當我們談論手機速度快時，我們幾乎總是想到處理器或內存，但我們很少意識到內部儲存的類型與晶片同樣重要。 手機運行速度快和運行速度慢的區別在於它使用的是 eMMC、UFS 還是 NVMe。以及該技術的特定版本。
如果你曾經注意到你的智慧型手機打開圖庫需要很長時間，大型應用程式載入緩慢，或者備份似乎永遠也做不完，那麼瓶頸很可能不是 CPU，而是內部記憶體。 了解 eMMC 是什麼、UFS 是什麼、NVMe 在這一切中扮演什麼角色，以及它們如何影響日常表現。 它能幫助你更好地選擇下一部手機，並了解你現有手機的表現表現。
什麼是eMMC？為什麼它已被視為入門技術？
eMMC 一詞源自 嵌入式多媒體卡這是由舊式 MMC 卡演變而來，最終發展成為現在的 SD 卡。 eMMC本質上是一個直接焊接在主機板上的NAND快閃記憶體模組。 設備包括：手機、平板電腦，甚至一些非常便宜或超緊湊的筆記型電腦。
在本質上， eMMC 的功能類似於「焊接式 SD 卡」。它簡單、經濟，佔用空間很小，非常適合廉價或小型計算機，但作為交換，它放棄了我們在 SSD 或 UFS 等更現代的解決方案中看到的許多優化。
目前最廣泛使用的規範是eMMC 5.1A， 理論上，它的順序讀取速度可以達到約 400 MB/s。與老式機械硬碟相比，這些數據乍看之下還不錯。然而，實際情況是，這些最高速度很少能達到，最重要的是，其隨機讀寫速度（即作業系統持續進行的小塊資料讀寫操作）遠低於其他技術。
主要原因是 eMMC的通道數和儲存閘數都較少。因此，它實際上能夠並行處理的資料量較小。此外，它缺乏SSD和UFS中常見的先進控制器、複雜韌體、多記憶體晶片和其他改進。所有這些都導致載入時間更長，多任務處理效能更差。
就容量而言，eMMC 的典型範圍為 4 GB 至 256 GB，儘管 在預算型手機和平板電腦中，儲存容量通常在 32 至 128 GB 之間。它經常出現在一些低成本設備中，例如某些非常基本的筆記型電腦（例如，一些配備 64 GB eMMC 的 Microsoft Surface Laptop Go）或價格實惠的平板電腦，在這些設備中，價格優先於純粹的性能。
在消費者層面， eMMC 通常比高效能 SSD 功耗更低。正是因為它更簡單、性能更低。無論是固態硬碟 (SSD) 或 eMMC，NAND 快閃記憶體單元的寫入次數都是有限的，但實際上，eMMC 的耐用性通常足以滿足廉價設備的使用壽命，因為這些設備往往在達到寫入次數上限之前，效能或容量就已經不足了。
簡而言之， eMMC 是一種經濟且緊湊的解決方案。 雖然eMMC儲存技術在基本裝置上表現良好，但對於智慧型手機和其他需要流暢效能、多工處理或大容量儲存空間的裝置來說，它就遠遠不夠用了。因此，如果您希望手機能夠使用多年而不會遇到任何問題，那麼購買搭載eMMC儲存技術的新手機就越來越不明智了。
什麼是UFS：行動世界的“SSD”
UFS代表 通用閃存即通用快閃記憶體儲存。 UFS是目前幾乎所有中高階安卓手機普遍採用的儲存記憶體標準。而且它也開始出現在其他設備中，例如數位相機、高級平板電腦或汽車系統。
簡而言之， UFS之於行動設備，就如SSD之於電腦。與舊式儲存技術（例如行動裝置中的eMMC和PC中的機械硬碟）相比，這項技術實現了巨大的飛躍，擁有更快、更有效率的介面。從第一代開始，它的速度就比eMMC快了三倍，而且每一代新版本都在頻寬、能源效率和功能方面不斷提升。
就像固態硬碟一樣， UFS是基於NAND快閃記憶體的但關鍵在於它使用的介面。與eMMC那種「單雙工」（只能讀取或寫入，不能同時在同一通道上進行）不同，UFS使用了一種介面。 全雙工這意味著它可以同時進行資料讀寫操作。這極大地提高了多任務處理能力，並在同時處理多個小型操作時減少了停機時間。
UFS 的內部架構借鑒了電腦領域的理念。 它基於 SCSI 命令模型，並支援帶有標籤的命令佇列。這使得作業系統可以同時發送多個讀寫請求，而無需等待一個請求完成即可啟動下一個。實際上，當檔案正在下載、更新正在安裝或備份正在背景執行時，開啟應用程式時系統會更加流暢。
