[知乎]老狼:UFS VS NVMe

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最近某手机厂商的闪存门在知乎上被人踢爆，在所谓“爵士水军”和“友商水军”的口水大战中，至少eMMC, UFS等火星名词被广泛的科普了一把。苹果粉也不时掺和进来，NVMe在苹果手机上的应用让这个群体平添了一份“高冷”，安卓的小伙伴们被鄙视的都不敢回嘴了！

本着看热闹不怕事大的原则，我这个低端山寨手机拥趸决定以一个吸引眼球的故事开始本系列：到底UFS 2.1和NVMe谁性能好，谁能“代表社会先进生产力”呢？

UFS VS NVMe

UFS是为了替代eMMC而生，主要面向手机等嵌入式场景。NVMe是目标是取代SATA SSD硬盘接口，主要应用在计算机平台。两者似乎没有必要也没有机会正面PK，但是苹果就是这么任性，偏偏要在手机上使用NVMe。这就像一场荒（YOU）诞（QU）的穿越剧，关公（NVMe）和秦琼（UFS）被强行穿越到我们眼前PK，而且被要求fight to death!作为资深吃瓜群众，在他们开打之前，我先来介绍下两位选手的个人情况。

秦琼：UFS

UFS（Universal Flash Storage）目标是取代eMMC。在2008年，JEDEC就开始为并行的eMMC寻找串行方案。到了2012年，UFS 1.0诞生了，知道今天已经是2.1版了。UFS相较eMMC最大的不同是并行信号改为了更加先进的串行信号，从而可以迅速提高频率，同时半双工改为全双工。如图：

关公：NVMe

NVMe（NVM Express）目标是替换掉SATA接口。早在2009年Intel就开始着手寻找SATA的替代方案，在2011年有了1.0。最新的版本是1.2.1。NVMe实际上是一种通讯协议，在通讯协议里是应用层，它使用PCIe协议作为数据和链路层。如下：

NVMe是为SSD而生。在此之前SSD都用SATA接口。有人会好奇SATA也是串行接口，为啥还要创造个新的接口。SATA接口采用AHCI规范，其已经成为制约SSD速度的瓶颈。AHCI只有1个命令队列，队列深度32；而NVMe可以有65535个队列，每个队列都可以深达65536个命令。NVMe也充分使用了MSI的2048个中断向量优势，延迟大大减小。

战力分析

介绍完了两位猛将，我们来看看他们的装备。因为他们都基于NAND Flash技术，我们就从他们的区别最明显的部分比起。

1。坐骑

秦琼坐下黄骠马，入选唐朝七骏图。关公胯下赤兔马，人中龙凤，马中赤兔。都是大名顶顶。坐骑是速度的保证，要不关二爷也做不到温酒斩华雄。协议的带宽也是速度的象征，UFS采用两条lane，2.1的最大带宽为11.6Gbps，约为1200MB/s,如下图：

NVMe链路层采用PCIe，目前PCIe是3.0，一般采用4条lane，如果你看过前面我们PCIe的介绍（传送门：深入PCI与PCIe之一：硬件篇 - 知乎专栏），我们就知道带宽是4000MB/s，如下图：

就算2个lane，也是2000MB/s，>1200MB/s。看来黄骠马跑不过赤兔马啊。有人说不公平，UFS 3.0要来了，速度会加倍，如下图：

可是PCIe 4.0也会在今年面世，相信最需要带宽的NVMe会立刻采用，PCIe 4.0 * 4 lane的带宽将达到恐怖的8000MB/s，两个lane也有4000MB/s。完全是碾压式的。

2。武器

秦琼手拿两根四棱金装熟铜锏，关羽手持青龙偃月刀。兵器的好坏也决定PK的强弱。UFS采用UCS命令集，它是SCSI命令的一个子集。NVMe采用为NAND flash量身定制的精简ATA命令集，大大减少命令的复杂度，恐怖的命令队列数目和深度又保证了4K小文件的迅速读写。两者相比UFS命令集和理论处理能力上又大大落于下风。看来还是青龙偃月刀厉害啊。

实战

闲话休提，是骡子是马拉出来溜溜！PK是打出来的，不是说出来的。我们来看看实际的benchmark:

某厂UFS 2.1:

最高的我们算作800MB/s。

苹果iphone 6s plus 128GB版本：

benchmark网站测试结果。

顺序读：1840MB/s。顺序写：279MB/s

三星950 pro 512GB M.2 NVMe

最后，我们欣赏一下三星的性能王：

结语

看来关二爷勇冠三军啊，是不是关二爷一定会越来越好，步入人生巅峰呢？造化弄人，历史上秦琼秦叔宝辅佐李唐立国，配享凌烟阁，富贵而终，甚至变成门神。而我们公认勇武的关羽关二爷却败走麦城，掉了脑袋，只能在关帝庙里吸食些香火。市场欢迎的技术才是好技术，而谁又能真正准确预测市场呢？

滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。

是非成败转头空。
青山依旧在，几度夕阳红。
白发渔樵江渚上，惯看秋月春风。
一壶浊酒喜相逢。
古今多少事，都付笑谈中。