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Spezifikation für Universal Flash Storage in Version 1.1

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Architektur von Universal Flash Storage

(Bild: JEDEC)

Vor fast fünf Jahren schlossen sich mehrere Chip-Hersteller unter dem Dach des Industriegremiums JEDEC zusammen, um eine einheitliche Spezifikation für Flash-Speicherkarten und Flash-Speicher für Embedded Systems zu entwickeln. 2011 erschien dann die erste Version der Beschreibung von Universal Flash Storage (UFS), nun hat die Arbeitsgruppe JC-64 im Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC) UFS v1.1 angekündigt. Die neue Version 220A des Standards JESD220 ist aber "wegen Fehlern" zunächst wieder vom Server genommen worden, wo man das Dokument nach einer kostenlosen Registrierung herunterladen kann. Die Spezifikation JESD223 aus dem August 2011 beschreibt das zugehörige UFS Host Controller Interface (UFS HCI).

UFS-Speicherkarten scheint zurzeit kein Hersteller zu planen, die Spur der von Samsung einst angekündigten Produkte hat sich verloren. Man hört auch nichts von Seiten der Kamerahersteller. Hier dominiert weiter SD, nun freilich als SDHC oder SDXC beziehungsweise in den Micro-Versionen davon. Im Highend-Bereich sind die schnellen CF-Versionen etabliert und seit diesem Jahr kommt auch XQD zum Einsatz, gerade hat Sony XQD-S-Karten mit bis zu 168 MByte/s angekündigt – freilich auch zu Preisen von fast 500 Euro für 64 GByte.

UFS scheint eher auf die Ablösung der betagten eMMC- oder e.MMC-Schnittstelle zu zielen: Viele Systems-on-Chip (SoCs) mit ARM-Cores für Smartphones enthalten auch einen eMMC-4.x-Hostcontroller, um internen Massenspeicher anzubinden. Die Flash-Speicher-Produzenten liefern dazu passende NAND-Flashes mit wiederum integrierten eMMC-Controllern, die nicht nur ein standardisiertes Interface bereitstellen, sondern etwa auch Berechnungen für ECC (Fehlerkorrrektur) oder Wear Leveling übernehmen. Hynix nennt seine Produkte etwa e-NAND, Samsung spricht von MoviNAND, Sandisk von iNAND. Der JEDEC pflegt auch dazu die Spezifikationen, die seit MMC 4x auch das Booten vom Flash-Speicher vorsehen. Mit eMMC 4.3 wurden Datentransferraten von maximal 52 MByte/s möglich, mit eMMC 4.4 durch DDR 104 MByte/s – wenn das Interface die vollen 8 Bit Breite nutzt und nicht bloß 4 oder gar 1 Bit (x8/x4/x1). Die Version eMMC 4.5 geht auf maximal 200 MByte/s hoch. Der kommende Samsung Exynos 5 soll beispielsweise eMMC 4.5 unterstützen.

UFS 1.0 sieht ein schnelles serielles Interface mit mindestens 1,25 GBit/s vor, also 125 MByte/s (8-Bit-10-Bit-Codierung). Auch ein 3-GBit/s-Modus ist schon spezifiziert (300 MByte/s wie bei SATA II), eine spätere UFS-Version soll bis zu 5,8 GBit/s möglich machen. Die Schnittstelle entspricht MIPI UniPro, die Implementierung im Silizium dem MIPI M-Phy.

In den nächsten ein bis zwei Jahren dürfte aber noch kein Tablet oder Smartphone mit UFS-Massenspeicher auf den Markt kommen, denn auch die noch nicht einmal ausgelieferten ARM-SoC-Generationen TI OMAP5 oder Samsung Exynos 5 setzen noch auf eMMC. Andere ARM-SoCs wie der Freescale i.MX6D haben auch Interfaces , um billigere NAND-Flashes direkt anzubinden, etwa per ONFI oder auch im Toggle-Mode, den Samsung und Toshiba favorisieren. (ciw)