Stockage flash universel

Universal Flash Storage ( UFS ) est une spécification de stockage flash pour les appareils photo numériques , les téléphones portables et les appareils électroniques grand public . Elle a été conçue pour apporter une vitesse de transfert de données plus élevée et une fiabilité accrue au stockage de mémoire flash, tout en réduisant la confusion du marché et en supprimant le besoin d'adaptateurs différents pour différents types de cartes. La norme englobe à la fois les packages intégrés de manière permanente (via un package à matrice de billes ) dans un appareil ( eUFS ) et les cartes mémoire UFS amovibles .

L'UFS utilise la mémoire flash NAND . Il peut utiliser plusieurs matrices flash NAND TLC 3D empilées (circuits intégrés) avec un contrôleur intégré.

La spécification de mémoire flash proposée est soutenue par des sociétés d'électronique grand public telles que Nokia , Sony Ericsson , Texas Instruments , STMicroelectronics , Samsung , Micron et SK Hynix . UFS se positionne comme un remplacement pour les eMMC et les cartes SD . L'interface électrique pour UFS utilise le M-PHY , développé par la MIPI Alliance , une interface série à haut débit ciblant 2,9 Gbit/s par voie avec une évolutivité jusqu'à 5,8 Gbit/s par voie. LVDS série en duplex intégral qui s'adapte mieux aux bandes passantes plus élevées que l'interface parallèle à 8 voies et en semi-duplex des eMMC. Contrairement à eMMC, Universal Flash Storage est basé sur le modèle architectural SCSI et prend en charge SCSI Tagged Command Queuing . La norme est développée par la JEDEC Solid State Technology Association et disponible auprès de celle-ci .

Le noyau Linux prend en charge UFS. OpenBSD 7.3 et versions ultérieures prennent en charge UFS. Windows 10 et versions ultérieures prennent en charge UFS.

En 2010, l'Universal Flash Storage Association (UFSA) a été fondée en tant qu'association commerciale ouverte pour promouvoir la norme UFS.

En septembre 2013, JEDEC a publié JESD220B UFS 2.0 (mise à jour de la norme UFS v1.1 publiée en juin 2012). JESD220B Universal Flash Storage v2.0 offre une bande passante de liaison accrue pour améliorer les performances, une extension des fonctionnalités de sécurité et des fonctionnalités d'économie d'énergie supplémentaires par rapport à UFS v1.1.

Le 30 janvier 2018, le JEDEC a publié la version 3.0 de la norme UFS, avec un débit de données plus élevé de 11,6 Gbit/s par voie (1450 Mo/s) avec l'utilisation de MIPI M-PHY v4.1 et UniProSM v1.8.Lors du MWC 2018, Samsung a dévoilé des solutions UFS (eUFS) v3.0 et uMCP ( package multi-puces basé sur UFS ) intégrées.

Le 30 janvier 2020, JEDEC a publié la version 3.1 de la norme UFS. UFS 3.1 introduit Write Booster , Deep Sleep , Performance Throttling Notification et Host Performance Booster pour des solutions UFS plus rapides, plus économes en énergie et moins chères. La fonction Host Performance Booster est facultative. Avant la norme UFS 3.1, la fonction de cache SLC était facultative sur les périphériques UFS, ce qui est une fonction de facto sur les SSD personnels .

En 2022, Samsung a annoncé la version 4.0 doublant de 11,6 Gbit/s à 23,2 Gbit/s avec l'utilisation de MIPI M-PHY v5.0 et UniPro v2.0. UFS 4.0 introduit l'optimisation basée sur les fichiers .

Depuis le deuxième trimestre 2024, Zoned UFS (ZUFS) est en cours de développement par SK hynix .

En février 2013, la société de semi-conducteurs Toshiba Memory (aujourd'hui Kioxia ) a commencé à expédier des échantillons d'une puce flash NAND de 64 Go , la première puce à prendre en charge la nouvelle norme UFS.

En avril 2015, la famille Galaxy S6 de Samsung a été le premier téléphone à être livré avec un stockage eUFS utilisant la norme UFS 2.0.

