UFS 3.1 mit BiCS5: Kioxias Embedded-Flash wird schneller und dünner

Mit 3D-NAND der fünften Generation (BiCS5) hat Kioxia seinen unter anderem für Smartphones bestimmten UFS-3.1-Speicher verbessert. Die Leistung beim wahlfreien Lesen soll um 30 Prozent und beim wahlfreien Schreiben um 40 Prozent zunehmen. Die Version mit 256 GB Speicherplatz fällt zudem dünner aus.

BiCS5 für mehr Leistung und Flächendichte

Der BiCS5-Flash, wie Kioxia und Partner Western Digital ihre fünfte Generation 3D-NAND nennen, verfügt über je nach Angabe 112 oder 128 Layer. Im Vergleich zu BiCS4 mit 96 Layern steigt nicht nur die Speicherdichte, sondern auch die Leistung. Die interne Speicherschnittstelle wurde von 800 Mbit/s auf 1.200 Mbit/s beschleunigt. Bei der Vorstellung der neuen UFS-3.1-Bausteine mit 256 GB und 512 GB Speicherkapazität verweist Kioxia aber nicht auf höheren sequenziellen Durchsatz, sondern auf signifikante Steigerungen beim wahlfreien Lesen/Schreiben (Random Read/Write).

HPB 2.0 verbessert wahlfreies Lesen

Die Leseleistung beim wahlfreien Zugriff soll durch den sogenannten Host Performance Booster (HPB) in neuer Version 2.0 steigen. Gegenüber HPB 1.0 habe sich geändert, dass auch Zugriffe auf Datenblöcke jenseits von 4 KB beschleunigt werden.

Host Performance Booster (HPB) Version 2.0: verbessert die Leseleistung bei wahlfreiem Zugriff durch Nutzung des hostseitigen Speichers, um logisch-physikalische Umwandlungstabellen zu speichern. Während HPB Version 1.0 nur den Zugriff auf Chunks mit einer Größe von 4 Kilobyte bietet, ermöglicht HPB Version 2.0 einen breiten ausgelegten Zugriff – was die Leseleistung bei wahlfreiem Zugriff weiter steigern kann.

Kioxia

Der Host Performance Booster ist das UFS-Pendant zum Host Memory Buffer (HMB) bei NVMe-SSDs. In beiden Fällen wird ein Teil des Arbeitsspeichers des Host-Systems genutzt, um die Mapping-Tabelle für den Flash Translation Layer im schnelleren DRAM abzulegen, was die Leistung erhöht. Noch besser funktioniert dies mit einem dedizierten DRAM-Cache, auf den aber aus Kostengründen und zur Energieeinsparung immer häufiger verzichtet wird.

Im Vergleich der 256-GB-Varianten ist der neue UFS-3.1-Speicher von Kioxia mit 0,8 mm Höhe auch dünner geworden. Die 512-GB-Variante misst hingegen 1,0 mm. Bei der vorherigen Generation mit BiCS4-Flash bietet Kioxia auch eine Variante mit 1 TB an, was der momentan maximalen Speicherkapazität eines UFS-Bausteins entspricht.

Laut Kioxia werden Muster der neuen Generation jetzt an Geschäftspartner ausgeliefert.

UFS dominiert Embedded-Flash-Sektor

Unter Berufung auf aktuelle Studien von Forward Insights bezeichnet Kioxia den Speichertyp UFS als „präferierte Lösung“ im Embedded-Flash-Segment, das nicht nur kompakte Mobilgeräte, sondern auch Industrieanwendungen umfasst.

Laut Forward Insights entfallen bei der weltweiten Gesamtnachfrage nach UFS- und e-MMC-Lösungen in diesem Jahr fast 70 Prozent der Nachfrage auf UFS – mit steigender Tendenz.

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