Universal Flash Storage: Kioxia lässt schnelleren UFS 4.0 bemustern

Kioxia wird bald eine neue Generation Embedded-Speicher vom Typ UFS 4.0 anbieten, der unter anderem für schnellere Datentransfers in Smartphones sorgen soll. Ab sofort stellt Kioxia Musterchips mit 256 GB und 512 GB bereit. Im Oktober folgt die 1-TB-Variante.

Erst hatte Kioxia UFS 4.0 verneint

Kioxia spricht nun von der „nächsten Generation“ UFS 4.0. Bereits im Februar 2022 hatte Kioxia UFS-Speicher mit 4.400 MB/s als Muster angekündigt, dabei aber auf Nachfrage der Redaktion verneint, dass es sich um UFS 4.0 handelt. Seinerzeit stand die im August 2022 erfolgte offizielle Absegnung von UFS 4.0 durch die für Speicherstandards zuständige JEDEC noch aus, was der Grund für diese Art der Kommunikation gewesen sein mag.

Vor einem Jahr hatte Samsung seinen UFS 4.0 vorgestellt und fertigt diesen seit August in Serie. Samsung bietet maximal 4.200 MB/s beim sequenziellen Lesen, liegt in diesem Punkt also leicht zurück.

UFS 4.0 mit bis zu 5,8 GB/s (brutto)

Der UFS-Standard nutzt die sogenannte M-PHY-Schnittstelle in Kombination mit dem UniPro-Protokoll, beide wurden von der MIPI Alliance geschaffen. Bei der 2011 veröffentlichten Spezifikation UFS 1.0 betrug die maximale theoretische Datenrate noch 2,9 Gigabit pro Sekunde (362,5 MB/s). 2013 folgte UFS 2.0 mit der Verdoppelung durch den HS-Gear3-Modus auf 5,8 Gbit/s (725 MB/s). Mit UFS 3.0 fand ein Wechsel auf HS-Gear4 statt, der eine erneute Verdoppelung auf 11,6 Gbit/s (1.450 MB/s) pro Datenleitung mit sich brachte, die auch für UFS 3.1 gilt.

Mit UFS 4.0 auf Basis von M-PHY 5.0 und UniPro 2.0 wird der Durchsatz nochmals verdoppelt: 23,2 Gbit/s respektive 2.900 MB/s werden pro Leitung übertragen. Da wie beim Vorgänger auch zwei Leitungen genutzt werden können, steigt der maximale Datendurchsatz auf 46,4 Gbit/s oder 5.800 MB/s. Die Nutzdatenrate fällt allerdings geringer aus, wie die Umsetzungen von Kioxia und Samsung zeigen. In der Praxis kam zum Beispiel das Asus ROG Phone 7 Ultimate (Test) auf rund 3.400 MB/s und 3.000 MB/s beim sequenziellen Lesen und Schreiben.

Leistungssteigerungen gegenüber dem Vorgänger

Bei der neuen Generation UFS 4.0 gibt sich Kioxia wie so oft geheimnisvoll und nennt statt nackter Zahlen prozentuale Vergleichswerte zur Leistung:

Leistungssteigerung gegenüber der Vorgängergeneration: 18 Prozent mehr Leistung beim sequentiellen Schreiben, 30 Prozent mehr beim zufälligen Schreiben und 13 Prozent mehr beim zufälligen Lesen.

Kioxia

Verglichen wird hier der neue Speicher mit der bisherigen 512-GB-Ausführung mit der Kennung THGJFJT2T85BAT0, wie eine Fußnote verrät. Für diese nennt Kioxia inzwischen sogar bis zu 4.640 MB/s im Datenblatt (PDF), macht aber keine Angaben zur Schreibleistung oder dem zufälligen Lesen/Schreiben, sodass es keine Vergleichsbasis gibt.

Folgende Merkmale beschreibt Kioxia außerdem in der ins Deutsche übersetzten Pressemitteilung zum neuen UFS 4.0:

• Unterstützung von High-Speed-Link-Startup-Sequence (HS-LSS)-Funktionen: Bei herkömmlichem UFS wird Link Startup (M-PHY- und UniPro-Initialisierungssequenz) zwischen Gerät und Host mit langsamerem PWM-G1 (3~9Mbit/s[4]) durchgeführt. Unter Einsatz von HS-LSS lässt sich der Vorgang jedoch mit schnellerem HS-G1 Rate A (1.248 Mbit/s) ausführen. Dadurch wird die für Link Startup benötigte Zeit im Vergleich zur herkömmlichen Methode um etwa 70 Prozent reduziert.
• Höhere Sicherheit: Durch die Verwendung von Advanced RPMB für schnelleren Lese- und Schreibzugriff auf Sicherheitsdaten, wie Anmeldeinformationen von Benutzern im RPMB-Bereich und RPMB Purge, wird dafür gesorgt, dass gelöschte Daten schnell und sicher bereinigt werden.
• Unterstützung von Extended Initiator ID (Ext-IID): Ext-IID verbessert mit Multi Circular Queue (MCQ) am UFS 4.0-Host-Controller die Leistung beim zufälligen Schreiben und Lesen.