zápis
Galaxy S7 edge (UFSint.) - 21 498 IOPS
Galaxy Note7 (UFS int.) - 20 879 IOPS
Galaxy Note 7 (SD ext.) - 2083 IOPS

• Náhodné čtení
Galaxy S7 edge (UFSint.) - 4001 IOPS
Galaxy Note7 (UFS int.) - 3743 IOPS
Galaxy Note 7 (SD ext.) - 214

Nový standard se určitě bude rychle šířit v nejvyšších patrech nabídky mobilních telefonů a profesionální audiovizuální techniky, převládat by měl už v roce 2018, alespoň podle plánů výrobců a JEDEC. Určitě se tak stane u vnitřních úložišť, kde není jiná cesta, jak konkurovat Samsungu. Díky combo mechanikám UFS/SD se zachová u nových zařízení zpětná kompatibilita a i ti, kteří takový výkon hned nevyužijí, budou moci dále používat své starší paměťová média. Kdy ovšem budou UFS karty běžné i ve střední a nižší třídě mobilů a jak rychle půjdou ceny médií dolů, to si říci netroufnu.


| Diskuse | Technologie
Sdílej: