一部手機(jī)由許多零部件組成，除了處理器、運(yùn)行內(nèi)存、圖形處理器等核心硬件會(huì)影響手機(jī)的性能之外，閃傳也是一個(gè)影響性能和手機(jī)讀取速度的重要指標(biāo)。在手機(jī)興起的這幾年中，手機(jī)的閃傳規(guī)格有了很大的提高，從eMMC規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)逐漸從eMMC 4.3時(shí)代發(fā)展到現(xiàn)時(shí)的eMMC 5.0存儲(chǔ)產(chǎn)品，手機(jī)的閃傳性能有了十分大的提高。不過(guò)，在現(xiàn)在主流旗艦手機(jī)都采用eMMC 5.0規(guī)格的閃存的潮流中，一種新的閃傳規(guī)格悄然出現(xiàn)，它就是UFS 2.0閃傳標(biāo)準(zhǔn)，有著比eMMC 5.0更快的讀取性能。

　　什么是閃存

　　閃存： 閃存是采用一種新型內(nèi)存（換句話(huà)說(shuō)就是一種內(nèi)存格式的一種）。閃存有許多種類(lèi)型，從結(jié)構(gòu)上分主要有AND、NAND、NOR、DiNOR等，其中NAND和NOR是目前最為常見(jiàn)的類(lèi)型。例如iPhone5所采用的東芝24納米NAND閃存。閃存具有內(nèi)存可擦可寫(xiě)可編程的優(yōu)點(diǎn)，還具有寫(xiě)入的數(shù)據(jù)在斷電后不會(huì)丟失的優(yōu)點(diǎn)。所有被廣泛應(yīng)用用于數(shù)碼相機(jī)，MP3，及移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備。

　　手機(jī)閃存讀寫(xiě)成績(jī)一直都是我們?cè)u(píng)測(cè)中非常重要的一項(xiàng)，因?yàn)樵趯?shí)際使用體驗(yàn)中，閃存性能對(duì)于使用體驗(yàn)的影響其實(shí)非常大。

　　首先我們需要知道，一般一塊閃存（就是我們常說(shuō)的ROM）都由NAND顆粒、主控芯片和數(shù)據(jù)接口組成，UFS、eMMC和NVMe其實(shí)都指?jìng)鬏攨f(xié)議，大家可以當(dāng)作是主控芯片和數(shù)據(jù)接口部分。

　　其實(shí)之前eMMC幾乎統(tǒng)治了移動(dòng)市場(chǎng)，這一標(biāo)準(zhǔn)從eMMC4.3一路發(fā)展到現(xiàn)在的5.1，傳輸速度也從50MB/S一路狂飆600MB/S的速度。但是eMMC標(biāo)準(zhǔn)的潛力近年來(lái)已經(jīng)被榨干了，所以更強(qiáng)的UFS和NVMe協(xié)議就登場(chǎng)了。因?yàn)槭謾C(jī)等類(lèi)別中，NVMe只用在iPhone等產(chǎn)品上，這里就不詳細(xì)介紹了

　　eMMC在同一時(shí)間只能維持讀取或者寫(xiě)入一種狀態(tài)，而UFS支持同時(shí)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，并且在待機(jī)狀態(tài)下，UFS的功耗要低得多。速度方面差異就更大了，UFS 2.0理論速度達(dá)到780MB/S、UFS 2.1更是高達(dá)1.5GB/S。

　　可能在很多人眼中，手機(jī)的讀寫(xiě)速度不就是拷文件的時(shí)候有體現(xiàn)么，慢一些也能忍。可是實(shí)際情況遠(yuǎn)不止這一項(xiàng)，手機(jī)使用體驗(yàn)并不都是由處理器來(lái)決定的，實(shí)際上，手機(jī)卡不卡由SoC和內(nèi)存決定，而快不快更多由閃存速度決定。舉幾個(gè)最常見(jiàn)的例子，軟件安裝速度、游戲載入速度、相片等文件的讀取速度等都很依賴(lài)閃存速度。

