RAM和ROM发展历史回顾

LPDDR4
在介绍LPDDR4和UFS 2.0两项在RAM和ROM领域最新技术之前，我们先来介绍一下JEDEC这个组织。JEDEC固态技术协会（JEDEC Solid State Technology Association）是微电子产业的领导标准机构，作为一个全球性的组织，JEDEC所制定的标准在过去50余年的时间里，已经被全行业广泛接受和采纳。JEDEC的主要功能包括术语、定义、产品特征描述与操作、测试方法、生产支持功能、产品质量与可靠性、机械外形、固态存储器、DRAM、闪存卡及模块、以及射频识别（RFID）标签等的确定与标准化。所以才会有今天的LPDDR4和UFS 2.0标准出台。

JEDEC固态技术协会在14年8月发布的新一代低功耗内存标准LPDDR4(Low Power Double Data Rate 4)，是面向低功耗内存而制定的通信标准，以低功耗和小体积著称，专门用于移动式电子产品，例如智能手机。下面我们看看台式机、笔记本和服务器领域的DDR标准和LPDDR标准的一些区别。

DDR和LPDDR区别
如上图所示，LPDDR的运行电压（工作电压）相比DDR的标准电压要低，这也符合了低功耗小体积的身份和定位，另一方面，两种标准版本迭代时间并不是一致的，DDR4相比LPDDR4标准制定和出台要早上不少。

接着我们对比一下LPDDR3和LPDDR4之间区别，前者和LPDDR2类似，采用单通道设计，而且位宽只有16bit，理论上最高工作频率为2133MHz。LPDDR4采用了双通道设计，即使依然是16bit的位宽，但是由于引入了双通道的概念，所以最终能够实现32bit的位宽，同时最高工作频率提升到3200MHz，上文小编提及过，决定RAM传输带宽的几个要素之中，LPDDR4都有针对性地提高，所以带来的系统运行速度和文件传输速度的提升也会比较明显。

UFS 2.0
目前市面上主流的ROM标准有两种——eMMC 5.0和UFS 2.0，它们都属于NAND Flash。前者有更成熟的生产工艺，后者有更强大的性能。换句话说，上面两种存储标准其实可以看作是SD存储卡和U盘的近亲，不过相比micro-SD卡，eMMC 5.0和UFS 2.0无论是传输速度还是可靠性上都要高上不少。

eMMC (Embedded Multi Media Card) 为MMC协会所订立的、主要是针对手机或平板电脑等产品的内嵌式存储器标准规格。eMMC目前是主流的便携移动产品解决方案，目的在于简化终端产品存储器的设计。由于手机内部NAND Flash芯片来自不同厂牌，包括三星、东芝、海力士、美光等，当设计厂商在导入时，都需要根据每家公司的产品和技术特性来重新设计，过去并没有一种技术能够通用所有厂牌的NAND Flash芯片。

eMMC的设计标准，就是为了简化NAND Flash的使用，将NAND Flash芯片和控制芯片设计成1颗MCP芯片，手机客户只需要采购MCP芯片并放进新手机中，无须处理其它繁复的NAND Flash兼容性和管理问题，最大优点是缩短新产品的上市周期和研发成本，让其更快地推出市场。

eMMC 4.4的读取速度大约为104MB/s，eMMC 4.5则为200MB/s，eMMC 5.0为400MB/s，但是因为使用的是8位并行总线，因此性能潜力已经基本到达瓶颈，以最新的eMMC 5.1规范来说，其理论读取速度为600MB/s左右，性能的大提升基本是不可能的了。

UFS是未来的主流存储标准
2011年JEDEC发布了第一代通用闪存存储（Universal Flash Storage，简称UFS）标准，希望能够替代eMMC。然而，第一代的UFS并不受欢迎。2013年9月，JEDEC发布了新一代的通用闪存存储标准UFS 2.0，该标准下的闪存读写速度可以高达1400MB/s，这相当于在2s内读写两个CD光盘的数据。

eMMC和UFS对比
与eMMC不同，UFS 2.0的闪存规格采用了新的标准，它使用的是串行总线，类似机械硬盘的PATA接口向SATA接口的转变，并行总线就是每一次能够传输多个二进制位数据，而串行总线就是每一次只能够传输一个二进制位数据，看样子好像并行总线更好，实则不然，虽然上面提及到eMMC拥有8位并行总线，每一次能够传输8个二进制位，但是如果串行总线每一次传输数据的速度足够快，并行总线传输一次的时间，串行总线已经传输了10次甚至20次，这样的话，串行总线就能够在相同时间内传输10位甚至20位数据。

另一方面，UFS 2.0支持全双工运行，可同时进行读写操作，读取和写入操作都有专门的通道，还支持指令队列。相比之下，eMMC是半双工，读写必须分开执行，读取和写入操作共用同一条通道，指令也是打包的，在速度上就已经略逊一筹了。打个比方，单车道和双车道的区别不用多解释也知道哪条车道的行车更加顺畅，关键是，那条单车道还是分时复用车道，这段时间全部车辆只能自西向东行驶，下一段时间全部车辆只能自东向西行驶，工作效率不如两条独立车道，分别引导两个不同方向的车流。而且UFS 2.0芯片不仅传输速度快，功耗也要比eMMC 5.0低一半，可以说是日后旗舰手机闪存的理想搭配。

eMMC和SSD关系
最后让我们看看台式机/笔记本/服务器上SSD和智能手机中ROM的共同点和不同之处。众所周知，SSD是固态硬盘，主要由主控制器、闪存芯片阵列（阵列、阵列、阵列，重要事情说三遍）和缓存组成。缓存有时候也能够集成在主控芯片内。主控制器作用等同于手机中的处理器，负责协调闪存芯片阵列中单个闪存芯片之间，闪存芯片阵列和缓存之间，还有协调SSD和外部电路（例如台式机内存、处理器）的数据传输。

eMMC更像是微型版的SSD，将主控、缓存和闪存同时集合在一块芯片中，注意，只有一块闪存而不是闪存阵列，这就是SSD和eMMC最明显的区别，另外，主控、缓存和闪存一般是通过BGA封装方式封装成一块MCP芯片，这种芯片集成度相当高，更适合塞进去体积较小的手机中。