UFS/eMMC/LPDDR等究竟是什麼？IT之家帶你一文看懂

對於智能手機而言，任何一個部件都有可能影響到手機的整體性能和體驗，處理器、內存、快閃記憶體、屏幕等等。不過對於以下剛入門的新手用戶而言，當和其他網友們熱烈討論UFS2.0、eMMC 5.1、LPDDR4這些名詞時，或許會一頭霧水：這些究竟是什麼？別冷場，IT之家小編在這裡不妨為大家科普一番。

想要了解UFS2.0、eMMC 5.1、LPDDR4這些詞的意義和區別，首先需要了解的是手機內存和快閃記憶體這兩個容易混淆的概念。

內存

手機內存（RAM，隨機存取存儲器）又稱作「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)。它可以隨時讀寫，而且速度很快，通常作為操作系統或其他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，故主要用於存儲短時間使用的程序。說人話，就是我們常說的手機運行內存。

在PC平台，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，到如今普及到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，與桌面平台的DDR4內存相比，面向移動平台的LPDDR4，其能夠在帶來等效的性能(速度)的同時，兼顧更少的能源消耗。

快閃記憶體

快閃記憶體（Flash Memory）是一種長壽命的非易失性（在斷電情況下仍能保持所存儲的數據信息）的存儲器，即使斷電也不會丟失數據，數據刪除不是以單個的位元組為單位而是以固定的區塊為單位（NOR Flash為位元組存儲。），區塊大小一般為256KB到20MB。通俗地說，它就相當於電腦中的硬碟，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還是需要將數據從內存寫入到硬碟當中。對於電腦這樣的桌面設備，我們可以塞進去一塊硬碟，而對於手機這樣的移動設備，顯然就不現實了。

於是，1984年，東芝公司的發明人舛岡富士雄首先提出了快速快閃記憶體存儲器（此處簡稱快閃記憶體）的概念。特點是非易失性，其記錄速度也非常快，同時體積小，因此後來被廣泛運用於數碼相機，掌上電腦，MP3、手機等小型數碼產品中。Intel是世界上第一個生產快閃記憶體並將其投放市場的公司，當時為NOR快閃記憶體，後來日立公司於1989年研製了NAND快閃記憶體，逐漸替代了NOR快閃記憶體。值得一提的是，如今廣泛用於PC上的SSD和手機的ROM，本質上是一家人，都是NAND快閃記憶體。

UFS和eMMC

通過上面的簡單介紹，大家已經能夠理解內存和快閃記憶體的區別。那麼我們不妨先來看看快閃記憶體規格eMMC和UFS。其中，eMMC的全稱為「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，加了一個控制晶元，再以統一的方式封裝，並預留一個標準介面，以便手機客戶拿來直接使用。2015年前所有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）發布了第一代通用快閃記憶體存儲（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月發布了UFS 2.0的新一代快閃記憶體存儲標準，UFS 2.0快閃記憶體讀寫速度理論上可以達到1400MB/s，不僅比eMMC有更巨大的優勢，而且它甚至能夠讓電腦上使用的SSD也相形見絀。於是後來逐漸在高端設備市場上取代eMMC，成為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，另個一個版本則為HS-G3，可以稱為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的快閃記憶體規格則採用了新的標準，它使用的是串列介面，很像PATA、SATA的轉換。並且它支持全雙工運行，可同時讀寫操作，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，在速度上就已經是略遜一籌了。而且UFS晶元不僅傳輸速度快，功耗也要比eMMC 5.0低一半，可以說是當下以及日後旗艦手機快閃記憶體的理想搭配。

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，人們習慣稱為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在一個時鐘周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內存則是一個時鐘周期內傳輸兩次次數據，它能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數據，因此稱為雙倍速率同步動態隨機存儲器。DDR內存可以在與SDRAM相同的匯流排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，又稱為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信標準，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DDR2、DDR3以及DDR4時代，而DDR5的時代目前還沒有到來。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，慢慢改變著內存子系統，而DDR4最重要的使命是提高頻率和帶寬，每個針腳都可以提供2Gbps(256MB/s)的帶寬，擁有高達4266MHz的頻率，內存容量最大可達到128GB，運行電壓正常可降低到1.2V、1.1V。

點擊查看大圖

LPDDR的運行電壓（工作電壓）相比DDR的標準電壓要低，從第一代LPDDR到如今的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/輸出介面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，只是通過將I / O電壓降低到0.6 V而不是1.1 V來節省額外的功耗，也就是更省電。