除了性能之外， UFS的設計目標是消耗極少的能源。這對於手機和相機來說至關重要，因為每一毫安培的電流都至關重要。最新版本成功地將極高的速度與極低的功耗結合起來，因此手機不僅運行速度更快，而且存取資料時消耗的電量也更少。
UFS在手機上有什麼用途？
UFS基本上是 智慧型手機的內建硬碟手機上儲存的所有內容都要經過那裡：照片、影片、音樂、下載的檔案、應用程式資料、系統更新…每次打開相機、啟動應用程式或開啟手機時，都會大量使用 UFS 儲存。
因為它是專為行動裝置設計， UFS 在實際應用場景中優先考慮讀取和寫入速度。重要的不僅是它能完成多少順序讀取，而是當系統同時執行上千件事時它的響應速度：更新應用程式、載入圖庫縮圖、寫入快取以及從你剛剛打開的應用程式中讀取資料。
這些好處在許多日常行為中都能明顯反映出來： 手機開機速度更快，應用程式幾乎瞬間打開，照片保存也毫無延遲。即使是連拍或錄製高解析度視頻，介面操作也更加流暢，因為系統載入圖形、圖標、動畫和應用程式內容所需的時間更短。
另一個關鍵因素是能源消耗。 由於效率更高，UFS傳輸相同數據所需的能量更少。這意味著更長的電池續航時間，尤其是在錄製 4K/8K 影片、玩大型遊戲或執行完整備援等高強度任務時。
UFS 的演變和版本
從UFS的最初概念到目前的版本，它經歷了相當漫長的發展。 UFS路線圖顯示，其速度、安全性和效率將穩定提升。並設定了非常明確的里程碑。
- 2010 年：UFS 標準由負責的協會（UFSA / JEDEC）提出。
- 2012 年：UFS 1.1 發布，首批商業應用問世。
- 2013 年：UFS 2.0 提高了鏈路頻寬，增加了安全性，並降低了功耗。
- 2018 年：UFS 3.0 再次提高了每線的傳輸速率，並且出現了 eUFS（嵌入式 UFS），旨在直接整合到裝置板中。
- 2020 年：UFS 3.1 成為高階手機中最普及的版本，與 3.0 相比，速度和效率都有了很大的提升。
- 2022 年：三星發表 UFS 4.0，與 UFS 3.1 相比，效能提高了一倍，安全性和功耗也得到了改善。
在實踐中， 目前大多數中高階安卓手機都使用UFS 3.1快閃記憶體。雖然最新的旗艦手機開始向 UFS 4.0 過渡，但價格更實惠的機型可能仍然使用較舊的 UFS 甚至 eMMC 存儲，如果您想要一部運行相對流暢的手機，最好避免選擇這種存儲方式。
UFS 3.1是什麼？與之前的版本相比，它有哪些改進？
UFS 3.1 曾經是高階安卓裝置的基準標準。 與UFS 3.0相比，此版本主要專注於提升效能並降低功耗。始終秉持同樣的理念：高傳輸速度、低延遲和低能耗。
UFS作為一種規範， 它充分利用了 PC SATA 介面的優勢，並結合了 eMMC 典型的低功耗特性。它不僅提高了速度，還增加了命令隊列管理、優先順序、改進的錯誤糾正機制以及多任務優化等高級功能。
多虧了這種方法， UFS 3.1 大幅加快了啟動速度、資料複製速度和應用程式安裝速度。 與前幾代產品相比，這意味著用戶可以更流暢地播放高品質視頻，在後台下載數據的同時暢玩大型遊戲，或者同時運行多個應用程式而不會出現明顯的卡頓。
這不僅限於手機： 汽車應用也受惠於UFS現代汽車整合了多個攝影機和感測器，會產生大量數據。擁有快速可靠的記憶體可以避免駕駛輔助系統、連續錄影或進階導航系統出現瓶頸。
UFS 4.0：行動儲存的新飛躍
UFS 4.0 是三星推出最新一代的通用快閃記憶體儲存技術，目前已在高階產品領域廣泛應用。 它承諾能將UFS 3.1的性能提升一倍。維持甚至提高能源效率。
為拿到它，為實現它， 三星採用第七代V-NAND快閃記憶體 V-NAND 結合了專有的最佳化控制器，將儲存單元垂直堆疊成多層，與傳統的平面 NAND 相比，能夠在更小的空間內實現更大的容量、更快的速度和更高的耐用性。
在接口層面， UFS 4.0 每個頻道可提供高達 23,2 Gbps 的傳輸速度而且由於它具有雙通道，因此可以同時處理兩個資料流，這在實際應用中意味著頻寬是 UFS 3.1 的兩倍。這在密集型讀寫任務中尤其明顯。