Le 7 juillet 2016, Samsung a annoncé ses premières cartes UFS, avec des capacités de stockage de 32, 64, 128 et 256 Go. Les cartes étaient basées sur la norme d'extension de carte UFS 1.0. La version 256 Go offrait des performances de lecture séquentielle allant jusqu'à 530 Mo/s et des performances d'écriture séquentielle allant jusqu'à 170 Mo/s et des performances aléatoires de 40 000 IOPS en lecture et 35 000 IOPS en écriture. Cependant, elles n'ont apparemment pas été réellement rendues publiques.

Le 17 novembre 2016, Qualcomm a annoncé le SoC Snapdragon 835 avec prise en charge de l'UFS 2.1.

Le 14 mai 2019, OnePlus a présenté les OnePlus 7 et OnePlus 7 Pro, les premiers téléphones à intégrer l'eUFS 3.0 (le Galaxy Fold, initialement prévu pour être le premier smartphone à intégrer l'UFS 3.0, a finalement été retardé après le lancement du OnePlus 7).

Les premières cartes UFS ont commencé à être vendues publiquement début 2020. Selon un communiqué de presse de l'Universal Flash Storage Association, Samsung prévoyait de faire passer ses produits aux cartes UFS en 2020. Plusieurs appareils grand public dotés d'emplacements pour cartes UFS ont été commercialisés en 2020.

Le 8 décembre 2022, IQOO a annoncé l'IQOO 11, qui était le premier téléphone à être équipé du stockage UFS 4.0. Après cela, d'autres fabricants d'appareils Android ont commencé à utiliser cette solution de stockage sur leurs smartphones phares et de milieu de gamme supérieur.

• UFS 2.0 a été implémenté dans Snapdragon 820 et 821. Kirin 950 et 955. Exynos 7420. NVIDIA Jetson AGX Xavier SOMs
• L'UFS 2.1 a été implémenté dans les Snapdragon 712 (710 et 720G), 730G, 732G, 835, 845 et 855. Kirin 960, 970 et 980. Exynos 9609, 9610, 9611, 9810 et 980.
• UFS 3.0 a été implémenté dans Snapdragon 855, 855+, 860, 865, Exynos 9820–9825, et Kirin 990.
• UFS 3.1 a été implémenté dans Snapdragon 855+/860, Snapdragon 865, Snapdragon 870, Snapdragon 888, Exynos 2100 et Exynos 2200.
• UFS 4.0 a été implémenté dans MediaTek Dimensity 9200, MediaTek Dimensity 8300 et Snapdragon 8 Gen 2.

Le 30 mars 2016, le JEDEC a publié la version 1.0 de la norme d'extension de carte UFS (JESD220-2), qui offrait de nombreuses fonctionnalités et une grande partie des mêmes fonctionnalités que la norme existante de périphérique embarqué UFS 2.0, mais avec des ajouts et des modifications pour les cartes amovibles.

Également en mars 2016, le JEDEC a publié la version 1.1 de l'UFS Unified Memory Extension (JESD220-1A), la version 2.1 de la norme UFS Host Controller Interface (UFSHCI) (JESD223C), et la version 1.1A de la norme UFSHCI Unified Memory Extension (JESD223-1A).

Le 30 janvier 2018, la norme UFS Card Extension a été mise à jour vers la version 1.1 (JESD220-2A), et la norme UFSHCI a été mise à jour vers la version 3.0 (JESD223D), pour s'aligner sur la version 3.0 d'UFS.

Le cycle de réécriture d'un lecteur UFS affecte sa durée de vie. Il existe une limite au nombre de cycles d'écriture/effacement qu'un bloc flash peut accepter avant de produire des erreurs ou de tomber en panne. Chaque cycle d'écriture/effacement entraîne la détérioration de la couche d'oxyde d'une cellule de mémoire flash. La fiabilité d'un lecteur repose sur trois facteurs : l'âge du lecteur, le nombre total de téraoctets écrits au fil du temps et les écritures quotidiennes sur le lecteur. Ceci est typique de la mémoire flash en général.