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高速ストレージの時代、eMMCからUFS・NVMeへ・・・スマホ向けストレージメモリの呼び方

今スマートホンの標準的なストレージメモリはeMMCですが、新たに高性能なストレージメモリとして、
UFSが脚光を浴び始めてきました。

既にGalaxy S7/S7 edgeにはUFS 2.0のストレージメモリが搭載されており、ベンチマークなどでも
eMMCを搭載した端末よりも高性能である事が確認されています。

eMMCについては、以前に記事を書きました。

当ブログ記事
スマートホンのストレージの規格eMMC、余りメジャーではないのでちょっと調べてみた
【eMMCバス】
  20MB/s ‐ MMC初期
  52MB/s
  104MB/s(DDRモード) ‐ eMMC 3.xx以降
  200MB/s(HS200モード) ‐ eMMC 4.5以降
  400MB/s(HS400モード) ‐ eMMC 5.0以降

当ブログ記事
eMMCよりもUFS、今後に向けた内蔵高速フラッシュメモリ規格

eMMCでは現状400MB/sが最高速度です。
後継規格が出るのかどうかは分かりませんが、これ以上の速度を考えるなら、
UFSを採用する方が近道です。

UFS ~ 通信用語の基礎知識
【速度】
  UFS 1.0  3.0Gbps(300MB/s)
  UFS 2.0  M-PHY HS-G3 1レーンで5.8Gbps(580MB/s) / 2レーンで11.6Gbps(1160MB/s)

【バージョン】
  UFS 1.0 ‐ JESD220
  UFS 1.1 ‐ JESD220A
  UFS 2.0 ‐ JESD220B

eMMCだと400MB/sが最高速でしたが、UFSだと2.0の2レーンで1160MB/sと約3倍の速度になります。
ただし競合規格としてNVMeが存在し、こちらはPCをメインにした規格で、iPhone 6sシリーズにも
アップル独自でNVMeをカスタマイズして搭載しています。
速度的にはUFS2.0と比べても遜色なく、こちらの規格のチップを整備するメーカーが出てきたら、
Android端末でも採用するメーカーが出てくるかもしれません。
今後はeMMCからUFSやNVMeへと流れが出来ていくと思われます。

NVMeはPCでも効果が有りますが、命令キューがSATAで使われているAHCI 32個だったのに対し、
64K個(65535個)も有り、この命令キューの大きさは、サーバーで非常に有用です。
個人使用ではどこまで効果が有るかは不明ですが、サーバーまで見据えたIFと言えます。


とりあえずeMMCとUFSの変化を押さえておきます。


Samsung NewsRoom

eMMCは8bitのパラレルIFで半二重、つまり片側通行です。
パラレルIFは高クロックになるほどbit間の同調性が問われ、回路を曲げた時のイン側と
アウト側の距離の違いなどが重なって、高クロック化に限界が有りました。
それをシリアル化した事で高クロック化が可能になり、しかも全二重になったのでやり取りが
スムーズになりました。

NVMeはSATAの後継規格であり、やはりシリアルにする事でクロックを上げやすくして
速度を稼いでいます。最近の高速規格はほぼ全てシリアルになってしまったと言っても
いいと思います。


今後もプロセッサは高速化を続けていくのは間違いまりませんが、その周辺のペリフェラルが
足を引っ張っていては体感の快適性が向上する事は有りません。

なのでこういったフラッシュメモリによるストレージが高速化する事は必須と言っていいでしょう。
iPhoneは6sで次世代ストレージの導入を行っています。

iPhone SEではNVMeのメモリが用いられたのかは不明ですが、SEから新たに使われた
Toshiba THGBX5G7D2KLDXG 16 GB NAND Flash がNVMeメモリだと考えられています。
が、確証は有りません。(東芝のスペックシートには書かれているのでしょうか?)



ここから先は500MB/sや、1GB/sを超えるストレージの時代となり、大きなデータも快適に
アクセスできるようになっていきます。

プロセッサだけが速くても快適とは言えませんので、今後の端末はより欠点を無くす為の
バランスの取り方が大事になっていくと思います。


最後にちょっと余談を。

以前に記事にした時にフラッシュメモリストレージの呼び名について色々ご意見を頂きました。
私は当該記事ではeMMCと呼ぶことにしたのですが、UFSやらNVMeやらと規格が入れ替わって
いく中で、適切な呼び方とは言えないと思いまして、eMMCの呼び方はやめようと思います。

提案頂いたものの中で一番適切そうなのはSSDですが、これってSolid State Driveが
一番メインの解釈だったのですね。私はSilicon Storage Deviceや、Serial Storage Devices
辺りの解釈かなと勝手に思っていました。

