واحد خبر mobile.ir : امروزه انواع دستگاه‌های همراه هوشمند از دو واحد اصلی حافظه بهره می‌برند: اولی یک حافظه سریع و فرار برای نگهداری کوتاه مدت داده‌ها، به نام حافظه اصلی یا RAM؛ و دومی یک حافظه غیرفرار برای نگهداری طولانی مدت داده‌ها که تحت عنوان حافظه ذخیره‌سازی داخلی یا Storage Internal شناخته می‌شود. حافظه RAM داده‌هایی که قرار است پردازش شوند را به صورت موقت نگهداری نموده و امکان دسترسی بسیار سریع به این داده‌ها را فراهم می‌آورد. داده‌های مربوط به اجزای مختلف سیستم‌عامل و اپلیکیشن‌هایی که کاربر مشغول استفاده از آن‌ها بوده یا در پس‌زمینه فعال هستند، محتویات معمول حافظه RAM را تشکیل می‌دهند. این حافظه فرار (volatile) امکان ذخیره‌سازی دائمی داده‌ها را نداشته و در صورتی که به هر دلیل برق تراشه قطع شود، اطلاعات آن از دست می‌رود.

از سوی دیگر تراشه دوم وظیفه نگهداری دراز مدت داده‌های مختلفی از جمله تصاویر، آهنگ‌ها، اپلیکیشن‌ها و البته خود سیستم‌عامل را به عهده دارد. حافظه ذخیره‌سازی (Storage) اگرچه نسبت به RAM از سرعت خواندن و نوشتن پایین‌تری برخوردار است، اما با قیمتی پایین‌تر و ظرفیتی به مراتب بالاتر، حافظه‌ای غیرفرار (non-volatile) محسوب گردیده و امکان ذخیره‌سازی دائمی داده‌ها را فراهم می‌آورد. ما در این مطلب قصد داریم شما را با تکنولوژی و استاندارد‌های جدید این حافظه‌های ذخیره‌سازی آشنا کنیم.

تکنولوژی قدیمی‌تر eMMC

تراشه‌های حافظه ذخیره‌سازی مورد استفاده در دستگاه‌های همراه از نوع حافظه‌های فلش بوده و با تکنولوژی مشابه کارت‌های حافظه فلش ساخته می‌شوند. این تراشه‌ها را می‌توان در واقع نوعی کارت حافظه غیر قابل جابجایی و جاسازی شده درون دستگاه همراه به حساب آورد. اغلب حافظه‌های ذخیره‌سازی که تاکنون در دستگاه‌های همراه به کار رفته‌اند، از خانواده استانداردهای MMC (یا Multi Media Card) تبعیت می‌کنند. MMC یک استاندارد حافظه ذخیره‌سازی حالت-جامد است که از سال 1997 میلادی برای کارت‌های حافظه مورد استفاده قرار گرفته و بعد‌ها به استاندارد SD (یا Secure Digital) تعمیم یافت. حافظه‌های RS-MMC یا Reduced-Size MMC در سال 2014 با اندازه‌ای در حدود نصف کارت‌های MMC و با حداکثر ظرفیت‌ 2 گیگابایت معرفی گردیده، توسط شرکت نوکیا در گوشی‌های هوشمند سری 60 با سیستم‌عامل Symbian مورد استفاده قرار گرفتند.

معماری eMMC یا MMC جاسازی‌شده (embedded MMC) با قرار دادن حافظه‌های MMC روی IC های BGA، آن‌ها را برای جاسازی روی بوردهای الکترونیکی و استفاده به عنوان حافظه غیرفرار (non-volatile) در دستگاه‌های همراه آماده نمود. تفاوت مهم حافظه‌های eMMC با دیگر استانداردهای خانواده MMC، همین جاسازی‌شده بودن و ناممکن بودن جابجایی آن‌ها توسط کاربر است. حافظه‌ ذخیره‌سازی داخلی بسیاری از دستگاه‌های همراه عرضه شده در سال‌های اخیر، بر مبنای همین معماری طراحی و تولید گردیده‌اند. مهم‌ترین نسخه‌های معماری eMMC که مورد قبول تولیدکنندگان قرار گرفته و به طور گسترده در دستگاه‌های همراه به کار رفته‌اند عبارتند از eMMC v4.5، eMMC v5.0 و eMMC v5.1. نسخه 4.5 از این نوع حافظه‌ها در سال 2011 و با سرعت خواندن متوالی 140 و سرعت نوشتن متوالی 50 مگابایت بر ثانیه معرفی گردید. گوشی‌های هوشمندی همچون LG Nexus 5 و Samsung Galaxy S4 از این نوع حافظه بهره می‌بردند. eMMC v5.0 با سرعت خواندن 250 و سرعت نوشتن 90 مگابایت بر ثانیه، در سال 2013 معرفی گردیده و در بسیاری دستگاه‌های همراه از جمله Samsung Galaxy S5 و Apple iPhone 6 به کار گرفته شد. در نهایت eMMC v5.1 به عنوان جدیدترین نسخه از این معماری با سرعت خواندن متوالی 250 و سرعت نوشتن متوالی 125 مگابایت بر ثانیه در سال 2015 معرفی گردیده، در دستگاه‌هایی همچون Huawei P9 مورد استفاده قرار گرفت.

