Toshiba Универсальные флэш-накопители (UFS)

Продукт
Разработчики: Kioxia Europe (ранее Toshiba Memory Europe, TME), Kioxia (ранее Toshiba Memory)
Дата премьеры системы: 2018
Дата последнего релиза: 2022/02/24
Отрасли: Транспорт,  Электротехника и микроэлектроника
Технологии: СХД

Содержание

Основная статья: Система хранения данных

Универсальный флэш-накопитель (UFS) — общая спецификация флэш-накопителей для цифровых фотоаппаратов, сотовых телефонов и потребительских видов электроники. Использование этого стандарта может привести к более высокой скорости передачи данных и повышению надёжности накопителей флэш-памяти, уменьшая при этом рыночную неразбериху и многообразие адаптеров для множества видов карт.

2022

*Встроенные флэш-накопители UFS с поддержкой MIPI M-PHY v5.0

24 февраля 2022 года компания KIOXIA Europe GmbH объявила о начале поставок образцов встроенных универсальных флэш-накопителей (UFS), поддерживающих технологию MIPI M-PHY v5.0. Устройства построены на базе фирменной трёхмерной флэш-памяти BiCS FLASH, доступны в трёх вариантах: объёмом 128, 256 и 512 ГБ. Накопители предназначены для использования в мобильных устройствах, включая передовые смартфоны, и обеспечивают высокую скорость чтения и записи.

Накопители KIOXIA соответствуют стандарту UFS поколения MIPI M-PHY 5.0, который предполагает теоретическую скорость интерфейса до 23,2 Гбит/с на дорожку (две дорожки — 46,4 Гбит/с) в режиме HS-Gear5. Это позволяет добиться роста скорости последовательных чтения и записи устройства ёмкостью 256 ГБ примерно на 90% и 70% соответственно, а скорости произвольных чтения и записи — примерно на 35% и 60% соответственно по сравнению с устройствами предыдущего поколения. Поколение UFS MIPI M-PHY v5.0 обеспечивает значительное повышение производительности, позволяя смартфонам и другим продуктам предоставлять больше возможностей и повышать удобство работы для конечных пользователей в эпоху 5G и в дальнейшем.

«
Усовершенствование UFS повысит производительность и возможности мобильных устройств нового поколения — смартфонов и других продуктов,

отмечает Аксель Штёрман (Axel Stoermann), вице-президент по маркетингу и проектированию памяти в KIOXIA Europe GmbH
»

Прототипы модулей флэш-памяти UFS 3.1 на базе технологии QLC

19 января 2022 года компания Kioxia Europe GmbH, мировой производитель в области решений для хранения данных, сообщила о начале выпуска флэш-памяти с поддержкой стандарта UFS 3.1 на базе технологии QLC (Quad-Level Cell - ячейка памяти, способная хранить 4 бита информации) собственной разработки. Технология QLC позволяет получить достаточно высокую плотность памяти в массиве, что будет востребовано в решениях, для которых эта возможность является ключевой, например, в актуальных моделях смартфонов.

Первый прототип (PoC) представленной памяти Kioxia стандарта UFS - 512-гигабайтное устройство, в котором используется 1-терабитная (128 ГБ) трёхмерная флэш-память BiCS FLASH на базе технологии QLC. Он призван удовлетворить растущие требования мобильных устройств в части производительности и плотности памяти, обусловленные увеличением разрешения изображений, распространением видео с разрешением 4K и выше, развитием сетей 5G и т. п.

«
«Kioxia разрабатывает и поставляет UFS-память с 2013 года. С этого времени мы работаем над расширением нашего ассортимента, и так немалого, за счёт UFS-памяти, предназначенной для устройств и сценариев, требующих повышенной производительности при выводе изображений. С выводом на рынок UFS-устройств на базе технологии QLC мы сможем предложить ещё один продукт, способный удовлетворить растущие требования к FLASH-памяти», -

говорит Аксель Штёрман (Axel Stoermann), вице-президент Kioxia Europe GmbH, отвечающий за маркетинг и инженерную разработку памяти.
»

Компания уже начала рассылку тестовых образцов 512-гигабайтных прототипов UFS памяти на базе технологии QLC некоторым из своих клиентов - OEM-производителей.

