Nieuwste flash-opslagspecificaties helpen automotive, edge AI

TORONTO — Zoals de meeste nieuwe geheugen- of geheugeninterfacespecificaties, verbetert de nieuwste versie van de Universal Flash Storage (UFS) Card Extension Standard niet verrassend de prestaties terwijl het stroomverbruik wordt verminderd, maar het is ook klaar om zichzelf te vinden in gebruikssituaties die op het moment niet bestonden aanvang van de oorspronkelijke specificaties. En als interfacestandaard zou het mogelijk ander permanent geheugen dan flash kunnen ondersteunen.

Versie 3.0 van de JESD220-2B-standaard vrijgegeven door JEDEC Solid State Technology Association definieert functionaliteit die nauw aansluit bij de populaire UFS 3.0 embedded-apparaatstandaard die al algemeen wordt erkend in veel geavanceerde mobiele en consumentgerichte toepassingen. In vergelijking met zijn voorganger verdubbelt hij de maximale interfaceprestaties van maximaal 600 MB/s naar 1,2 GB/sec.

Als een interface die is ontworpen voor gebruik in toepassingen waar het stroomverbruik moet worden geminimaliseerd, is de UFS-kaartstandaard zeer geschikt voor mobiele apparaten en autosystemen, en in toenemende mate Internet of Things (IoT) -toepassingen. Alle drie de use-cases hebben een "instant on" verwachting van gebruikers, waaraan nu beter kan worden voldaan met de introductie van opstartondersteuning - apparaten kunnen nu sneller opstarten door een UFS-kaart te gebruiken.

De updates en verbeteringen van de UFS-kaartspecificaties zijn bedoeld om te voldoen aan de hogere overdrachtssnelheden van 5G en de inhoudsgroottes van ultra-HD-video. (Bron afbeelding:HeeChang Cho, JEDEC)

Versie 3.0 is ook gestroomlijnd om de interoperabiliteit te verbeteren en de ontwikkelingscomplexiteit te verminderen, waarbij functies die niet nodig zijn voor een verwijderbare kaart worden vermeden, waaronder Product State Awareness (PSA), Replay Protected Memory Block (RPMB), Context, Priority of Logical Unit en Dynamische capaciteit. Bovendien wordt het opslagbeheer vereenvoudigd door het aantal logische eenheden te minimaliseren.

Wat het belangrijkst blijft - hoewel de use-cases voor de UFS-kaart zijn veranderd sinds de introductie ervan - is mobiliteit, aangezien het wordt gewaardeerd door 5G, automotive, IoT en zelfs kunstmatige-intelligentietoepassingen aan de rand, zei HeeChang Cho, co-vice-voorzitter van de JEDEC-subcommissie voor elektrische specificaties en commandoprotocollen. "Het is van cruciaal belang om hoge prestaties en een hoge betrouwbaarheid te bieden bij een laag stroomverbruik." Zo zorgen 5G-overdrachtssnelheden in combinatie met grotere inhoudsgroottes, zoals ultra-HD-video, voor de behoefte aan snellere, grotere opslag op smartphones.

Het beperkte stroombudget blijft een uitdaging bij het bijwerken van de UFS-kaartspecificatie, voegde Desi Rhoden toe, JEDEC-commissievoorzitter voor Solid State Memories. "Omdat UFS primair bedoeld is voor mobiele applicaties - en vanaf het begin zo is ontworpen - wordt het een uitdaging om de prestaties te verdubbelen zonder dat dit ten koste gaat van het vermogen."

Bovendien vereisen de meeste UFS-gevallen ook een grote mate van betrouwbaarheid, die niet in het gedrang kan komen ten gunste van andere verbeteringen. "Het wordt steeds belangrijker voor toepassingen zoals de auto-industrie", zei hij. "Het laatste wat we willen is in een auto zitten die crasht omdat een of andere technologie faalde. De betrouwbaarheid op lange termijn in meerdere omgevingen wordt uiterst kritisch.”

Ingebouwde UFS wordt tegenwoordig veel gebruikt in de meeste smartphones, zei Cho, maar een kaart biedt meer flexibiliteit terwijl hij nog steeds hoge prestaties levert en werkt met de controllers die al in deze apparaten zijn ingebouwd. Een opstartbare kaart maakt het ook mogelijk om apparaten te maken die mogelijk geen eigen geheugen hebben, waarbij alles op de kaart staat, voegt Rhoden eraan toe. "Er is een breed scala aan toepassingen die weer mogelijk worden die er voorheen niet waren." Bovendien kan de beveiliging direct op de kaart worden afgehandeld. Zelfs qua veiligheid, qua van alles, want het zit allemaal gewoon in de kaart. "Al je geheugen en alles wat je nodig hebt, staat eigenlijk allemaal op de kaart."

Een andere vereiste die veel UFS-kaarttoepassingen tegenwoordig gemeen hebben, is de behoefte aan snel opstarten - consumenten zijn dit van hun telefoons gewend en het is een cruciaal betrouwbaarheidskenmerk voor de infotainmentsystemen in de moderne voertuigen van vandaag, zei Rhoden. "Als je de sleutel omdraait, wil je niet blijven zitten wachten tot er iets opstart."

Het lage stroomverbruikprofiel van de UFS-kaart maakt hem ideaal voor smartphones en IoT edge-apparaten, omdat de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening bijdraagt ​​aan de algehele stabiliteit. (Bron afbeelding:HeeChang Cho, JEDEC)

Evenzo kunnen IoT-apparaten aan de rand ook profiteren van de hoge betrouwbaarheid van een UFS-kaart. "Met de opstartfunctie kan de UFS-kaart worden gebruikt voor zowel primaire opslag als verwijderbare opslag", zei Cho. Het lage stroomverbruik kan ook worden gezien als meer stroomstabiliteit, wat bijdraagt ​​aan de betrouwbaarheid. Een ander inherent kenmerk van een UFS-kaart is dat de host continu opdrachten kan verzenden, zelfs terwijl de UFS-kaart gegevens overdraagt ​​voor het verwerken van eerdere opdrachten, voegde hij eraan toe. Dit betekent dat een applicatie I/O-bewerkingen kan uitvoeren terwijl andere applicaties tegelijkertijd kunnen werken zonder de prestaties te beïnvloeden.

De mijlpaal van het bereiken van zijn derde iteratie betekent dat de UFS-kaartspecificatie enigszins volwassen is, maar nog veel startbaan over heeft, zei Rhoden, deels omdat het geen specifiek geheugentype is, maar een interfacetechnologie die voor elk persistent geheugen kan worden gebruikt. "Je zou dezelfde omslag kunnen hebben rond vrijwel elk soort geheugen. Wat we hebben gedefinieerd, is de interface zelf en het protocol voor alle interfaces. Dat is wat UFS is.”

>> Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op onze zustersite, EE Times.