UFS چیست؟

UFS مخفف عبارت Universal Flash Storage بوده و یک استاندارد برای تکنولوژی حافظه‌های ذخیره‌سازی فلش محسوب می‌شود. استانداردی که چگونگی اتصال و تعامل یک تراشه ذخیره‌سازی تبعیت کننده از UFS را با دیگر اجزای سیستم مشخص می‌کند. این استاندارد توسط مجموعه‌ای از شرکت‌های بزرگ و پیشرو در صنعت محصولات الکترونیکی از جمله سامسونگ، نوکیا، سونی اریکسون، Texas Instruments ،STMicroelectronics و SK Hynix پشتیبانی گردیده و قصد جایگزینی استانداردهای eMMC وSD را برای انواع حافظه‌های ذخیره‌سازی جاسازی شده و کارت‌های حافظه فلش دارد. هدف از تکنولوژی و استاندارد UFS ارائه سرعت انتقال داده بالاتر و قابلیت اطمینان بیش‌تر برای حافظه‌های ذخیره‌سازی فلش، در کنار حذف تعدد استانداردها در این حوزه و یکسان‌سازی تکنولوژی این نوع حافظه‌های ذخیره‌سازی است.

در سال 2011 میلادی اولین نسخه از استاندارد UFS با پشتیبانی از سرعت خواندن و نوشتن 300 مگابایت بر ثانیه معرفی گردید. پس از آن UFS 2.0 و UFS 2.1 به ترتیب در سال‌های 2013 و 2016 میلادی با سرعت انتقالی تا 4 برابر بیش‌تر از نسخه اول معرفی گردیدند. حافظه‌های UFS نسخه 2 با قابلیت بهره‌گیری از دو گذرگاه و سرعت 600 مگابایت بر ثانیه به ازای هر گذرگاه، از لحاظ تئوری سرعت انتقال داده‌ای بالغ بر 1200 مگابایت بر ثانیه را پشتیبانی می‌نمایند.

اولین بار در سال 2015 میلادی شرکت سامسونگ از حافظه‌های جاسازی ‌شده UFS در گوشی‌های پرچم‌دار خود استفاده نمود. این شرکت گوشی‌های هوشمند Galaxy S6 و Galaxy S6 Edge را در ماه مارس 2015 با حافظه ذخیره‌سازی داخلی مبتنی بر استاندارد UFS 2.0 روانه بازار نمود. از آن زمان تا کنون تمامی گوشی‌های هوشمند پرچم‌دار سامسونگ از حافظه‌های UFS بهره می‌برند. این شرکت در استفاده از UFS برای ساخت کارت‌های حافظه نیز پیشتاز بوده و اولین کارت‌های حافظه UFS را در ماه جولای سال 2016 با ظرفیت‌های 32، 64، 128 و 256 گیگابایت معرفی نمود. طبق ادعای سامسونگ نسخه 256 گیگابایتی از این کارت‌های حافظه -- که بر اساس استاندارد UFS 1.0 ساخته شده‌اند -- قادر به ارائه سرعت خواندن متوالی تا 530 مگابایت بر ثانیه و سرعت نوشتن متوالی تا 170 مگابایت بر ثانیه است. این نوع از کارت‌ها البته هنوز در دیوایس مشخصی به کار گرفته نشده‌اند در ماه نوامبر سال 2016 شرکت کوآلکام تراشه Snapdragon 835 را به عنوان اولین SoC این شرکت با قابلیت پشتیبانی از حافظه‌های مبتنی بر استاندارد UFS 2.1 معرفی نمود.