　　比如說(shuō)，可能有人會(huì)發(fā)現(xiàn)迅速滑動(dòng)相冊(cè)的時(shí)候，明明自己已經(jīng)滑倒很下面了，但是照片列表卻都是黑的，這就是閃存讀寫(xiě)跟不上操作，導(dǎo)致來(lái)不及讀出我們劃過(guò)的所有相片，而處理器決定的，其實(shí)是在這個(gè)滑動(dòng)過(guò)程中手機(jī)會(huì)不會(huì)出現(xiàn)卡頓。

　　技術(shù)特點(diǎn)

　　NOR型與NAND型閃存的區(qū)別很大，打個(gè)比方說(shuō)，NOR型閃存更像內(nèi)存，有獨(dú)立的地址線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)，但價(jià)格比較貴，容量比較小；而NAND型更像硬盤(pán)，地址線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)是共用的I/O線(xiàn)，類(lèi)似硬盤(pán)的所有信息都通過(guò)一條硬盤(pán)線(xiàn)傳送一般，而且NAND型與NOR型閃存相比，成本要低一些，而容量大得多。因此，NOR型閃存比較適合頻繁隨機(jī)讀寫(xiě)的場(chǎng)合，通常用于存儲(chǔ)程序代碼并直接在閃存內(nèi)運(yùn)行，手機(jī)就是使用NOR型閃存的大戶(hù)，所以手機(jī)的“內(nèi)存”容量通常不大；NAND型閃存主要用來(lái)存儲(chǔ)資料，我們常用的閃存產(chǎn)品，如閃存盤(pán)、數(shù)碼存儲(chǔ)卡都是用NAND型閃存。

　　單片機(jī)閃存

　　這里我們還需要端正一個(gè)概念，那就是閃存的速度其實(shí)很有限，它本身操作速度、頻率就比內(nèi)存低得多，而且NAND型閃存類(lèi)似硬盤(pán)的操作方式效率也比內(nèi)存的直接訪(fǎng)問(wèn)方式慢得多。因此，不要以為閃存盤(pán)的性能瓶頸是在接口，甚至想當(dāng)然地認(rèn)為閃存盤(pán)采用USB2.0接口之后會(huì)獲得巨大的性能提升。

　　前面提到NAND型閃存的操作方式效率低，這和它的架構(gòu)設(shè)計(jì)和接口設(shè)計(jì)有關(guān)，它操作起來(lái)確實(shí)挺像硬盤(pán)（其實(shí)NAND型閃存在設(shè)計(jì)之初確實(shí)考慮了與硬盤(pán)的兼容性），它的性能特點(diǎn)也很像硬盤(pán)：小數(shù)據(jù)塊操作速度很慢，而大數(shù)據(jù)塊速度就很快，這種差異遠(yuǎn)比其他存儲(chǔ)介質(zhì)大的多。這種性能特點(diǎn)非常值得我們留意。

　　閃存存取比較快速，無(wú)噪音，散熱小。用戶(hù)空間容量需求量小的，打算購(gòu)置的話(huà)可以不考慮太多，同樣存儲(chǔ)空間買(mǎi)閃存。如果需要容量空間大的（如500G），就買(mǎi)硬盤(pán)，較為便宜，也可以滿(mǎn)足用戶(hù)應(yīng)用的需求。

　　微軟的SQL Server產(chǎn)品管理主管Claude Lorenson，看好LSI的閃存產(chǎn)品在微軟服務(wù)器環(huán)境中的未來(lái)。因?yàn)?LSI的閃存產(chǎn)品Nytro MegaRAID可以幫助微軟SQL實(shí)現(xiàn)了每秒交易的10倍增長(zhǎng)，“閃存存儲(chǔ)技術(shù)，如LSI的Nytro應(yīng)用加速產(chǎn)品組合，可以用來(lái)加速關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用，如SQL Server 2012”，Lorenson在一份公司的聲明中表示“隨著微軟將在Windows Server 8中提供的增強(qiáng)，這些技術(shù)的重要性將繼續(xù)增長(zhǎng)。

