La memoria UFS 4.0 più veloce è di Micron: 4.300 MB/s

Le soluzioni di storage UFS 4.0 sono sul mercato da tempo. Fatta eccezione per gli smartphone della serie Samsung Galaxy S23, il loro utilizzo non è per ora molto diffuso. Samsung e Kioxia hanno già presentato i loro chip UFS 4.0 ma è Micron che oggi toglie il velo alla versione al momento in assoluto più veloce.

Le specifiche di UFS 4.0 prevedono la possibilità di raggiungere 4.200 MB/s e 2.800 MB/s nel trasferimento dati, rispettivamente in lettura e scrittura sequenziali. Si tratta di valori raddoppiati rispetto ad esempio allo standard UFS 3.1. In un altro articolo abbiamo visto le principali differenze tra memorie eMMC, UFS e SSD.

La struttura delle nuove memorie Micron UFS 4.0

Le nuove memorie Micron UFS 4.0 appena presentate, utilizzano chip 3D NAND TLC a 232 layer con una capacità di 128 GB. Raggiungono una velocità di lettura sequenziale di 4.300 MB/s e una velocità di scrittura sequenziale di 4.000 MB/s. Non vengono invece indicate le prestazioni nella lettura e scrittura di file random 4K (IOPS). L’unità da 256 GB è leggermente più lenta in quanto utilizza dispositivi 3D NAND quad-plane.

L’interfaccia fisica utilizzata da Micron per i nuovi chip UFS 4.0 è una M-PHY 5.0 a due canali con una velocità massima di 23,2 Gbps ciascuno. In teoria questi chip di archiviazione dovrebbero raggiungere un massimo di 5,8 GB/s man mano che la tecnologia matura.

L’offerta basata su UFS 4.0 sarà consegnata da Micron ai partner e permetterà di realizzare nei prossimi mesi dispositivi mobili (non soltanto smartphone ma anche tablet e portatili a bassissimo consumo) con memoria interna pari a 256 GB, 512 GB e addirittura 1 TB. Raggiungere queste capacità è possibile impilando diversi chip: lo stack non sarà più spesso di 0,8-0,9 mm.

Secondo gli ingegneri Micron, le nuove memorie vantano anche una maggiore efficienza energetica, circa il 25% superiore secondo l’azienda, e riducono la latenza nell’accesso ai dati del 10%.

Le tecnologie Micron per migliorare il funzionamento delle memorie UFS 4.0

I moduli di memoria presentati da Micron supportano inoltre funzionalità proprietarie lato firmware. Data Stream Separation, ad esempio, separa i dati utilizzati di frequente da quelli richiesti più di rado in modo da ridurre l’attività di garbage collection in background.

La garbage collection, nel contesto delle unità SSD e delle memorie flash, è un processo che si occupa della gestione dello spazio di archiviazione e del mantenimento delle prestazioni ottimali. Nelle memorie flash, tra cui le UFS, l’archiviazione dei dati avviene a livello di celle di memoria che possono essere scritte e cancellate solo per un numero limitato di volte.

Durante l’operazione di scrittura, le celle di memoria sono programmate con i dati desiderati. Tuttavia, quando è necessario cancellare i dati, non è possibile cancellare direttamente una singola cella di memoria, ma è necessario cancellare un blocco di celle. Questo processo di cancellazione può causare la generazione di spazi vuoti all’interno dei blocchi di memoria. La garbage collection è usata appunto per gestire gli spazi vuoti o i blocchi parzialmente occupati.

Durante questo processo, i dati validi sono spostati da blocchi parzialmente occupati a blocchi nuovi o completamente cancellati. Successivamente, i blocchi parzialmente vuoti vengono cancellati per liberare spazio per l’archiviazione di nuovi dati.

Un’altra tecnologia integrata da Micron nelle sue memorie UFS 4.0 è Auto Read Burst: migliora le prestazioni di lettura utilizzando la deframmentazione dopo un lungo utilizzo. Il meccanismo chiamato Eye Monitoring garantisce invece l’integrità del segnale.