2021

Встраиваемые модули флэш-памяти ёмкостью 256 и 512 ГБ

11 августа 2021 года Kioxia Europe GmbH объявила о начале поставок образцов следующего поколения встраиваемых модулей флэш-памяти стандарта Universal Flash Storage (UFS) 3.1 ёмкостью 256 и 512 гигабайт (ГБ). Эти устройства стали ещё тоньше (для устройств ёмкостью 256 ГБ данные о плотности приводятся по сравнению с предыдущим поколением устройств UFS производства Kioxia ёмкостью 256 ГБ) и производительнее, чем их предшественники: флэш-память в корпусах толщиной 0,8 мм и 1,0 мм обеспечивает повышение скорости произвольного чтения на 30% и произвольной записи на 40% (по сравнению с предыдущим поколением модулей памяти UFS ёмкостью 256/512 ГБ производства Kioxia). Модули UFS от Kioxia построены на базе высокопроизводительной памяти пятого поколения Kioxia — 3D-флэш-памяти BiCS FLASH — и предназначены для широкого спектра мобильных устройств и решений.

Для многих сценариев использования встроенной флэш-памяти, имеющих ограничения в отношении занимаемого пространства и энергопотребления, высокая производительность и плотность являются ключевыми параметрами. Поэтому UFS становится для них всё более популярным решением. Что касается ёмкости, UFS уже пользуется намного большим спросом по сравнению с флэш-памятью е-ММС. По данным аналитической компании Forward Insights (источник: Forward Insights 2Q21), в этом году 70% общемирового спроса на накопители UFS и e-MMC пришлось на UFS, и этот показатель будет продолжать расти.

«
«Принятие стандарта UFS версии 3.1, состоявшееся благодаря нашей работе в комитете по стандартизации JEDEC, позволило вновь расширить границы производительности и создать форм-факторы для встроенной энергонезависимой памяти. Последовательное рассмотрение и дальнейшая разработка технологии 3D-флэш-памяти BiCS FLASH, созданной Kioxia, позволили не только выпустить линейку устройств, поддерживающих высокие скорости произвольного чтения и записи в тонком корпусе. Модули могут стать предпочтительным решением для целого ряда ресурсоёмких промышленных приложений», —

отмечает вице-президент Kioxia Europe GmbH по маркетингу и разработке флэш-памяти Аксель Штёрманн (Axel Stoermann).
»

В модулях UFS ёмкостью 256 ГБ и 512 ГБ реализованы следующие изменения:

  • скорость произвольного чтения увеличена на 30%, а произвольной записи — на 40%;
  • усилитель производительности хоста (Host Performance Booster, HPB) версии 2 увеличивает скорость произвольного чтения за счёт использования буферной памяти хоста для хранения таблиц, преобразования логических адресов в физические; помимо этого, HPB версии 1 обеспечивает доступ к данным на уровне блоков размером не более 4 килобайт, тогда как у HPB версии 2 данный показатель был увеличен, что позволило дополнительно повысить скорость произвольного чтения;
  • у устройства ёмкостью 256 ГБ толщина корпуса составляет всего 0,8 мм.

UFS 3.1 объемом 1 Тб

10 марта 2021 года компания KIOXIA Europe объявила о начале поставок модулей встраиваемой флеш-памяти емкостью 1 Тб стандарта Universal Flash Storage (UFS) версии 3.1. Модуль заключен в корпус высотой 1,1 мм. Модель использует флеш-память KIOXIA BiCS FLASH 3D и обеспечивает скорость последовательного чтения до 2050 МБ/с и скорость последовательной записи до 1200 МБ/с.

UFS 3.1 объемом 1 Тб

По информации компании, мобильные устройства постоянно совершенствуются, и сети 5G готовы обеспечить такие уровни скорости, масштабирования и сложности, каких раньше не было. Чтобы воспользоваться использования 5G — возможностью более быстрой загрузки и сокращением временных задержек — требуется надлежащая производительность и низкое энергопотребление. Кроме того, благодаря технологии 5G, упрощающей и ускоряющей процесс сохранения большого количества данных на мобильных устройствах пользователей, растут и требования к памяти для смартфонов и ресурсоемких приложений. UFS-устройство KIOXIA емкостью 1 Тб обеспечивает надлежащую скорость чтения/записи, низкое энергопотребление, минимальное время запуска приложений и емкость хранилища, необходимую для 5G и других цифровых потребительских продуктов.

