Le memorie UFS

La sigla UFS (Universal Flash Storage) identifica la tecnologia costruttiva utilizzata, sicuramente il futuro per l’archiviazione dati mobile. Si tratta di uno standard definito dalla JEDEC Solid State Technology Association ed al cui sviluppo hanno contribuito i leader del mondo dell’elettronica, Nokia, Sony Ericsson, Texas Instruments, STMicroelectronics, Samsung, Micron, SK Hynix.

Nel caso delle memorie UFS il chip contiene sia il modulo di memoria Flash utilizzato per archiviare i dati, sia il controller e l’interfaccia di comunicazione. L’UFS garantisce ottime performance in lettura e scrittura (fino ad arrivare ai 1.333MB/s della versione 2.1) e consumi elettrici estremamente contenuti.

Con queste caratteristiche, non è un caso che le memorie UFS siano montate all’interno di smartphone, videocamere digitali e dispositivi mobili di ultima generazione. Grazie alla loro velocità e a una grande ampiezza di banda di trasmissione dati, infatti, supportano alla perfezione applicazioni “pesanti” come quelle dedicate alla registrazione e alla riproduzione di contenuti in alta e ultra alta definizione (4K e 8K).

Ė opinione comune che le memorie UFS soppianteranno le memorie embedded in considerazione della maggior velocità e del più basso consumo frutto della loro particolare configurazione.

Nelle comuni memorie eMMC il bus di comunicazione tra il dispositivo e la memoria è costituito da diversi canali di comunicazione capaci di scambiare dati in parallelo: il processore è in grado di accedere più volte in contemporanea ai dati presenti nella memoria, ma in un unico verso. Ciò vuol dire che mentre è in corso la lettura dei dati, il device non potrà scrivere e viceversa. Le memorie UFS, invece, hanno un unico canale, ma bidirezionale: le operazioni, dunque, avvengono sequenzialmente, ed è possibile accedere in lettura e scrittura nello stesso momento. Ciò consente di rendere più efficienti i carichi di lavoro e velocizzare tutto il processo di esecuzione delle operazioni.

Le memorie UFS, inoltre, adottano la gestione Command Queue (abbreviata in CQ), che consente di eseguire la lettura e la scrittura dei dati seguendo un ordine di importanza. C’è dunque una priorità alla base, che consente di svolgere prima le operazioni più importanti e poi via via, a scalare nella “scala gerarchica” del dispositivo. Una funzionalità non disponibile nelle memorie eMMC, dove le operazioni sono svolte seguendo un preciso ordine temporale: bisogna dunque attendere che un processo sia terminato prima di passare al successivo, anche nel caso in cui quest’ultimo abbia un’importanza e un’urgenza superiore al precedente.

Al momento questa tecnologia è giunta alla versione in grado di garantire una velocità di trasmissione di 1.333MB/s.

Oggi questo valore si appresta ad essere superato dalla prossima generazione di memorie UFS 3.0 che saranno in grado di raggiungere la velocità di 2.666MB/s.

Recentemente Samsung ha annunciato la disponibilità di microSD Universal Flash Storage (UFS) in grado di arrivare ad una velocità di 530MB/s, cinque volte superiore alle memorie più performanti di classe V90 (95MB/s).

Anche Toshiba ha recentemente introdotto memorie per applicazioni automotive compatibili con lo standard JEDEC UFS versione 2.1. I nuovi prodotti soddisfano anche i requisiti dello standard AEC-Q100 di Classe 2 e supportano la gamma estesa di temperature compresa fra -40 °C e +105 °C.  

L’utilizzo dell’interfaccia UFS permette ai nuovi prodotti di raggiungere prestazioni di 850MB/s in lettura sequenziale, e di 50kIOPs in lettura casuale, che sono pari rispettivamente a una velocità di circa 2,7 volte e 7,1 volte superiore rispetto a quanto possibile raggiungere con memorie e-MMC