何にしても提案頂いたSSDが一番落ち着きが良さそうです。
今後は当ブログではスマホのストレージメモリに関してはそう呼ぶことにします。
とりあえずこれが業界で標準の呼び方になればいいですね。
まずは我々だけでも使っていけば、より正しい呼び方として、読み書きできるストレージメモリが、
ROMなんておかしな呼び方がまかり通っているのを、修正できる日がくるかも知れません。

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  1. 2016/05/31(火) 01:14:31|
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コメント

誤:最後にちょっと予断を。
正:最後にちょっと余談を。

eMMCってパラレルだったんですね。
あまり興味なかったのでちょっと驚きです。
パラレルは遅い(高速化が難しい)規格って認識はありましたが、まだ最近まであったなんて。

パラレルについて以前教わったことがあります。
徒競走のオーバル・トラックを一周する競技があるとする。
ただし内周と外周で距離の調整はしない。
当然距離が違うからタイム差が出る。
パラレルはこの外周遅延、内周速達を考慮して走破一回あたりの時間切れを設定するが、
到着タイミング差による時間切れ時点で全員がゴールしてない場合はゴール済み走破そのものが無効、やり直しとなる。
このやり直しが繰り返されると時間切れ時点の全員ゴール達成回数が減る。
減った分は進捗の遅延につながり全体の処理が遅くなる。
回数を多く裁こうと時間切れを短くする(クロック周波数を高める)と時間切れ未達が多発するから高速化が難しい。

シリアル転送は開始と終了の目印を含めて一列に並べて行進の速度を高めるから高クロック化に適している。
  1. URL |
  2. 2016/05/31(火) 05:45:23 |
  3. 7SUXEN #22s72cIM
  4. [ 編集]

> パラレルは遅い(高速化が難しい)規格って認識はありましたが、まだ最近まであったなんて。

なにせ、最近の GHz のクロックってクロック当りに、光が真空中でも30cmぐらいしか進めないじゃないですか。
ほんの少しのケーブル長の違いや、スイッチング素子のバラツキで同期を取るのが格段に困難になりますから、
無茶苦茶高価になってしまいます。
  1. URL |
  2. 2016/05/31(火) 09:14:50 |
  3. 生ぴーまん #bnistvpo
  4. [ 編集]

シリアルで単純にクロックを上げれば速度も稼げますが、同時に消費電力も発熱も増えます。
(おそらくSDがUHS-IIでバス幅を増やしたのも電力増を嫌ったのかもしれません)
PC用のSSDでM.2接続のNVMe対応製品がありますが、2GB/sec超の速度も出ますが、かなりの発熱を伴うようです。
モバイルではどちらも困りものなので、プロセスの進化による低電力化と需要とのバランスを見ながらの普及となる
のではないでしょうか。

http://sumahoinfo.com/xperiaz3-z3compact-android-6-0-1-update-apps-can-be-moved-to-microsd-card-version-docomo-so-01g
なんか来た。

http://sumahoinfo.com/xperia-x-performnce-au-softbank-docomo-sov33-xperiaz5-battery-hikaku-sov32-denchimochi-henka
バッテリ減量で長持ちの代償は、充電時間ということですか。そうですか。
  1. URL |
  2. 2016/06/01(水) 02:08:07 |
  3. Beep #-
  4. [ 編集]

バッテリーの充電時間は暗に制御の話。
今さら全編入力1Aなんて事にはならん。

9割超えたらそこからは牛歩なんだろう(適当)
  1. URL |
  2. 2016/06/01(水) 02:21:01 |
  3. む #-
  4. [ 編集]

SSDは現時点ではHDDからの置き換え用の半導体ドライブを指しているので、フラッシュメモリストレージの総称としては使われていません。
そのため全てひっくるめてSSDと呼ぶのは現時点ではやめたほうがよいかと。
無難に「ストレージ」「フラッシュメモリ」あたりがよいと思います。
  1. URL |
  2. 2016/06/01(水) 16:42:24 |
  3. ねこ #-
  4. [ 編集]

広義のSSDではフラッシュストレージの総称になりますが、一般的にSSDというとPC向け高速コントローラーを搭載した狭義のSSDを指すことが多いですね。
誤解を避けるために、ねこさんの仰る通りひっくるめて書くときは「ストレージ」や「フラッシュメモリ」が無難と思います。
  1. URL |
  2. 2016/06/02(木) 07:11:34 |
  3. GMS #3XH2/Kw.
  4. [ 編集]

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