UFS-накопитель KIOXIA емкостью 1 Тб объединяет в себе флеш-память BiCS FLASH 3D и контроллер, который исправляет ошибки, распределяет износ, преобразует логические адреса в физические и изолирует поврежденные блоки.Банковская цифровизация: ускоренное импортозамещение и переход на инновации. Обзор и рейтинг TAdviser 13.1 т

Устройство UFS емкостью 1 Тб оснащено также двумя функциями:

  • WriteBooster обеспечивает надлежащую скорость записи;
  • Host Performance Booster (HPB) 2.0 оптимизирует производительность произвольного чтения за счет использования памяти на стороне хоста для хранения таблиц преобразования логических адресов в физические. В то время как HPB 1.0 разрешает доступ только к блокам размером 4 Кб, HPB 2.0 обеспечивает более широкий доступ.

2019

UFS-модуль емкостью 512 Гб для автомобильных систем

14 ноября 2019 года компания Kioxia Europe объявила о начале поставки ознакомительных образцов модулей встроенной памяти емкостью 512 Гб для автомобильных систем.

UFS-модуль Kioxia емкостью 512 Гб

Как отметили в Kioxia Europe, представленные UFS-модули для автомобильной промышленности соответствуют спецификации универсальных флеш-накопителей JEDEC версии 2.1. Они имеют широкий диапазон рабочих температур (от –40 до +105°С), соответствуют требованиям AEC-Q100 Grade 25 и обеспечивают надежность, необходимую для применения в различных автомобильных системах. Устройство емкостью 512 Гб дополняет существующую серию автомобильных UFS-модулей компании емкостью 16, 32, 64, 128 и 256 Гб.

Такие инновационные решения, как автономные автомобили, функциональные информационно-развлекательные системы, цифровые приборные кластеры, средства обработки и передачи информации и ADAS-решения не только обеспечивают комфорт водителя, но и предъявляют повышенные требования к устройствам хранения данных в автомобилях, подчеркнули в Kioxia Europe.

Чтобы удовлетворить потребности пользователей, компания KIOXIA разработала UFS-модули объемом 512 Гб для автомобильной промышленности, объединив в одном корпусе 3D-флеш-память BiCS Flash собственной разработки и контроллер. Автомобильные UFS-модули емкостью 512 Гб имеют ряд предназначенных для работы в составе автомобильных систем функций, в том числе Refresh, Thermal Control и Extended Diagnosis. Refresh может использоваться для обновления данных, находящихся в UFS-модуле, и помогает увеличить продолжительность их хранения. Thermal Control защищает устройство от перегрева в условиях высоких температур, которые могут возникать в автомобильных системах. И наконец, функция Extended Diagnosis помогает центральному процессору легко определять состояние устройства, утверждает производитель.

Устройства UFS на основе 3D-памяти BiCS FLASH для автомобильных систем

5 апреля 2019 года компания Toshiba Memory Europe (TME) объявила о начале поставок ознакомительных образцов устройств встраиваемой памяти стандарта JEDEC UFS 2.1 для автомобильных систем. Модули UFS для автомобильной электроники, представленные компанией, могут работать в широком диапазоне температур (от -40 до +105 °C), соответствуют требованиям AEC-Q100 Grade2 и обладают повышенной надежностью, необходимой для работы в различных автомобильных системах. Серия включает четыре устройства разной емкости: 32 гигабайта (ГБ), 64 ГБ, 128 ГБ и 256 ГБ.

Устройства UFS на основе 3D-памяти BiCS FLASH для автомобильных систем

По информации компании, изделия представляют собой устройства встраиваемой флеш-памяти NAND, объединяющие 3D-память BiCS FLASH и контроллер в одном корпусе FPGA со 153 полусферическими выводами. Устройства имеют интерфейс HS-G3 и работают при напряжении питания 3,3 В (ядро памяти) и 1,8 В (интерфейс).

Потребность в хранении данных в автомобильных системах будет продолжать расти, поскольку ожидается, что подключенные к сети и автономные автомобили будут генерировать огромные объемы данных. Устройства UFS компании TME на основе 3D-памяти BiCS FLASH предоставляют заказчикам решение, которое лучше подходит для реализации систем большой емкости. Например, скорость последовательного чтения и записи устройства емкостью 256 ГБ увеличена примерно на 6 и 33 процента соответственно по сравнению с устройствами предыдущего поколения.

