© 2021 UPDATED
Smartphones

UFS 3: Das ver­birgt sich hin­ter dem schnel­len Speicher

Zu den berühmtesten Vertretern der Geräte mit UFS gehört wohl das Samsung Galaxy S21 Ultra 5G. Das Unternehmen gehört zu den treibenden Kräften hinter dem Standard.

Geht es um digi­ta­len Spei­cher, kocht so man­cher Her­stel­ler sein eige­nes Süpp­chen. Kein Wun­der, wol­len die Unter­neh­men doch immer ein klei­nes biss­chen mehr bie­ten als der Rest. Unter­schied­li­che Stan­dards sor­gen aber eher für Ver­wir­rung und benö­ti­gen eine auf­wen­di­ge, indi­vi­du­el­le Ent­wick­lung. Mit dem Uni­ver­sal Flash Sto­rage (UFS) soll sich das ändern. Mitt­ler­wei­le gibt es den in der drit­ten Genera­ti­on. Was genau der Spei­cher kann, wo er zum Ein­satz kommt und wo die Unter­schie­de zu ande­ren Spei­cher­ar­ten lie­gen, erfährst du hier.

UFS: Was ist das nun eigentlich?

Wie oben schon beschrie­ben, steht die Abkür­zung UFS für „Uni­ver­sal Flash Sto­rage“ – also zu deutsch „uni­ver­sel­ler Flash-Spei­cher“. Grund­sätz­lich kommt Flash-Spei­cher heu­te in zahl­rei­chen Sys­te­men zum Ein­satz. Die Tech­nik beschreibt digi­ta­le Spei­cher­bau­stei­ne, die eine nicht­flüch­ti­ge Spei­che­rung ermög­li­chen. Was zunächst kom­pli­ziert klingt, ist rela­tiv ein­fach erklärt. Ein digi­ta­ler Spei­cher sichert Daten nicht abtast­bar, etwa in Form einer Dis­ket­te oder CD, son­dern in Zah­len­rei­hen. „Nicht­flüch­tig“ bedeu­tet, dass die Daten auch dann erhal­ten blei­ben, wenn das damit aus­ge­stat­te­te Gerät nicht in Betrieb oder mit Strom ver­sorgt ist. Ein gutes Bei­spiel für sol­chen Spei­cher ist etwa ein USB-Stick, der ja schließ­lich auch ohne Anschluss an einen Rech­ner, das Strom­netz und ohne eine Bat­te­rie dei­ne Daten digi­tal sichert.

Flash-Spei­cher ist aller­dings nicht gleich Flash-Spei­cher, denn es gibt unter­schied­lichs­te Bau­ar­ten und Stan­dards. Genau sol­che Unter­schie­de sind in der Tech­nik-Welt aber immer wie­der ein Pro­blem. In ers­ter Linie geht es dabei um die Ent­wick­lung. For­schen meh­re­re Her­stel­ler an der Ver­bes­se­rung unter­schied­li­cher Tech­no­lo­gien, sorgt das am Ende für einen lang­sa­me­ren Fort­schritt und hohe indi­vi­du­el­le Kos­ten. Des­halb stre­ben gro­ße Unter­neh­men nicht sel­ten gemein­sa­me Stan­dards an. Hier tei­len sie sich die Kos­ten und kom­men durch die gesam­mel­te Exper­ti­se auch schnel­ler vor­an. Aus die­sem Gedan­ken ent­stand schließ­lich auch UFS: Unter der Lei­tung der JEDEC Solid Sta­te Tech­no­lo­gy Asso­cia­ti­on, frü­her „Joint Elec­tron Device Engi­nee­ring Coun­cil“, schlos­sen sich Nokia, Micron Tech­no­lo­gy, Sam­sung, Sony Erics­son, Span­si­on, STMi­cro­ele­tro­nics und Texas Instru­ments zusam­men, um einen uni­ver­sel­len Stan­dard zu entwickeln.

Bereits im Jahr 2011 ent­stand des­sen ers­te markt­rei­fe Ver­si­on. Zunächst ging es nur um den Spei­cher selbst, der fest ver­baut vor allem in Mobil­ge­rä­ten wie Smart­pho­nes, Tablets, Note­books, Digi­tal­ka­me­ras und mehr zum Ein­satz kommt. Fünf Jah­re spä­ter erreich­te auch eine Spei­cher­kar­te den Markt. Sie ähnelt einer microSD-Kar­te, mit Aus­ker­bun­gen in For­men einer Haiflos­se und eines Buckels. Den Durch­bruch haben die UFS-Spei­cher­kar­ten, zumin­dest außer­halb des Sam­sung-Kos­mos, aber bis­her noch nicht so rich­tig geschafft.