مقایسه حافظه‌های ذخیره‌سازی UFS و eMMC

در حال حاضر حافظه‌های eMMC به صورتی گسترده به عنوان حافظه‌های ذخیره‌سازی جاسازی شده در بسیاری از دستگاه‌های هوشمند همراه مورد استفاده قرار می‌گیرند. این حافظه‌ها که نسبت به استاندارد جدیدتر UFS از سرعت و کارایی پایین‌تری برخوردارند، ارزان‌تر بوده و به شکل انبوه در دست تولید قرار دارند. اگرچه انتظار می‌رود با گذشت زمان و تولید انبوه، هزینه تمام شده برای حافظه‌های UFS کاهش یافته و شاهد استفاده گسترده‌تر از آن‌ها باشیم، اما در حال حاضر قیمت بالا و تولید محدود این نوع حافظه‌ها مانع به‌کارگیری آن‌ها در محصولات میان‌رده و ارزان قیمت بازار گردیده است.

یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های فنی میان حافظه‌های UFS و eMMC، نحوه انتقال و تبادل داده‌ها بین ماژول حافظه و سایر اجزای دستگاه است. ارتباط حافظه eMMC با دیگر اجزای سیستم مانند یک خیابان یک طرفه است که جهت حرکت مجاز می‌تواند بسته به نیاز تغییر نماید. در صورتی که گذرگاه داده UFS را می‌توان به خیابان دوطرفه‌ای تشبیه نمود که با بهره‌مندی از دو لاین، امکان رفت و آمد داده‌ها را به صورت هم‌زمان در هر دو جهت فراهم می‌آورد. بنابراین یک ماژول eMMC در آن واحد می‌تواند داده‌ای را دریافت نموده (عملیات نوشتن) و یا ارسال نماید (عملیات خواندن). در حالی که استاندارد UFS امکان ارسال و دریافت هم‌زمان داده‌ها را فراهم می‌آورد. علاوه بر این، استاندارد UFS از نسخه 2 به بعد با پشتیبانی از 2 گذرگاه، مسیر ارتباطی خود با دیگر اجزای سیستم را به 2 خیابان 2-بانده گسترش داده است. به این معنی که نسل جدید حافظه‌های UFS قادرند تا از دو لاین برای ارسال و دو لاین برای دریافت داده‌ها استفاده نمایند. این ویژگی می‌تواند تاثیر بسزایی بر سرعت و کارایی عمومی دستگاه بگذارد. به ویژه در شرایطی که سیستم زیر بار سنگین پردازش و انتقال داده قرار داشته باشد.

Huawei P10 یکی از گوشی‌های هوشمندی‌ست که همراه با حافظه ذخیره‌سازی داخلی از نوع UFS وارد بازار گردیده است. نکته جالب در مورد این دستگاه آن است که برخی نمونه‌های آن به تراشه‌های حافظه UFS و برخی به حافظه eMMC مجهز گردیده‌اند. در واقع چنین به نظر می‌رسد که در زمان ساخت این دستگاه‌ها هر یک از این دو نوع تراشه حافظه که در دسترس خط تولید مربوطه بوده، مورد استفاده قرار گرفته است. این وضعیت گرچه ممکن است چندان برای کاربران بد شانسی که نمونه‌های Huawei P10 مجهز به حافظه داخلی eMMC نصیب‌شان شده خوشایند نباشد، اما موجب شده است تا شرایط خوبی برای یک مقایسه عادلانه و واقعی میان UFS و eMMC فراهم آید. سایت Phonearena با دسترسی به هر دو مدل Huawei P10 و با استفاده از این شرایط آزمایش‌هایی را برای مقایسه سرعت و کارایی این دو تراشه حافظه انجام داده است. در این آزمایش‌ها به کمک اپلیکیشن AndroBench سرعت خواندن و نوشتن متوالی، خواندن و نوشتن تصادفی، و همچنین سرعت انجام عملیات درج، حذف و بروزرسانی در پایگاه داده SQLite برای سه تراشه حافظه eMMC 5.1، UFS 2.0 و UFS 2.1 مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته‌ است. لازم به توضیح است که در آزمایش‌های خواندن و نوشتن متوالی و تصادفی، اعداد بزرگ‌تر نشانه کارایی بالاتر بوده، در آزمایش‌های SQLite زمان‌های کم‌تر (اعداد در مقیاس ثانیه) نمایان‌گر سرعت بالاتر هستند.

نتایج از راست به چپ به ترتیب مربوط به دستگاه‌های مجهز به تراشه حافظه UFS 2.0 ،eMMC 5.1 و UFS 2.1 هستند.

