UFS4.1

UFS 4.1,即通用快閃記憶體存儲4.1標準,是由JEDEC固態技術協會於2025年1月8日正式發布的新一代快閃記憶體存儲規範及其配套的主機控制器接口標準UFSHCI 4.1。該標準在硬體層面兼容前代UFS 4.0,通過採用M-PHY 5.0和UniPro 2.0規範實現了接口頻寬翻倍,理論順序讀寫速度最高可達約4.2 GB/s,順序寫入速度最高可達2800 MB/s,隨機讀寫性能相比前代也有顯著提升。UFS 4.1引入了主機啟動碎片整理、可調整的WriteBooster緩衝區與Partial Flush、永久可啟動邏輯單元等多項改進,並增強了異常類型處理機制,旨在提升數據訪問速度與整體性能,並最佳化功耗。基於該標準,JEDEC還定義了ZUFS(Zoned UFS)4.1擴展規格。

UFS 4.1主要面向智慧型手機、智慧型網聯汽車、可穿戴設備等對高性能與低功耗有要求的移動套用與計算系統,並為智慧型眼鏡、手錶等可穿戴設備提供高性能、低功耗的存儲支持。該標準發布後獲得市場回響,套用於多款旗艦智慧型手機。多家存儲廠商推出了相關產品,並有公司實現了UFS 4.1主控晶片的量產,相關產品已進入存儲原廠及多家Tier1客戶的驗證或導入階段。

基本介紹

  • 中文名:通用快閃記憶體存儲4.1
  • 產品類型:快閃記憶體存儲規範
  • 上市時間:2025年1月8日
發展歷程,技術特性,性能參數,廠商與產品,套用領域,

發展歷程

通用快閃記憶體存儲(UFS)標準自2011年UFS 1.0問世以來,已歷經2.0、2.1、3.0、3.1、4.0等多代演進,每一代均在數據處理速度和能效方面實現顯著提升。
在標準正式發布前,產業鏈已開始布局。例如,SK海力士於2024年8月搶先展示了基於V9 TLC NAND顆粒打造的UFS 4.1快閃記憶體樣品。
2025年1月8日,JEDEC固態技術協會正式發布了新一代通用快閃記憶體存儲標準UFS 4.1(JESD220G)及其配套的主機控制器接口標準UFSHCI 4.1(JESD223F)。新標準在完全兼容UFS 4.0硬體的基礎上,進行了功能擴展與性能最佳化。
標準發布後迅速獲得市場回響。iQOO 13手機在2024年11月便通過軟體更新支持了UFS 4.1特性。隨後在2025年,新一代旗艦手機幾乎都採用了UFS 4.1快閃記憶體,加速了其普及。
基於JEDEC發布的UFS 4.1規格,SK海力士在2025年完成了分區存儲擴展規格ZUFS (Zoned UFS) 4.1的開發,進一步拓展了其套用場景。

技術特性

UFS 4.1標準由JEDEC固態技術協會於2025年1月正式發布(JESD220G),並配套了主機控制器接口標準UFSHCI 4.1(JESD223F)。該標準在兼容UFS 4.0硬體的基礎上,針對移動套用和計算系統的高性能、低功耗需求進行了最佳化。UFS 4.1採用了MIPI聯盟的M-PHY 5.0和UniPro 2.0規範,使接口頻寬翻倍,理論順序讀寫速度最高可達約4.2 GB/s(約46.4 Gbps)。主要技術特性包括主機啟動碎片整理功能,通過最佳化讀取流量以提高記憶體維護效率;支持主機請求動態調整WriteBooster緩衝區大小、數據固定以及更精細的局部刷新,以最大化系統吞吐量並維持高負載寫入性能;支持將特定邏輯單元配置為永久可啟動狀態;以及通過RPMB身份驗證確保全全執行供應商特定命令。
UFS 4.1還增強了異常類型處理機制,提高了錯誤恢復速度、運行狀況通知的及時性和錯誤處理的準確性。它採用了更高精度的增強型記憶體邏輯單元,為四級單元(QLC)NAND快閃記憶體的未來套用鋪平道路。該標準保持與UFS 3.1和UFS 3.0標準的向後兼容性,支持混合系統套用。此外,基於UFS 4.1標準,JEDEC還定義了ZUFS(Zoned UFS)4.1擴展規格,將分區存儲技術套用於UFS,以進一步提升數據管理效率。