UFS 3.0: Die aktu­el­le Genera­ti­on des Standards

Eine immer grö­ße­re Rol­le spielt UFS als inte­grier­ter Spei­cher „embed­ded UFS“ (eUFS). Gera­de Smart­pho­nes sol­len davon pro­fi­tie­ren. Denn: UFS ermög­licht gleich­zei­ti­ges Lesen und Schrei­ben von Daten mit hohen Geschwin­dig­kei­ten bei gerin­gem Ener­gie­ver­brauch. Die Spe­zi­fi­ka­tio­nen der drit­ten Genera­ti­on, also Ver­si­on UFS 3.0, hat JEDEC Anfang 2018 ver­öf­fent­licht. Dem­nach soll der Stan­dard in ers­ter Linie höhe­re Daten­ra­ten von bis zu 11,6 Giga­bit pro Sekun­de (Gbit/s) errei­chen. Umge­rech­net sind das 1.450 Mega­byte pro Sekun­de (MB/s). Das gelingt etwa durch die Inte­gra­ti­on einer Schnitt­stel­le der Mobi­le Indus­try Pro­ces­sor Infer­face Alli­an­ce (MIPI). In der Pra­xis schafft der Spei­cher sol­che Wer­te aber nur beim Lesen. Im Schreib-Modus kommt bei­spiels­wei­se der eUFS-Spei­cher von Sam­sung auf rund 410 MB/s. Vie­le wei­te­re Ver­bes­se­run­gen sol­len hin­ge­gen dafür sor­gen, dass der UFS 3.0 noch uni­ver­sel­ler kom­pa­ti­bel ist und etwa bes­ser mit unter­schied­li­chen Tem­pe­ra­tu­ren umge­hen kann.

UFS 3.1: Klei­ne Ver­bes­se­run­gen für mehr Leistung

Die Ver­si­on 3.1 ist eine ers­te Ver­bes­se­rung der aktu­el­len Genera­ti­on. Sie steht seit Anfang 2020 zur Ver­fü­gung und bringt drei grund­le­gen­de Neue­run­gen mit:

Wri­te Boos­ter: Dahin­ter steckt eine Tech­nik, die etwa auch bei SSDs zum Ein­satz kommt. Sie ermög­licht in der Theo­rie eine zeit­wei­li­ge Erhö­hung der Datenrate.

DeepS­leep: Ein Ener­gie­spar­mo­dus, der gera­de Gerä­ten hel­fen soll, in denen sich der Spei­cher die Ener­gie­zu­fuhr mit vie­len ande­ren Kom­po­nen­ten tei­len muss.

Per­for­mance Thrott­ling Noti­fi­ca­ti­on: Der Spei­cher kann mel­den, wenn die Geschwin­dig­keit durch zu hohe Tem­pe­ra­tu­ren gedros­selt ist.

Natür­lich klingt gera­de die erhöh­te Geschwin­dig­keit durch den Wri­te Boos­ter bei UFS 3.1 inter­es­sant. Details dazu hat JEDEC aller­dings nicht genannt. Wel­chen Schub die Tech­nik der Per­for­mance ver­lei­hen kann, zeig­te dann erst Sam­sung. Das Unter­neh­men stell­te im März 2020 sei­nen eUFS-Spei­cher der Ver­si­on 3.1 vor. Der kommt mit dem Wri­te Boos­ter auf bis zu 1.200 MB/s beim Schrei­ben. Das ent­spricht in etwa der drei­fa­chen Geschwin­dig­keit von eUFS 3.0.

Gerä­te: Hier fin­dest du UFS 3 bereits

UFS ist gera­de für Gerä­te inter­es­sant, die Spei­cher mit einer gerin­gen Bau­grö­ße, mög­lichst hohen Geschwin­dig­kei­ten und einem nied­ri­gen Ver­brauch benö­ti­gen. Da ver­wun­dert es kaum, dass er bevor­zugt in Smart­pho­nes Anwen­dung fin­det. Das ers­te mit der Tech­nik aus­ge­stat­te­te Gerät die­ser Art war das Sam­sung Gala­xy S6. Seit­dem setzt Sam­sung auf UFS und ver­baut die aktu­el­le Ver­si­on auch in sei­ner S21-Rei­he. Auch OnePlus ver­wen­det den Spei­cher in sei­nen Han­dys, ange­fan­gen mit den Gerä­ten OnePlus 7 und OnePlus 7 Pro.

UFS-Spei­cher­kar­ten las­sen sich etwa in man­chen Note­books von Sam­sung nut­zen und erwei­tern so den inter­nen Spei­cher. Exper­ten spe­ku­lier­ten vor der Vor­stel­lung der S21-Rei­he, dass die­se Mög­lich­keit viel­leicht auch dort bestehen könn­te. Doch das Gala­xy S21, S21 Plus und S21 Ultra ver­zich­ten sogar kom­plett auf einen Slot für Speicherkarten.

