以更低的系統(tǒng)成本實(shí)現(xiàn)更高的移動(dòng)存儲(chǔ)性能

以更低的成本獲得更高的存儲(chǔ)性能可能會(huì)在存儲(chǔ)設(shè)備的設(shè)計(jì)中造成瓶頸。為了實(shí)現(xiàn)更高的性能，設(shè)備必須使用片上DRAM，這增加了總體成本。這就是統(tǒng)一內(nèi)存擴(kuò)展（UME），JEDEC規(guī)范的出現(xiàn)。它被定義為 JEDEC UFS（通用閃存）規(guī)范的擴(kuò)展。JEDEC UFS設(shè)備使用NAND閃存技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。統(tǒng)一內(nèi)存 （UM） 允許用戶將部分主機(jī)內(nèi)存用作設(shè)備的內(nèi)部存儲(chǔ)器。由于主機(jī)內(nèi)存已經(jīng)以大容量提供，因此此機(jī)制為設(shè)備提供了更大的空間，以用作寫入緩沖區(qū) （WB） 緩存或存儲(chǔ)邏輯到物理 （L2P） 地址轉(zhuǎn)換表等信息。UM 區(qū)域在物理上位于主機(jī)端，但最終屬于設(shè)備，從而取代了設(shè)備集成的 RAM，并降低了總體成本。較大的空間可用性意味著設(shè)備可以存儲(chǔ)大量 L2P 表信息的 WB，從而提高存儲(chǔ)性能。

UFS 設(shè)備使用擴(kuò)展的 UFS 傳輸協(xié)議 （UTP） 定義與 UFS 主機(jī)通信。每當(dāng)設(shè)備要覆蓋 UM 區(qū)域中的數(shù)據(jù)時(shí)，都會(huì)通過 WB 刷新操作將其寫入非易失性存儲(chǔ)器，如下所示。

UM 可能包含下面列出的大多數(shù)緩存。設(shè)備將根據(jù)需要更新這些緩存，以便主機(jī)和設(shè)備具有相同的數(shù)據(jù)。

L2P 表緩存

WB 緩存

L2P 表緩存標(biāo)簽

WB 緩存標(biāo)簽

統(tǒng)一內(nèi)存初始化和配置

通過對(duì) dUMAreaSize 屬性進(jìn)行編程，將可用的 UM 區(qū)域空間傳送到設(shè)備。它還將通過 bMaxUMPIURequests 屬性傳達(dá)支持的未完成 UM 請(qǐng)求數(shù)，通過同時(shí)處理多個(gè) UM 請(qǐng)求來提高性能。主機(jī)通過設(shè)置 fUM 標(biāo)志來啟用 UM 操作，并輪詢?cè)摌?biāo)志，直到設(shè)備將其清除。

L2P 表操作

設(shè)備將讀取主機(jī)端存在的 L2P 表緩存標(biāo)記，并將其與自己的副本進(jìn)行比較。如果發(fā)生緩存命中，設(shè)備將讀取 L2P 表緩存行，否則它將使用新的 L2P 表緩存標(biāo)記和行更新主機(jī)緩沖區(qū)，如下所示。僅當(dāng)更新設(shè)備端 L2P 緩存時(shí)，才需要執(zhí)行此操作。

統(tǒng)一內(nèi)存讀/寫操作

當(dāng)主機(jī)發(fā)送寫入請(qǐng)求時(shí)，設(shè)備將啟動(dòng) L2P 緩存操作（如果適用）。然后它將讀取 WB 標(biāo)簽進(jìn)行檢查。如果發(fā)生高速緩存沖突和臟污，則應(yīng)在 SCSI 數(shù)據(jù)階段（從系統(tǒng)內(nèi)存復(fù)制到 UM）之前刷新 WB 行。當(dāng)主機(jī)發(fā)送讀取請(qǐng)求時(shí)，設(shè)備將啟動(dòng) L2P 緩存操作（如果適用）。然后它將讀取 WB 標(biāo)簽進(jìn)行檢查。如果緩存命中，它將請(qǐng)求從 UM 復(fù)制到系統(tǒng)內(nèi)存，否則設(shè)備將通過“數(shù)據(jù)輸入”UPIU（UFS 協(xié)議信息單元）將數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)。

統(tǒng)一內(nèi)存的優(yōu)勢(shì)

UM 的訪問速度遠(yuǎn)高于非易失性存儲(chǔ)器。在訪問 L2P 信息時(shí)，如果存在緩存未命中，非 UM 方法需要從非易失性存儲(chǔ)器中獲取此信息。相反，UME方法可以從系統(tǒng)內(nèi)存中提供此功能，從而將L2P表訪問時(shí)間縮短十倍。

UM 提供的緩沖區(qū)多于設(shè)備集成的 RAM;因此，可以存儲(chǔ)更多的L2P信息，從而降低緩存未命中率。

統(tǒng)一內(nèi)存的缺點(diǎn)

主機(jī)維護(hù)兩個(gè)內(nèi)存副本，而不是指向 UM 內(nèi)存的系統(tǒng)內(nèi)存。

與設(shè)備集成的 RAM 相比，UM 訪問的延遲可能更高且更不穩(wěn)定;但是，除了 UM 區(qū)域使用之外，系統(tǒng)可能會(huì)通過使用較小的 RAM 來權(quán)衡。這可以降低成本，同時(shí)為某些讀/寫訪問保留較長的響應(yīng)時(shí)間。

UM 提供空間來存儲(chǔ)大量 WB 和 L2P 數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)更高的性能。因此，不需要大量的設(shè)備集成RAM，這有助于降低系統(tǒng)成本和讀取延遲。

審核編輯：郭婷