mipi为UFS 4.0做好充分准备

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MIPI 联盟是一家为移动和受移动影响的行业开发接口规范的国际组织，在今天，他们宣布，对其用于芯片到芯片的多功能（chip-to-chip/interprocessor communication ）、与应用程序无关的MIPI UniPro传输层进行重大更新。该规范的 2.0 版增加了关键特性，以使数据速率翻倍，同时提供更大的吞吐量和更低的延迟，尤其是当今最苛刻的闪存存储应用程序所需要的。

MIPI UniPro 于 2007 年首次推出，已被纳入 JEDEC 固态技术协会的通用闪存 (UFS) 标准的多个版本中，作为其传输和链路层，以及作为其物理层的MIPI M-PHY ，以连接内存组件. 这些组件可以部署在各种产品中，包括智能手机、无人机、运动相机、消费设备、平板电脑和移动计算产品，以及汽车系统中的信息娱乐平台和远程信息处理中心。JEDEC 即将推出的 UFS 4.0 标准将利用 UniPro v2.0 以及 2021 年底发布的 M-PHY v5.0 中的增强功能。这两个 MIPI 规范都是与 JEDEC UFS 开发人员合作开发的。

“JEDEC UFS 标准是一种高性能接口，设计用于必须优化速度和功耗的闪存应用。鉴于这些要求，JEDEC UFS 将继续利用来自 MIPI 联盟的行业领先的 M-PHY 和 UniPro 规范来形成其互连层，”JEDEC 主席 Mian Quddus 说。“MIPI UniPro v2.0 中提供的增强功能旨在帮助依赖 UFS 的制造商和供应商保持在微电子创新的风口浪尖。”

UniPro v2.0 增加了高速串行线路通信的新功能，并支持同时进行的高带宽事务。v2.0 中新增的功能包括：

支持 MIPI M-PHY v5.0“High Speed Gear 5 5”(HS-G5) – UniPro 协议部署在物理层的 MIPI M-PHY 上，以优化吞吐量、系统性能和服务质量。UniPro v2.0 使用 M-PHY HS-G5 将每个通道和每个方向的带宽提高到 23.32 千兆位每秒 (Gbps)——这是之前 UniPro v1.8 规范的两倍——以满足内存存储生态系统不断增长的数据速率要求。

增加有效载荷长度（payload length）——将 UniPro L2 层数据包有效载荷长度从 272 提升到 1144 可确保降低协议开销并提高链路速度，从而提高存储应用程序的吞吐量。

高速链接（High-speed linkup ）——在 v2.0 中，完成存储应用程序中的链接（或“堆栈启动”）的延迟最多减少了约 8 毫秒。

此外，UniPro v2.0 通过删除在 UFS 行业中已基本停止使用的较低速度等功能，简化了应用程序设计人员的集成。由于消除了这些功能，UniPro v2.0 与之前的版本 v1.8 兼容。该规范的一致性测试套件 (CTS) 也正在更新，以考虑 v2.0 中的新功能。

“MIPI UniPro v2.0 的修订是由整个闪存生态系统的设计人员所要求的现实需求驱动的——更高的带宽和数据速率、更高的效率、减少的延迟和最小化的验证、确认和测试周期，”MIPI联盟主席Sanjiv Desai说。“多年来，事实证明，UniPro 既成熟又足够灵活，可以针对各种新架构进行演进。我们将通过与 JEDEC UFS 社区的持续合作，继续创新规范。”

M-PHY v5.0发布助力快闪储存应用传输翻倍

2021年年年底，移动通讯产业界面标准组织MIPI联盟(MIPI Alliance)发布了MIPI M-PHY v5.0更新版标准。新版本的M-PHY标准增加了HS-G5(High Speed Gear 5)规格，除将每通道数据传输速率提升一倍至23.32Gbps，也将继续支援国际记忆体标准组织JEDEC的通用快闪储存(UFS)标准，为移动/穿戴装置、笔电、工业物联网(IIoT)以及车用快闪储存应用等高速传输设计带来更多的弹性。

MIPI联盟指出，M-PHY v5.0的革新除了将数据传输速率翻倍，提升至每通道更高23.32Gbps之外，也导入数项更佳化M-PHY界面的新功能。针对目标应用的更佳化，新版本简化了锁相回路(Phase-Locked Loop, PLL)架构以消除设计的复杂性；在高速启动时可减少延迟发生，如减少在通电状态存取快闪记忆体时的传输延迟；以及增加眼图监控(Eye monitoring)以视觉化讯号健康度，进而强化除错(Debug)功能等等。

M-PHY v5.0标准向后相容v4.1版本。根据MIPI联盟的说法，在过去十年间M-PHY一直作为MIPI UniPro的物理层，并且整合在JEDEC UFS的许多版本中；而新版本的释出，也是为了支援即将发布的MIPI UniPro v2.0和JEDEC UFS标准。此外，针对新版本标准的一致性测试，MIPI联盟计画于2022年完成。

MIPI联盟主席Joel Huloux则对此表示，MIPI M-PHY v5.0中所提供，针对数据传输与弹性的重要更新，是来自广大生态系统中的大量实践所获得的真实反馈；同时，此标准得以强化，是立基于该联盟与JEDEC UFS社群之间的密切互动，而这种跨产业的合作，也是推动全球快闪记忆体市场创新的关键。

性能大增的UFS 4.0

整体而言，UFS 4.0 不论在频宽、循序读写速度、耗电量及尺寸上的表现都远远超过前一版标准。首先，UFS 4.0 的每通道频宽可达23.2Gbps，是UFS 3.1 频宽（11.6Gbps）的两倍多。再加上UFS 既有的全双工介面，所以可以同步读写，提供双通道的数据传输，这一点非常适合有下载更大数据量需求的5G 智能手机。

在读写速度上，根据三星早前推出的业界之一款通用快闪记忆体储存（Universal Flash Storage，UFS）4.0测试显示，搭配三星现有第七代176 层V-NAND 快闪记忆体（预计今年底、明年初开始量产第八代224 层V-NAND）与专属控制器，三星新推UFS 4.0 循序读取速度更高可达4,200Mbps（为UFS 3.1 读取速度2,100Mbps 的两倍快），循序写入速度达到2,800Mbps（比UFS 3.1 写入速度1,200Mbps 快上两倍多）。

不仅如此，UFS 4.0 在提供两倍效能的同时，其功耗还比UFS 3.1 低了46%，这说明了未来支援UFS 4.0 的智能手机，不但高效能，而且支援更久的手机电池续航力。UFS 4.0 的优势还体现在更迷你的尺寸上，UFS 3.1 体积为11.5×13×1mm，UFS 4.0 快闪记忆体的尺寸更小，更大只有11×13×1mm。通常手机元件愈小，除了对机构内的散热有所帮助外，对于手机内部元件布局设计的更佳化也有好处。而且UFS 3.1 更大容量只有512MB，UFS 4.0 更高支援1GB，这个大容量效益在5G时代里会更加有感。

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