ユニバーサルフラッシュストレージ

ユニバーサルフラッシュストレージ（UFS）は、デジタルカメラ、携帯電話、および民生用電子機器向けのフラッシュストレージ仕様です[ 1 ] [ 2 ]。eMMCやSD^{カードの代替として位置付けられ}ています。フラッシュメモリストレージのデータ転送速度の向上と信頼性の向上を実現するとともに、市場の混乱を減らし、異なる種類のカード用に異なるアダプタが不要になるように設計されています^{[ 3 ]} 。この規格は、デバイス内に永久的に組み込まれたパッケージ（ボールグリッドアレイパッケージ経由）（ eUFS）と、取り外し可能なUFSメモリカードの両方を包含しています。

UFSはNANDフラッシュを使用します。統合コントローラを備えた複数の積層3D TLC NANDフラッシュダイ（ 2026年 現在、 UFSでは通常TLCまたはQLCが使用される）を使用する可能性があります。 ^{[ 4 ]}

提案されているフラッシュメモリ仕様は、 Nokia、Sony Ericsson、Texas Instruments、STMicroelectronics、Samsung、Micron、SK Hynixなどの家電メーカーによってサポートされています。^{[ 5 ]} UFSの電気インターフェースは、MIPI Allianceによって開発されたM-PHYを使用しています。[ 6 ]^これは、レーンあたり2.9 Gbit/sを目標とし、レーンあたり5.8 Gbit/sまで拡張可能な高速シリアルインターフェースです。^{[ 7 ] [ 8 ]} UFSは、 eMMCの8レーン並列半二重インターフェースよりも高い帯域幅に拡張しやすい全二重シリアルLVDSインターフェースを実装しています。eMMCとは異なり、Universal Flash StorageはSCSIアーキテクチャモデルに基づいており、SCSIタグ付きコマンドキューイングをサポートしています。^{[ 9 ]}この規格は、 JEDEC Solid State Technology Associationによって開発され、同協会から入手可能です。  

2010年、ユニバーサル・フラッシュ・ストレージ協会（UFSA）は、UFS規格の普及促進を目的としたオープンな業界団体として設立された。

2013年9月、JEDECはJESD220B UFS 2.0（2012年6月に発行されたUFS v1.1規格のアップデート版）を公開しました。JESD220Bユニバーサルフラッシュストレージv2.0は、UFS v1.1に比べて、パフォーマンス向上のためのリンク帯域幅の拡大、セキュリティ機能の拡張、および追加の省電力機能を提供します。

2018年1月30日、JEDECはUFS規格のバージョン3.0を公開しました。このバージョンでは、MIPI M-PHY v4.1とUniProSM v1.8を使用することで、レーンあたり11.6 Gbit/s（1450 MB/s）というより高いデータレートを実現しています。MWC 2018で、サムスンは組み込みUFS（eUFS）v3.0とuMCP（UFSベースのマルチチップパッケージ）ソリューションを発表しました。^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}

2020 年 1 月 30 日に JEDEC は UFS 標準のバージョン 3.1 を公開しました。^{[ 16 ]} UFS 3.1では、より高速で電力効率が高く、より安価な UFS ソリューションのために、 Write Booster、Deep Sleep、Performance Throttling Notification、およびHost Performance Booster が導入されました。Host Performance Booster 機能はオプションです。^{[ 17 ]} UFS 2.2 標準および UFS 3.1 標準より前は、SLC バッファ機能は UFS デバイスではオプションでしたが、パーソナルSSDでは事実上の標準機能でした。Write Booster機能は 2020 年 8 月に UFS 2.2 に導入されました。^{[ 18 ]}

「ライトブースター」は、永続ストレージよりも高速なバッファであり、新しいデータを永続ストレージに書き込む前に一時的に保存します。デバイスのオペレーティングシステムがデータにアクセスしない時間、つまりアイドル時間を使用して、バッファの内容を永続ストレージに「フラッシュ」します。^{[ 19 ]}

2022年にSamsungはMIPI M-PHY v5.0とUniPro v2.0を使用して11.6  Gbit/sから23.2 Gbit/sに倍増したバージョン4.0を発表しました。UFS 4.0はファイルベース最適化を導入しています。^{[ 20 ]} 

2025年第1四半期現在、UFS 4.1ではUFSのゾーンストレージが導入されています。^{[ 21 ]}

• UFS 2.0は、Snapdragon 820および821、 Kirin 950および955、Exynos 7420、Nvidia Jetson AGX Xavier SOMに実装されています。
• UFS 2.1 は、Snapdragon 712 (710&720G)、730G、732G、835、845、855、Kirin 960、970、980、Exynos 9609、^{[ 33 ]} 9610、^{[ 34 ]} 9611、^{[ 35 ]} 9810、980 ^{[ 36 ]に実装されています。}
• UFS 3.0はSnapdragon 855、855+、860、865、Exynos 9820–9825 ^{[ 37 ]} 、 Kirin 990 ^{[ 38 ]に実装されています。}
• UFS 3.1 は、Snapdragon 855+/860、Snapdragon 865、Snapdragon 870、Snapdragon 888、Exynos 2100、Exynos 2200、Snapdragon 7s gen 2 に実装されています。^{[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]}
• UFS 4.0は、Google Tensor G5、MediaTek Dimensity 9200、MediaTek Dimensity 8300、Snapdragon 8 Gen 2に実装されています。^{[ 43 ]}

2016年3月30日、JEDECはUFSカード拡張規格（JESD220-2）のバージョン1.0を公開しました。これは、既存のUFS 2.0組み込みデバイス規格の多くの機能とほぼ同じ機能を提供しつつ、リムーバブルカード用の追加と変更が加えられています。^{[ 44 ]}

また、2016年3月には、JEDECはUFS統合メモリ拡張規格（JESD220-1A）のバージョン1.1 ^{[ 45 ]} 、 UFSホストコントローラインターフェース（UFSHCI）規格（JESD223C）のバージョン2.1 ^{[ 46 ]} 、およびUFSHCI統合メモリ拡張規格（JESD223-1A）のバージョン1.1A ^{[ 47 ]を公開した。}

2018年1月30日、UFSカード拡張規格がバージョン1.1（JESD220-2A）に更新され^{[ 48 ]}、UFSHCI規格がUFSバージョン3.0に合わせてバージョン3.0（JESD223D）に更新されました^{[ 49 ]。}

UFS ドライブの書き換えライフサイクルは、その寿命に影響します。フラッシュブロックがエラーを起こしたり完全に故障したりする前に受け入れられる書き込み/消去サイクルの数には制限があります。書き込み/消去サイクルごとに、フラッシュメモリセルの酸化膜が劣化します。ドライブの信頼性は、ドライブの経過年数、時間の経過とともに書き込まれた総テラバイト数、および 1 日あたりのドライブ書き込み回数の 3 つの要素に基づいています。^{[ 50 ]}これは、フラッシュメモリ全般に共通する特徴です。たとえば、ハイエンドのスマートフォンやセットトップボックスなどのデバイスは、大量のテラバイトが書き込まれる UFS フラッシュを採用する場合があります。^{[ 51 ]}

• メモリーカード
• NVM Express (NVMe)
• ソリッドステートドライブ

• UFSおよびUFSカードの現行規格
• スコット・ジェイコブソン氏とハリシュ・ヴァーマ氏によるフラッシュメモリサミット2013でのプレゼンテーション