Pas­send dazu 
Jetzt kaufen 

UFS 3.1: Ver­gleich zu eMMC 5.1 und NVMe

Aktu­ell exis­tie­ren, gera­de auf dem Smart­pho­ne-Markt, drei kon­kur­rie­ren­de Arten von inter­nen Spei­cher-Stan­dards. Da wäre eUFS 3.1, die „embed­ded Mul­ti­Me­dia Card“ (eMMC) 5.1 und „Non-Vola­ti­le Memo­ry Express“ (NVMe). Zwar gibt es auf dem Markt unzäh­li­ge Gerä­te, aller­dings lässt sich die Ver­tei­lung grob wie folgt erklären:

  • eUFS 3.1 nut­zen in ers­ter Linie aktu­el­le Smart­pho­nes von Sam­sung und OnePlus,
  • eMMC 5.1 nut­zen sehr vie­le Smart­pho­nes, gera­de der nied­ri­gen und mitt­le­ren Preisklasse,
  • NVMe nut­zen die iPho­nes von Apple.

Natür­lich fin­dest du UFS auch in Lap­tops, Tablets und mehr. NVMe ist heu­te auch häu­fig in Lap­tops und Rech­nern ver­baut oder nach­rüst­bar. Die bes­te Ver­gleich­bar­keit lässt sich aber eben über Smart­pho­nes her­stel­len. Für dich dürf­te die Per­for­mance eine gro­ße Rol­le spie­len. Genau hier sind auch teils gro­ße Unter­schie­de zu erkennen:

Spei­cherUFS 3.1eMMC 5.1NVMe
Kom­mu­ni­ka­ti­onSchrei­ben und lesen (gleich­zei­tig)Schrei­ben oder lesen (abwech­selnd)Schrei­ben und lesen (gleich­zei­tig)
Sequen­ti­el­les Lesen2.100 MB/s250 MB/s2.150 MB/s
Sequen­ti­el­les Schreiben1.200 MB/s125 MB/s1.550 MB/s
Zufäl­li­ges Lesen100.000 IOPS11.000 IOPS300.000 IOPS
Zufäl­li­ges Schreiben70.000 IOPS13.000 IOPS100.000 IOPS

IOPS = Ein- und Aus­ga­be­ope­ra­tio­nen pro Sekun­de. Das ist ein Stan­dard-Mess­wert dafür, wie schnell ein Spei­cher gemisch­te Auf­ga­ben (zufäl­li­ges Lesen/Schreiben) verrichtet.

Beden­ke bei der Tabel­le oben jedoch, dass sich die Wer­te für NVMe auf einen ent­spre­chen­den Spei­cher von Sam­sung mit 512 GB Kapa­zi­tät bezie­hen. Apple gibt die genau­en Wer­te für sei­ne Smart­pho­nes nicht an.

UFS 4.0: Wie geht es mit UFS weiter?

Bei Spei­cher braucht es schnel­le Fort­schrit­te, um die immer kom­ple­xe­ren Auf­ga­ben in kur­zer Zeit bewäl­ti­gen zu kön­nen. Obwohl UFS 3.0 noch nicht wirk­lich alt ist, dürf­ten die Unter­neh­men im Hin­ter­grund bereits an UFS 4.0 arbei­ten. Vor­aus­sicht­lich im Jahr 2022 soll die neue Ver­si­on zur Ver­fü­gung ste­hen. Durch das Imple­men­tie­ren von neu­en Tech­no­lo­gien könn­ten Effi­zi­enz und Lang­le­big­keit wie­der einen Sprung nach vor­ne machen. Im Fokus ste­hen aber natür­lich höhe­re Geschwin­dig­kei­ten. Gerüch­ten zufol­ge springt die Daten­ra­te sogar auf maxi­mal 4.800 MB/s. Die tat­säch­li­chen Spe­zi­fi­ka­tio­nen gilt es aller­dings noch abzuwarten.

Disclaimer Die OTTO (GmbH & Co KG) übernimmt keine Gewähr für die Richtigkeit, Aktualität, Vollständigkeit, Wirksamkeit und Unbedenklichkeit der auf updated.de zur Verfügung gestellten Informationen und Empfehlungen. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die offiziellen Herstellervorgaben vorrangig vor allen anderen Informationen und Empfehlungen zu beachten sind und nur diese eine sichere und ordnungsgemäße Nutzung der jeweiligen Kaufgegenstände gewährleisten können.

Time to share:  Falls dir dieser Artikel gefallen hat, freuen wir uns!