Quando leggi le specifiche di uno smartphone avrai fatto caso che sono indicati due valori in GB, un valore più basso per la RAM interna dello smartphone e un valore più alto per l’unità di storage. L’unità di storage degli smartphone nel tempo ha avuto una sua evoluzione sia in termini di velocità che di capacità e si è passati in circa 15 anni dallo standard eMMC allo standard UFS, fino ad arrivare a UFS 4.0 e UFS 4.1.
Nel 2007 uno dei primi smartphone, HTC Touch (foto a sinistra) aveva solo la memoria interna ( 64 MB DDR ), l’unità di storage era opzionale e solo di tipo esterno (su SD card).
I primi smartphone con storage interno utilizzavano una memoria chiamata eMMC, basata sulla tecnologia NAND flash. Le eMMC di prima generazione raggiungevano circa 20 MB/s, mentre quelle più evolute arrivarono a circa 130 MB/s massimi in lettura e circa 40MB/s in scrittura.
UFS (Universal Flash Storage)
L’UFS è stato introdotto nel 2011 da un gruppo di aziende, tra cui Samsung, SanDisk, Intel e STMicroelectronics. Lo standard è stato sviluppato per soddisfare le esigenze di prestazioni sempre maggiori degli smartphone, che necessitavano di un modo per caricare app e giochi più velocemente e registrare video ad alta risoluzione in modo fluido.
Grazie ai continui aggiornamenti lo standard UFS ha quindi reso le memorie degli smartphone sempre più veloci e capienti. Questo ha permesso di supportare app più pesanti e funzioni all’avanguardia nel mondo mobile.
Vantaggi dell’UFS : da UFS a UFS 4.0
Nel 2011, un gruppo di aziende, tra cui Samsung, SanDisk, Intel e STMicroelectronics introdussero la tecnologia UFS (Universal Flash Storage), che offriva velocità di trasferimento molto più elevate rispetto le eMMC e da allora UFS è sempre stato lo standard di riferimento per lo storage degli smartphone.
La prima versione di UFS, offriva una serie di vantaggi rispetto alla NAND Flash, tra cui:
- Velocità di trasferimento più elevate: L’UFS 1.0 supportava velocità di trasferimento fino a 270 MB/s in lettura e 140 MB/s in scrittura massima, molto più veloce rispetto le eMMC.
- Maggiore affidabilità: L’UFS era progettato per essere più affidabile della NAND Flash, con una durata media di vita di 1.500 cicli di scrittura/cancellazione rispetto ai 100 cicli di scrittura/cancellazione della NAND Flash.
- Minore consumo energetico: L’UFS era progettato per consumare meno energia della NAND Flash, contribuendo ad estendere la durata della batteria dello smartphone.
Grazie ai continui aggiornamenti lo standard UFS ha quindi reso le memorie degli smartphone sempre più veloci e capienti. Questo ha permesso di supportare app più pesanti e funzioni all’avanguardia nel mondo mobile. Vediamo qual’è stata l’evoluzione dello standard UFS.
UFS 2.0/2.1 (2015)
Maggiore banda passante grazie a 2 lane, fino a 800/250 MB/s in lettura/scrittura. Supporto a memorie da 256GB.
UFS 3.0/3.1 (2019)
Balzo in avanti con velocità fino a 2,9/1,4 GB/s in lettura/scrittura. Supporto memorie fino a 1TB, con crittografia AES a basso consumo.
UFS 4.0 (2022)
Con un controller creato e progettato da Samsung, UFS 4.0 utilizza una V-NAND di settima generazione a 176 strati in grado di raggiungere velocità di lettura di circa 4.2 GB/s. Anche le velocità di scrittura ottengono un incremento a circa 2.8 GB/s. Le memorie storage possono avere una capacità massima di 1TB. Al momento solo i processori di ultima generazione MediaTek Dimensity 9200 e Snapdragon 8 Gen 2 possono avere lo storage UFS 4.0. Attenzione che non tutti gli smartphone con questi processori hanno necessariamente UFS 4.0, quindi guardare sempre con attenzione le specifiche.