Преимущества производительности модулей UFS сделали их основным выбором памяти для смартфонов высокого и среднего класса. С ростом сложности и потребности в хранении данных автомобильных систем ожидается, что модули UFS станут предпочтительным решением и в этой отрасли. Компания Toshiba первой представила память UFS в 2013 году.

Модули UFS компании TME для автомобильных систем имеют несколько дополнительных функций, таких как обновление, контроль температуры и расширенная диагностика, которые соответствуют требованиям к применению в автомобильных устройствах. Функция обновления может использоваться для обновления данных, хранящихся в модуле UFS, и помогает увеличить продолжительность их хранения. Функция контроля температуры защищает устройство от перегрева в условиях высоких температур, которые могут возникать в автомобильных системах. И наконец, функция расширенной диагностики позволяет пользователям легко определять состояние устройства.

Развитие технологий автомобильных информационных и развлекательных систем, расширенных систем помощи водителю (ADAS) и систем автономного управления автомобилем будет приводить к дальнейшему росту требований к автомобильным устройствам хранения данных.

Поставки ознакомительных образцов устройств емкостью 64, 128 и 256 ГБ уже начались, а поставки устройств емкостью 32 ГБ начнутся до июня 2019 года.

Встраиваемая флеш-память стандарта UFS 3.0

8 февраля 2019 года компания Toshiba Memory Europe (TME) сообщила о начале поставок ознакомительных образцов устройств встраиваемой флеш-памяти стандарта Universal Flash Storage (UFS) версии 3.0 емкостью 128 ГБ. В представленных устройствах используется 96-слойная 3D-память BiCS FLASH компании Toshiba. Выпускаются модули емкостью 128, 256 и 512 ГБ. Благодаря высокой скорости чтения и записи при низком энергопотреблении модули, по мнению разработчика, подходят для таких систем, как мобильные устройства, смартфоны, планшеты, а также системы дополненной и виртуальной реальности.

Встраиваемая флеш-память Toshiba стандарта UFS 3.0

Как отметили в TME, благодаря последовательному интерфейсу UFS-устройства поддерживают полнодуплексный режим, позволяющий одновременно выполнять чтение и запись данных между главным процессором и UFS-устройством. Создавая стандарт UFS 3.0, ассоциация JEDEC усовершенствовала предыдущие версии стандарта UFS, чтобы помочь проектировщикам устройств добиться улучшения характеристик мобильных устройств и других подобных систем.

Представленные TME устройства объединяют 96-слойную 3D-память BiCS FLASH и контроллер в корпусе стандарта JEDEC размером 11,5 x 13 мм. Контроллер выполняет коррекцию ошибок, нивелирование износа, трансляцию логических адресов в физические и управление поврежденными блоками, что облегчает разработку систем. Все три устройства соответствуют требованиям стандарта JEDEC UFS версии 3.0, включая HS-GEAR4 с теоретической скоростью работы интерфейса до 11,6 гигабит в секунду на линию (23,2 Гбит/с для двух линий) и поддерживают функции предотвращения увеличения энергопотребления. Скорость последовательного чтения и записи устройства емкостью 512 ГБ увеличена примерно на 70 и 80 процентов соответственно по сравнению с устройствами Toshiba предыдущего поколения емкостью 256 ГБ, подчеркнули в TME.

2018

Встроенная флеш-память NAND стандарта UFS 2.1

29 января 2018 года компания Toshiba Memory Europe GmbH начала поставки ознакомительных образцов устройств встроенной флеш-памяти NAND для автомобильных систем, соответствующих требованиям стандарта JEDEC UFS версии 2.1. Устройства отвечают требованиям AEC-Q100 Grade 2, имеют широкий диапазон рабочих температур от -40 до +105 °C и расширенные функции обеспечения надежности, необходимые для создания все более сложных автомобильных систем.

Флеш-память NAND стандарта UFS 2.1 (2018)

Устройства встроенной флеш-памяти NAND содержат кристаллы NAND, выпускаемые по технологическому процессу 15 нм, и контроллер в одном корпусе. Для широкого спектра автомобильных систем предлагаются пять устройств различной емкости: 16, 32, 64, 128 и 256 ГБ. Они предназначены для информационно-развлекательных систем, как правило требующих хранения больших объемов данных, и систем беспроводной связи, которые требуют небольшой емкости хранилища.

