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Non tutte le memorie Flash sono uguali. Potrebbe anche sembrare un'ovvietà, ma le differenze tra le varie tipologie di memoria a stato solido oggi disponibili sul mercato sono così marcate che, spesso, gli utenti finali credono si tratti di prodotti che hanno nulla a che fare l'uno con l'altro. Si prenda, ad esempio, un disco SSD (Solid State Disk, ovvero "disco a stato solido") e una pennetta USB: anche se entrambe svolgono una funzione simile (archiviazione dati) sono pochi quelli che immaginano che all'interno queste due componenti sono fatte (più o meno) allo stesso modo.
Le differenze sono legate, principalmente, all'utilizzo che si fa della memoria. Un disco SSD, oltre a essere capiente, deve essere anche sufficientemente veloce per garantire un boost prestazionale del computer. Una pennetta USB, invece, può funzionare anche a velocità inferiori: l'importante è che sia capiente e affidabile. Discorso analogo per le varie schede di memoria oggi in circolazione: a seconda dell'utilizzo, hanno forma e funzionalità differenti.
Ed è proprio sfruttando questa estrema versatilità che i produttori di memorie Flash hanno realizzato diverse tipologie di dispositivi d'archiviazione più economici dei "soliti" hard disk esterni, ma ugualmente utili. Si prendano, ad esempio, le memorie eMMC e le memorie UFS che, negli ultimi anni, hanno guadagnato ampissime fette di mercato nel settore dei supporti di archiviazione per smartphone e altri dispositivi mobili.
Cosa sono e come funzionano le memorie eMMC
Erede delle schede MMC, la memoria eMMC (acronimo di embedded MultiMediaCard, "card multimediale incorporata" in italiano) è un modulo di memoria Flash molto semplice (è composto da appena tre elementi) che trova spazio all'interno di dispositivi dalle dimensioni ridotte. Si tratta, di fatto, di una scheda MMC saldata direttamente sulla scheda madre (o scheda logica) del device ed è formata dal chip di memoria Flash, dal controller e dall'interfaccia eMMC (che consentono alla memoria di comunicare con le altre componenti hardware). Questa "organizzazione interna" consente ai produttori di memoria eMMC di raggiungere due obiettivi: abbassare i prezzi di realizzazione e diminuire sensibilmente le dimensioni del modulo di archiviazione. L'utilizzo di questo supporto, con controller e interfaccia integrate nello stesso chip, fa sì che il processore non debba occuparsi di compiti di basso livello e possa dedicare la potenza di calcolo "risparmiata" ad altre attività.
Con queste caratteristiche, le memorie eMMC trovano grande applicazione nel mondo dei dispositivi mobili. Pur non garantendo, in termini di velocità di scrittura/lettura dei dati, le stesse prestazioni di un disco SSD, le embedded MultiMediaCard sono affidabili e veloci e sono la soluzione ideale per smartphone low cost, tablet, navigatori satellitari e altre decine di device portatili.
Cosa sono e come funzionano le memorie UFS
Tra gli ultimi standard a esser stati realizzati dal JEDEC Solid State Technology Association, le memorie UFS (acronimo di Universal Flash Storage) possono essere considerate come il futuro dell'archiviazione dati mobile. Al loro sviluppo hanno lavorato giganti del mondo dell'elettronica come Nokia, Sony Ericsson, Texas Instruments, STMicroelectronics, Samsung, Micron, SK Hynix e sono state ideate per prendere il posto di altri formati standard di grande successo come eMMC e schede SD.
Anche in questo caso, il chip contiene sia il modulo di memoria Flash utilizzato per archiviare i dati, sia controller e interfaccia di controllo e comunicazione. L'UFS garantisce ottime performance in lettura e scrittura (fino ad arrivare agli 11,3 gigabit al secondo della versione 2.0) e consumi elettrici estremamente contenuti.
Con queste caratteristiche, non è un caso che le memorie UFS siano montate all'interno di smartphone, videocamere digitali (e dispositivi mobili in genere) di ultima generazione. Grazie alla loro velocità e a una grande ampiezza di banda di trasmissione dati, infatti, supportano alla perfezione applicazioni "pesanti" come quelle dedicate alla registrazione e alla riproduzione di contenuti in alta e ultra alta definizione.
Differenze tra eMMC e UFS
Nonostante siano "contemporanee" (lo sviluppo dei due formati procede, infatti, su due binari paralleli), è opinione comune che le memorie UFS soppianteranno le memorie eMMC, quanto meno nei modelli di punta dei maggiori produttori di smartphone e dispositivi mobili. Samsung, ad esempio, ritiene le memorie UFS fondamentali per lo sviluppo dei suoi smartphone top di gamma: le prestazioni offerte, infatti, sono paragonabili (secondo il gigante sudcoreano) a quelle di un disco SSD e consentono di realizzare dispositivi sempre più potenti e veloci. Il tutto con un consumo elettrico inferiore del 50% rispetto a quello delle memorie embedded.
Un gap frutto di differenti strategie in fase di lettura e scrittura e di una differente gestione del carico di lavoro. Ma andiamo con ordine. Il bus dell'interfaccia di una memoria eMMC è costituito da diversi canali di comunicazione capaci di scambiare dati in parallelo: il processore è in grado di accedere più volte in contemporanea ai dati presenti nella memoria, ma in un unico verso. Ciò vuol dire che mentre è in corso la lettura dei dati, il SoC non potrà scrivere e viceversa. Le memorie UFS, invece, hanno un unico canale, ma bidirezionale: le operazioni, dunque, avvengono sequenzialmente, ma il SoC può accedere in lettura e scrittura nello stesso momento. Ciò consente di rendere più efficienti i carichi di lavoro e velocizzare tutto il processo di esecuzione delle operazioni.
Le memorie UFS, inoltre, adottano la gestione Command Queue (abbreviata in CQ), che consente di eseguire lettura e scrittura dei dati seguendo un ordine di importanza. C'è dunque una priorizzazione alla base, che consente di svolgere prima le operazioni più importanti e poi via, a scalare nella "scala gerarchica" del SoC. Una funzionalità non disponibile nelle memorie eMMC, dove le operazioni sono svolte seguendo un mero ordine temporale: bisogna dunque attendere che un processo sia terminato prima di passare al successivo anche nel caso in cui quest'ultimo abbia un'importanza e un'urgenza superiore al precedente.
