JEDEC发布UFS4.1标准及配套UFSHCI 4.1标准

近日，JEDEC固态技术协会发布新闻稿称，推出通用闪存标准UFS 4.1（JESD220G），同时配套的JESD223F UFS主机控制器接口（UFSHCI）4.1标准更新也已发布。



UFS 4.1标准在兼容UFS 4.0硬件的基础之上进行了一系列的性能提升与功能改进。该标准专为需要高性能和低功耗的移动应用和计算系统而开发，相较于早期版本，不仅提供了更快的数据访问速度，还实现了更高的整体性能。

在数据访问与性能优化方面，UFS 4.1引入了主机启动碎片整理功能。存储系统运行时数据频繁写入和删除产生的文件碎片化会严重影响读取性能，而这一功能通过主机发起的数据碎片整理优化了读取流量，提高内存维护效率，确保读写性能的持续高效。其WriteBooster功能的增强也为写入性能提升助力不少，缓冲区大小调整功能使主机能依据写入任务特性灵活配置缓存空间，大数据流写入时可增大缓冲区以减少写入存储介质的等待时间，小而频繁的写入操作时适当缩小缓冲区避免资源浪费，同时数据pinning功能确保关键数据在缓冲区中的持久性，精细的部分刷新操作在保障数据安全写入存储介质的同时避免了传统刷新方式导致的性能波动，如此一来系统能够高效处理写入请求，最大化系统吞吐量以满足多种应用需求。

在新增功能与安全性方面也有诸多亮点。UFS 4.1中逻辑单元可配置为永久可引导的永久可启动逻辑单元配置特性，通过冗余存储和加密技术保障特定区域引导信息的完整性与安全性，在多种系统场景下设备能够快速准确启动，减少启动时间和潜在错误。通过Replay Protected Memory Block (RPMB) 认证的RPMB身份验证机制可用于保护特定供应商命令执行的安全性，借助加密和完整性验证技术严格保护执行特定厂商命令的过程，在多设备互联环境中防止非法或恶意命令对存储系统的攻击。增强后的异常处理机制涵盖硬件故障检测和软件错误恢复等多方面，在硬件层面通过传感器和诊断模块快速察觉如存储芯片故障、接口通信问题等异常并及时警报，在软件方面通过优化的错误处理算法快速处理文件系统错误和数据校验失败等问题，并且改进的健康通知系统能实时反馈存储设备的健康状态，提高从故障检测到修复的效率。

UFS 4.1在存储技术发展上具有重要意义，为四级单元(QLC) NAND的应用奠定了基础，提高了存储逻辑单元的精度，采用更精细的寻址和数据管理技术应对QLC NAND的写入寿命、读写干扰等挑战。

此外，UFS 4.1采用了MIPI Alliance的M - PHY 5.0和UniPro 2.0规范，这使得UFS接口带宽翻倍，理论上读写速度最高可达约4.2GB/s。

此项新的闪存存储标准得到了众多行业巨头的支持与积极响应，包括铠侠、美光、三星、SK海力士和西部数据等。这些企业认为，UFS 4.1不仅代表存储解决方案的进步，更是驱动下一代AI移动创新的关键因素之一，它将推动边缘AI解决方案的发展，加速本地AI推理，为用户带来更迅速且响应灵敏的人工智能体验。