По мере того, как автомобильные информационно-развлекательные системы и расширенные системы помощи водителю (ADAS) становятся более сложными, повышаются и требования к устройствам хранения данных в автомобильных системах. Спецификация UFS учитывает требования к высокой производительности и плотности хранения данных. Добавление UFS-устройств для автомобильных систем расширяет ассортимент устройств встроенной флеш-памяти компании Toshiba Memory Europe для автомобильной промышленности, в котором представлены автомобильные устройства стандарта e-MMC. Использование интерфейса UFS позволяет устройствам достичь скорости последовательного чтения 850 МБ/с и производительности произвольного чтения 50 тысяч операций ввода-вывода в секунду, что примерно в 2,7 и 7,1 раза быстрее по сравнению с аналогичными устройствами e-MMC соответственно.

Устройства также имеют дополнительные специальные функции для работы в составе автомобильных систем, такие как Refresh, Thermal Control и Extended Diagniosis. Функция Refresh может использоваться для обновления данных, хранящихся в UFS-устройстве, и помогает увеличить срок его службы. Функция Thermal Control защищает от перегрева при высоких температурах, которые возможны в автомобильных системах. Функция расширенной диагностики Extended Diagnosis помогает получить представление о состоянии устройства.

UFS-устройства Toshiba Memory используются для повышения общей производительности системы в мобильных устройствах, и появление UFS-устройств для автомобильных систем, как ожидается, окажет такое же положительное влияние на разработку автомобильных информационно-развлекательных систем и расширенных систем помощи водителю. Toshiba Memory Corporation уже ведет переговоры с основными автопроизводителями о возможности применения изделий в проектах следующего поколения.

UFS на основе 64-слойной 3D флеш-памяти

16 января 2018 года компания Toshiba Memory Europe GmbH анонсировала поставки ознакомительных образцов универсальных флеш-накопителей (UFS) на основе 64-слойной 3D флеш-памяти BiCS FLASH производства Toshiba Memory Corporation.

TME UFS BiCS 64GB (2018)

UFS-накопители соответствуют требованиям к производительности систем с необходимостью высокой скорости чтения и записи при низком энергопотреблении, включая мобильные устройства, такие как смартфоны и планшеты, а также системы дополненной и виртуальной реальности.

В серии представлены четыре устройства емкостью 32, 64, 128 и 256 ГБ. Все устройства содержат флеш-память и контроллер в одном корпусе стандарта JEDEC размерами 11,5 x 13 мм. Контроллер выполняет коррекцию ошибок, нивелирование износа, трансляцию логических адресов в физические и управление поврежденными блоками, что облегчает разработку систем.

Все четыре устройства соответствуют требованиям стандарта JEDEC UFS версии 2.1, включая HS-GEAR3 с теоретической скоростью работы интерфейса до 5,8 Гбит/с на линию (11,6 Гбит/с для 2 линий) без какого-либо увеличения энергопотребления. Производительность последовательного чтения и записи устройства емкостью 64 ГБ составляет 900 и 180 МБ/с, а производительность произвольного чтения и записи примерно на 200 и 185 % выше по сравнению с устройствами предыдущего поколения. Благодаря последовательному интерфейсу UFS-устройства поддерживают полнодуплексный режим, позволяющий одновременно выполнять чтение и запись данных между главным процессором и UFS-устройством.



СМ. ТАКЖЕ (1)


Распределение вендоров по количеству проектов внедрений (систем, проектов) с учётом партнёров

За всю историю
2021 год
2022 год
2023 год
Текущий год

  SAP SE (1, 101)
  NetApp (25, 66)
  Рэйдикс (Raidix) (19, 50)
  IBM (30, 43)
  Dell EMC (68, 32)
  Другие (676, 337)

  SAP SE (1, 8)
  NetApp (5, 7)
  Aerodisk (Аеро Диск) (5, 6)
  Lenovo (1, 6)
  Lenovo Data Center Group (1, 6)
  Другие (18, 19)

  Aerodisk (Аеро Диск) (3, 2)
  Hewlett Packard Enterprise (HPE) (1, 1)
  Lenovo Data Center Group (1, 1)
  NetApp (1, 1)
  КНС Групп (Yadro) (1, 1)
  Другие (6, 6)

  КНС Групп (Yadro) (1, 1)
  Synology (SLMP PTE) (1, 1)
  Другие (0, 0)

Распределение систем по количеству проектов, не включая партнерские решения

За всю историю
2021 год
2022 год
2023 год
Текущий год