三星用具體數字表示： UFS 4.0 的順序讀取速度最高可達 4.200 MB/s，順序寫入速度最高可達 2.800 MB/s這與UFS 3.1的約2.100 MB/s和1.200 MB/s的讀寫速度形成鮮明對比。這代表著重大飛躍，使行動儲存的效能更加接近許多桌面固態硬碟的效能。
另一個關鍵點是能源效率： UFS 4.0 每毫安時可達到約 6,0 MB/s 的傳輸速度。與傳輸相同資料量時，UFS 3.1 相比，這種快閃記憶體方式可節能約 46%。換句話說，它不僅速度快一倍，而且執行相同任務時消耗的電量也顯著減少。
就物理設計而言， UFS 4.0 保持了極其緊湊的尺寸它的尺寸僅為長 11 毫米、寬 13 毫米、高 1 毫米。儘管體積小巧，卻能支援高達 1TB 的儲存容量，超越了以往 512GB 的典型限制。這對於越來越多錄製 4K/8K 影片和儲存數十 GB 遊戲的手機來說，堪稱完美之選。
安全狀況也有所改善： 三星聲稱，UFS 4.0 將保護敏感資料的容量幾乎翻了一番。例如密碼、識別碼或支付密鑰。這不僅僅是速度的問題，更重要的是提高抵禦攻擊或未經授權存取的能力。
在安卓手機上，UFS 4.0 相比 UFS 3.1 有哪些優勢？
從紙上看，UFS 4.0 的各項數據都非常出色，但重要的是它們在實際應用中的效果如何。 額外的頻寬在遊戲加載時間、打開大型應用程式和複製大型檔案方面表現得非常明顯。例如視訊和本地備份。
如果你喜歡有挑戰性的遊戲， UFS 4.0 顯著縮短了關卡和紋理的載入時間。這樣一來，系統就可以在你繼續玩遊戲的同時在背景下載資料。對於像從 Play 商店安裝幾 GB 的遊戲這類任務，你會發現速度明顯更快。
在攝影和視訊領域， 更高的寫入速度可以錄製高解析度、高位元率的影片。 （4K、8K、慢動作）拍攝不會成為記憶體瓶頸。它也改善了長時間連拍RAW格式照片的體驗，這在配備強大相機的高階手機中越來越常見。
由於能源效率更高， 高強度多工消耗的電池電量較少同時使用多個應用程式、在遊戲和社群媒體之間切換或進行後台備援對電池續航時間的影響並不顯著。這一點在 5G 手機上尤其重要，因為 5G 手機的數據機本身功耗就很高，節省的每一分儲存空間都至關重要。
除了手機之外， UFS 4.0 可以為虛擬實境和擴增實境裝置、先進的穿戴式裝置和汽車系統帶來好處。三星指出，這種高頻寬、低功耗的組合非常適合VR/AR頭顯或MetaQuest系列等需要不間斷傳輸紋理和感測器資料的裝置。
UFS 4.0 何時推出？哪些手機正在使用它？
三星UFS 4.0的量產大約在2022年第三季開始， 首批搭載這種記憶體的商用手機從 2023 年開始出現。與以往一樣，這項技術首先在高檔產品中普及，然後逐漸擴展到價格較親民的機型。
從 Galaxy S23 系列開始， 三星一直在其旗艦設備中整合UFS 4.0。 （儘管部分低容量型號仍採用 UFS 3.1，具體取決於配置）。其他廠商，例如 OnePlus、小米、Google或 OPPO，很可能也會在其近期的高階產品系列中採用 UFS 4.0，正如我們在 OnePlus 11 或更高階的 Pixel 機型中所看到的那樣。
關於價格， UFS 4.0晶片的初始價格比之前的解決方案略高。因此，在最初幾年，我們只會看到這項技術應用於高階手機。隨著時間的推移，隨著產能的提升和成本的降低，它將逐步進入中端市場，就像UFS 3.1一樣。
行動裝置中的NVMe：蘋果的做法
雖然UFS在Android平台上佔據主導地位， 蘋果公司押注NVMe將用於iPhone的內部儲存。.NVMe（非易失性存儲器 Express) 是一種最初為透過 PCI Express 連接到電腦的 SSD 設計的協議，後來被應用於其他裝置。
最大的差別是 NVMe設計用於充分利用PCIe連線。憑藉數十個命令隊列和數千個並發請求，它能提供驚人的原始效能。在 iPhone 中，蘋果使用其自主研發的控制器，其概念與蘋果高階電腦固態硬碟 (SSD) 中使用的控制器非常相似，但針對行動環境進行了最佳化。
純粹從理論角度來看， NVMe 的原始效能通常比 UFS 更快。由於其更先進的架構和更多支援的佇列和通道，這種差異對於日常行動用戶的使用體驗來說並不總是那麼明顯，因為許多應用程式並沒有充分利用其潛力。