UFS 4.1
Lo standard UFS 4.1 (Universal Flash Storage 4.1), ufficializzato dal JEDEC all’inizio del 2025, è progettato per spingere le prestazioni dei dispositivi mobili e automobilistici verso nuovi limiti.
Basato sulle specifiche MIPI M-PHY 5.0 e UniPro 2.0, il protocollo mantiene la larghezza di banda teorica di 46,4 Gbps (circa 5,8 GB/s complessivi su due corsie), ma introduce affinamenti cruciali rispetto alla versione 4.0 in termini di gestione dei dati e stabilità. Tra le innovazioni principali spicca il supporto ottimizzato per le memorie QLC (Quad-Level Cell), che permette di raggiungere capacità di archiviazione elevate (fino a 1 TB e oltre) in formati fisici estremamente ridotti, riducendo l’ingombro dei chip di circa il 15-20% e migliorando l’efficienza energetica del 7%.
Dal punto di vista funzionale, l’UFS 4.1 introduce funzionalità avanzate come la defragmentazione avviata dall’host, il ridimensionamento dinamico del buffer WriteBooster e il Pinned Partial Flush Mode, che insieme ottimizzano le velocità di scrittura sequenziale (con incrementi fino al 25%) e i tempi di risposta durante il multitasking intensivo.
Queste caratteristiche rendono l’UFS 4.1 un tassello fondamentale per l’esecuzione di modelli di linguaggio di grandi dimensioni (LLM) direttamente sul dispositivo (Edge AI), garantendo al contempo la robustezza necessaria per le applicazioni automotive, come i sistemi ADAS e l’infotainment di prossima generazione, capaci di operare in condizioni termiche estreme fino a 115°C.
UFS 5.0
Lo standard UFS 5.0 rappresenta l’apice tecnologico dell’archiviazione flash per dispositivi mobili: segna un salto generazionale senza precedenti rispetto alle iterazioni precedenti. Grazie all’implementazione delle specifiche MIPI M-PHY 6.0, questo protocollo è in grado di raddoppiare quasi la larghezza di banda dell’UFS 4.0, raggiungendo velocità di trasferimento teoriche che toccano i 10,8 GB/s complessivi.
Tale incremento prestazionale è risposta diretta alle esigenze dell’intelligenza artificiale generativa eseguita localmente (Edge AI), che richiede l’accesso istantaneo a enormi volumi di dati per caricare modelli di linguaggio complessi (LLM) senza latenze percepibili dall’utente.
Oltre alla pura rapidità, l’UFS 5.0 introduce innovazioni strutturali per migliorare drasticamente l’efficienza energetica, riducendo sensibilmente il calore generato durante le operazioni di scrittura intensiva e garantendo una maggiore autonomia della batteria. Questo standard si configura come l’infrastruttura fondamentale per supportare la prossima ondata di dispositivi flagship, rendendo possibili flussi di lavoro professionali, video in altissima risoluzione e un multitasking fluido che equipara l’esperienza d’uso di uno smartphone a quella di un computer con SSD NVMe di fascia alta.
Solo i chip di ultimissima generazione (Snapdragon 8 Gen 5, Dimensity 9500) hanno il controller di memoria necessario per sfruttare i 10 GB/s dell’UFS 5.0.
Gli storage UFS sono più veloci degli storage per PC ?
No, ci sono diversi SSD NVMe su PCIe Gen5, come il Phison PS5026 E26, che raggiungono velocità in lettura e scrittura superiori a 10GB/s (il Phison è tra i più veloci e si avvicina addirittura a 14GB/s). Le prestazioni di UFS 4.0 sono comunque comparabili a un buon SSD NVMe su PCIe Gen4 .