دستگاه‌های همراه مجهز به حافظه ذخیره‌سازی UFS

در پایان بد نیست نگاهی داشته باشیم به گوشی‌های هوشمند مجهز به حافظه‌های ذخیره‌سازی UFS، به همراه اطلاعاتی تکمیلی از جمله این‌که تراشه حافظه به کار رفته در آن‌ها بر اساس چه نسخه‌ای از این استاندارد طراحی و تولید گردیده است.

سامسونگ اولین شرکتی بود که حافظه‌های UFS را در گوشی‌های هوشمند خود به کار گرفت. دو گوشی هوشمند پرچم‌دار این شرکت در سال 2015 میلادی، یعنی Samsung Galaxy S6 و Samsung Galaxy S6 edge اولین دستگاه‌های همراهی بودند که از تراشه‌های ذخیره‌سازی مبتنی بر استاندارد UFS 2.0 بهره می‌بردند. البته چه در معرفی رسمی این دو دستگاه و چه در لیست مشخصات منتشر شده از سوی سامسونگ، اشاره‌ای به این موضوع نشده بود.

در سال 2016 تولیدکنندگان بیش‌تری به استفاده از این نوع حافظه ذخیره‌سازی روی آوردند. در این سال شرکت گوگل دو محصول پر سر و صدای خود یعنی Google Pixel و Google Pixel XL را به صورت مستقل عرضه نمود. حافظه ذخیره‌سازی به کار رفته در این دو گوشی هوشمند، در ظرفیت‌های 32، 64 و 128 گیگابایت و مبتنی بر تکنولوژی UFS 2.0 بود. سامسونگ در ماه مارس 2016 دو گوشی هوشمند Samsung Galaxy S7 و Samsung Galaxy S7 edge را به تراشه‌هایی‌ از همین نوع تجهیز نمود. به همین ترتیب دیگر شرکت کره‌ای یعنی LG، دو  پرچم‌دار 2016 خود LG G5 و LG V20 را به تراشه‌های حافظه  از نوع UFS 2.0 تجهیز نمود. همچنین شرکت ایسوس در ماه آگوست همین سال گوشی هوشمند Asus Zenfone 3 Deluxe را همراه با  حافظه‌ ذخیره‌سازی UFS 2.0 ارائه نمود.‌ تولیدکنندگان چینی نیز از این قافله عقب نمانده و گوشی‌های هوشمندی از جمله Xiaomi Mi 5 ،OnePlus 3 ،OnePlus 3T ،Le Pro 3 ،Lenovo Zuk Z2 Plus و Lenovo Zuk Z2 Pro را همراه با حافظه‌های ذخیره‌سازی UFS 2.0 به بازار عرضه نمودند. سرانجام در پایان سال 2016 شرکت هواوی با تجهیز Huawei Mate 9 به تراشه حافظه‌ UFS 2.1، پیشتاز استفاده از نسل جدید UFS در گوشی‌های هوشمند گردید.

در سال جاری میلادی (سال 2017) چنانچه انتظار می‌رفت اکثر گوشی‌های هوشمند پرچم‌دار به حافظه‌های ذخیره‌سازی UFS 2.1 تجهیز گردیده‌اند. از جمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به Samsung Galaxy S8 ،Samsung Galaxy S8+ ،OnePlus 5 ،Huawei Mate 9 Pro و Sony Xperia XZ Premium اشاره نمود. البته در کمال تعجب پرچم‌دارانی همچون HTC U Ultra و LG G6 همچنان از تراشه‌های مبتنی بر نسخه قدیمی‌تر UFS 2.0 بهره گرفته‌اند. اگرچه در صورتی که گوشی‌های هوشمند سری V را پرچم‌داران واقعی LG قلمداد نماییم، این مساله در مورد شرکت LG شاید چندان تعجب‌آور نباشد. خصوصا که این گوشی هوشمند بر خلاف اکثر رقبای خود به جای پردازنده Snapdragon 835، از سری قدیمی‌تر Snapdragon 821 – که عمدتا در پرچم‌داران سال 2016 به کار گرفته می‌شد -- بهره می‌برد. همان‌طور که پیش‌تر نیز اشاره شد، در اتفاقی جالب شرکت هواوی برخی دستگاه‌های Huawei P10 عرضه شده در سال 2017 را به تراشه‌های حافظه UFS 2.1 و برخی را به eMMC 5.1 تجهیز نمود.