　　存儲(chǔ)原理

　　要講解閃存的存儲(chǔ)原理，還是要從EPROM和EEPROM說(shuō)起。　　EPROM是指其中的內(nèi)容可以通過(guò)特殊手段擦去，然后重新寫(xiě)入。其基本單元電路（存儲(chǔ)細(xì)胞），常采用浮空柵雪崩注入式MOS電路，簡(jiǎn)稱(chēng)為FAMOS。它與MOS電路相似，是在N型基片上生長(zhǎng)出兩個(gè)高濃度的P型區(qū)，通過(guò)歐姆接觸分別引出源極S和漏極D。在源極和漏極之間有一個(gè)多晶硅柵極浮空在SiO2絕緣層中，與四周無(wú)直接電氣聯(lián)接。這種電路以浮空柵極是否帶電來(lái)表示存1或者0，浮空柵極帶電后（譬如負(fù)電荷），就在其下面，源極和漏極之間感應(yīng)出正的導(dǎo)電溝道，使MOS管導(dǎo)通，即表示存入0。若浮空柵極不帶電，則不形成導(dǎo)電溝道，MOS管不導(dǎo)通，即存入1。

　　EEPROM基本存儲(chǔ)單元電路的工作原理如下圖所示。與EPROM相似，它是在EPROM基本單元電路的浮空柵的上面再生成一個(gè)浮空柵，前者稱(chēng)為第一級(jí)浮空柵，后者稱(chēng)為第二級(jí)浮空柵。可給第二級(jí)浮空柵引出一個(gè)電極，使第二級(jí)浮空柵極接某一電壓VG。若VG為正電壓，第一浮空柵極與漏極之間產(chǎn)生隧道效應(yīng)，使電子注入第一浮空柵極，即編程寫(xiě)入。若使VG為負(fù)電壓，強(qiáng)使第一級(jí)浮空柵極的電子散失，即擦除。擦除后可重新寫(xiě)入。

　　閃存的基本單元電路，與EEPROM類(lèi)似，也是由雙層浮空柵MOS管組成。但是第一層?xùn)沤橘|(zhì)很薄，作為隧道氧化層。寫(xiě)入方法與EEPROM相同，在第二級(jí)浮空柵加以正電壓，使電子進(jìn)入第一級(jí)浮空柵。讀出方法與EPROM相同。擦除方法是在源極加正電壓利用第一級(jí)浮空柵與源極之間的隧道效應(yīng)，把注入至浮空柵的負(fù)電荷吸引到源極。由于利用源極加正電壓擦除，因此各單元的源極聯(lián)在一起，這樣，快擦存儲(chǔ)器不能按字節(jié)擦除，而是全片或分塊擦除。 到后來(lái)，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的改進(jìn)，閃存也實(shí)現(xiàn)了單晶體管（1T）的設(shè)計(jì)，主要就是在原有的晶體管上加入了浮動(dòng)?xùn)藕瓦x擇柵，

　　在源極和漏極之間電流單向傳導(dǎo)的半導(dǎo)體上形成貯存電子的浮動(dòng)棚。浮動(dòng)?xùn)虐粚庸柩趸そ^緣體。它的上面是在源極和漏極之間控制傳導(dǎo)電流的選擇/控制柵。數(shù)據(jù)是0或1取決于在硅底板上形成的浮動(dòng)?xùn)胖惺欠裼须娮印Ｓ须娮訛?，無(wú)電子為1。

　　寫(xiě)入時(shí)只有數(shù)據(jù)為0時(shí)才進(jìn)行寫(xiě)入，數(shù)據(jù)為1時(shí)則什么也不做。寫(xiě)入0時(shí)，向柵電極和漏極施加高電壓，增加在源極和漏極之間傳導(dǎo)的電子能量。這樣一來(lái)，電子就會(huì)突破氧化膜絕緣體，進(jìn)入浮動(dòng)?xùn)拧?/p>

　　讀取數(shù)據(jù)時(shí)，向柵電極施加一定的電壓，電流大為1，電流小則定為0。浮動(dòng)?xùn)艣](méi)有電子的狀態(tài)（數(shù)據(jù)為1）下，在柵電極施加電壓的狀態(tài)時(shí)向漏極施加電壓，源極和漏極之間由于大量電子的移動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生電流。而在浮動(dòng)?xùn)庞须娮拥臓顟B(tài)（數(shù)據(jù)為0）下，溝道中傳導(dǎo)的電子就會(huì)減少。因?yàn)槭┘釉跂烹姌O的電壓被浮動(dòng)?xùn)烹娮游蘸螅茈y對(duì)溝道產(chǎn)生影響。