性能參數

UFS 4.1採用了MIPI M-PHY 5.0與UniPro 2.0規範,使接口頻寬翻倍,單通道頻寬可達23.2 Gbps,總頻寬高達46.4 Gbps。順序讀取速度最高可達4300 MB/s(約4.2 GB/s),順序寫入速度最高可達2800 MB/s。
隨機讀取性能相比前代提升高達45%,隨機寫入性能提升30%。能效比(每毫瓦功耗下的傳輸速度)相比UFS 3.1顯著提升,UFS 4.0已提升約46%,UFS 4.1進一步最佳化。
實際套用體驗包括套用載入、相機回響和系統切換更流暢,多任務處理體驗也得到提升。

廠商與產品

UFS 4.1標準由JEDEC固態技術協會於2025年1月正式發布,並獲得了鎧俠(Kioxia)、美光(Micron)、三星(Samsung)、SK海力士(SK Hynix)、西部數據(Western Digital)等主要存儲廠商的積極回響與支持。
鎧俠推出了基於第八代BiCS FLASH™ 3D快閃記憶體技術的UFS 4.1產品,覆蓋消費級與車規級套用。其消費級產品順序讀取、寫入及隨機訪問性能相比前代實現大幅躍升;車規級產品符合AEC-Q100/104 Grade 2標準,耐受至高115℃的封裝外溫度,提供128GB至1TB容量,順序與隨機讀寫性能相比車規UFS 3.1有數倍提升。同時,鎧俠產品支持主機啟動碎片整理、WriteBooster緩衝加速、Partial Flush與可調緩衝機制、MCQ多佇列並行技術、RPMB安全認證與增強異常管理等特性。
美光推出了基於G9 3D NAND的移動端與車規級UFS 4.1解決方案。移動端產品順序讀寫速度超過4100MB/s,支持高達1TB容量,並集成了數據碎片整理、增強型WriteBooster、智慧型延遲跟蹤器(ILT)、UFS分區(ZUFS)等專有功能以最佳化AI套用體驗。車規級產品頻寬達4.2GB/s,基於G9 NAND,在SLC模式下支持10萬次P/E循環,TLC模式下支持3000次,符合ASIL-B安全等級,支持-40℃至+115℃工作溫度及主機發起的碎片整理功能。
SK海力士基於321層堆疊的V9 1Tb TLC NAND快閃記憶體顆粒,打造了512GB和1TB容量的UFS 4.1產品。此外,該公司還基於UFS 4.1規格完成了ZUFS 4.1(分區UFS)的開發。
江波龍成功量產了自研的UFS 4.1主控晶片(WM7000系列)。搭載該自研主控的UFS 4.1產品在製程、讀寫速度及穩定性方面表現良好,相關產品已進入閃迪等存儲原廠以及多家Tier1客戶的驗證或導入階段。
閃迪推出了基於UFS 4.1標準的嵌入式存儲產品線,包括為移動智慧型終端設計的iNAND MC EU711和面向智慧型網聯汽車市場的車規級iNAND AT EU752。iNAND MC EU711基於162層BiSC6 3D TLC NAND,提供128GB至1TB容量,讀寫速度分別可達4000MiB/s和3000MiB/s;iNAND AT EU752則採用BiCS8 TLC NAND技術,最高容量達1TB。

套用領域

UFS 4.1標準已成為旗艦智慧型手機的核心配置,顯著提升了套用回響、遊戲載入、多任務處理及8K視頻錄製等體驗。包括iQOO 13、一加13、預計於2026年第四季度發布的一加 16、小米15系列等性能向產品均已配備或預計配備UFS 4.1規格存儲器件。例如,於2026年2月上市的REDMI Turbo 5手機也首批搭載了UFS 4.1快閃記憶體。此外,iQOO 15 Ultra於2026年2月4日正式發布,同樣搭載了UFS 4.1存儲。此外,根據2026年2月的爆料,預計發布的小米MIX 5新機也有望配備UFS 4.1快閃記憶體。
例如,聯想拯救者Y700平板配備了UFS 4.1存儲組合。
UFS 4.1用於車載信息娛樂系統(IVI)、高級駕駛輔助系統(ADAS)及域控制器等車輛關鍵系統。車規級UFS 4.1產品需滿足高速、高耐久、寬溫域(-40℃至+115℃)及功能安全(ASIL-B)要求。
UFS 4.1為智慧型眼鏡、手錶等可穿戴設備提供高性能、低功耗的存儲支持,能夠快速寫入和讀取視頻快取檔案,並支持及時調用AI模型進行本地處理。
UFS 4.1更高的頻寬與能效為在設備端本地運行複雜AI模型提供了存儲基礎,旨在加速邊緣設備上的AI推理與套用。

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