即便如此，許多使用者和分析師都認同： 如果我們比較一台經過良好優化的配備 NVMe 的 iPhone 和一台配備 UFS 4.0 的 Android 手機在某些情況下，蘋果的方案在持續性能和整體系統穩定性方面仍然具有優勢。然而，隨著UFS技術的不斷發展，這種差距正在縮小。
行動裝置中的UFS與NVMe：主要區別
從建築層面來看， UFS 和 NVMe 的主要區別在於，UFS 從一開始就是為行動裝置設計的。另一方面，NVMe 誕生於 PC 領域，後來才適應其他環境。
UFS優先考慮 低功耗和高瓦特效率這款晶片的介面設計便於整合到行動 SoC 中，並在性能、晶片尺寸和功耗之間實現了平衡，非常適合所有價位的 Android 智慧型手機，因為每一平方毫米和每一毫安都至關重要。
NVMe方面 它利用了高頻寬的PCIe連線。 它還擁有非常豐富的命令棧，以及許多並行佇列。這使得它能夠實現極快的速度，但如果調優不當，也可能變得更加複雜，並且能耗更高。在像蘋果公司這樣由他們自主設計硬體和軟體的受控環境中，這種協議的性能可以發揮到極致。
在日復一日的日子裡， 優質UFS 4.0和優質NVMe之間的感知差異 實際情況比資料所顯示的更好，因為許多常見任務（例如開啟 WhatsApp、查看電子郵件、瀏覽社群媒體）並不會佔用全部可用頻寬。然而，在傳輸大量數據、直接在手機上編輯影片或使用專業應用程式等高強度操作中，NVMe 的優勢就會更加明顯。
儲存類型如何影響實際效能
拋開縮寫詞和數字不談， 內在記憶的速度是流暢感的關鍵。就像電腦從機械硬碟到固態硬碟的飛躍是一場革命一樣，行動電話從 eMMC 到 UFS，以及從較舊的 UFS 版本到 3.1 或 4.0 等版本的轉變，標誌著一個轉折點。
實際上，快速儲存對以下方面有顯著影響： 載入應用程式並打開手機與使用 UFS 3.1 或 4.0 的系統相比，使用 eMMC 的系統啟動時間可能會長得多；打開遊戲或具有大量圖形資源的大型應用程式時也會出現相同的情況。
這一點在以下任務中也很明顯： 本地備份或還原行動設備如果您需要移動數十 GB 的照片、影片和應用程式數據，慢速儲存將使該過程花費更長時間，而使用下一代 UFS，等待時間將大幅減少。
另一種明顯的情況是當 打開圖庫或訊息應用程序，其中包含大量照片和影片。如果記憶體無法快速提供縮圖和數據，您會注意到畫面卡頓、載入時間過長，以及整體糟糕的使用者體驗。而使用性能良好的UFS硬碟，同樣的操作就會流暢得多。
消費也受到影響： 儲存速度慢會導致系統CPU長時間保持活躍狀態。 完成讀寫任務會消耗大量能源。這就是為什麼現代手機如此重視記憶體效率：這不僅是速度更快的問題，更重要的是在速度更快的同時降低能耗。
由於上述種種原因，許多「手機運行緩慢」的問題通常被人們歸咎於記憶體或處理器。 它們實際上源自於較弱的內在記憶。如今，除非預算非常緊張，否則不建議購買帶有 eMMC 的新設備，因為它的過時速度會比預期更快。
此外，這不僅僅是關於硬體： 管理這些儲存設備的控制器和軟體也具有巨大的影響力。就像在 Windows 或 macOS 中，NVMe SSD 的性能會因驅動程式或配置的不同而有所差異（例如，在某些情況下，禁用 Windows 中 NVMe 上的 BitLocker 可以大大提高性能），在 Android 中，每個製造商對系統和內存控制器的優化，使得技術規格中具有相同“縮寫”的手機之間存在顯著差異。
以Google的Tensor晶片（G1、G2、G3）為例， SoC 和所選記憶體類型的組合決定了功耗、發熱量和效能之間的平衡。他們本可以在某些產品系列中更早選擇 UFS 4.0，以實現更高的流暢性和效率，就像三星在其旗艦設備中使用自家內存一樣。
整體來看， eMMC、UFS 和 NVMe 在行動儲存領域構成了一種演進階梯。eMMC涵蓋了最基礎的儲存介質，UFS已成為安卓系統的主流標準，不同版本效能各異，而NVMe則是蘋果公司為提升iPhone效能而選擇的儲存媒體。了解手機內部的儲存結構，能讓你更能理解其效能表現，並展望未來幾年的發展趨勢。