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UFS 3.1 是如何让 App 启动、加载速度更快的?<闪存的写入速度>

你可能不知道的是,售价 3699 元起的小米 10 系列手机,顺序写入速度可能还比不上售价 2699 元的 Redmi K30 Pro。这是因为后者采用的是 UFS 3.1 闪存标准,其自带的 Write Turbo 技术可以把 K30 Pro 的顺序写入速率峰值提高到 750MB/s。

就像红米 Redmi 品牌总经理卢伟冰在这条 微博 中解释的那样,虽然早期的 UFS 3.0 速度确实不算快,但今年最新的 UFS 3.0 在引入下放后的 Write Turbo 技术后,速率比起早期的 UFS 3.0 其实已经有了较大幅度的提升,「达到了接近 UFS 3.1 的级别」。

从图中可以看到搭载 UFS 3.1 的 K30 Pro 在顺序写入这一项提升明显。来源

换句话说,即便对 UFS 3.0 而言,不同机型的实际读写速率可能也会有着较大的差距。要了解这种差距形成的原因,我们就得从 UFS 3.1 和从它下放而来的 Write Turbo 技术说起。

远不止更大的带宽

UFS 3.0 给我们用户带来了几乎是上一代(UFS 2.0)2.5 倍左右的传输带宽,再配合双通道的优势,使得最大总带宽达到了 2900 MB/s 这样恐怖的数字,完全可以满足各式各样的苛刻的使用需求。

UFS 速度对比(图片来自 Wikipedia)

而今天要介绍的 UFS 3.1 作为 UFS 3.0 的升级版,除了继承了 UFS 3.0 速度以外,还添加了下列额外功能,开头所提到的 Write Turbo 就是其一:

DeepSleepPerformance Throttling NotificationWrite TurboHPBDeepSleep

我们的手机也有低功耗状态,可以在待机时极大减少能源开销。而这次 UFS 3.1 中的 DeepSleep 就是一种 UFS 的低功耗状态。在设备进入低功耗状态时,UFS 也会跟着主动进入 DeepSleep,减少能源开销。这样手机这类设备在待机时候会消耗的电量会更少了。

Performance Throttling Notification

照字面意思来看,Performance Throttling Notification 就是「性能限制通知」。什么时候需要限制性能?也许我们立马会联想到手机在过热时为了保护内部元器件与电池所做的降频温控措施。

而对于 UFS 闪存来说,较高的温度对于闪存的影响很大,Facebook 实验室的研究表明:高温不仅让闪存的速度下降,也会提高写入数据时的出错率,导致需要反复写入数据,闪存磨损加剧。

通过「性能限制通知」这个功能,当温度升高到不能接受的地步时,UFS 设备可以告知系统该情况,让系统进行智能调配,通过降低速度或者其他手段,更安全可靠地读取和写入数据。

Write Turbo

对于一些硬件玩家来说,Write Turbo 写入加速功能的原理其实并不陌生,正是用到了一项已经在 SSD 固态硬盘用了很长一段时间的 SLC 缓存技术来加速写入速度。

SLC、MLC、TLC 和 QLC 对比(图片来自回形针 PaperClip)

SLC 是一种 NAND 闪存类型,它每个单元只能存储 0 或者 1,也就是 1bit 的数据;后来随着技术的发展,逐渐出现了 MLC(能存储 2bit)、TLC(能存储 3bit)、QLC(能存储 4bit)的闪存。每个单元能存储

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