بررسی فناوری حافظه داخلی در گوشی های تلفن همراه

حافظه داخلی، المانی ضروری و حتی می‌توان گفت حیاتی برای گوشی‌های هوشمند و کاربرانشان به حساب می‌آید. حتی در صورتی که گوشی هوشمند شما از کارت حافظه جانبی، بی‌بهره مانده باشد همچنان فضای ذخیره‌سازی داخلی را برای نگهداری فایل‌های سیستمی و برآورده کردن نیازهای اولیه، در اختیار دارد.

بسته به سیستم‌عاملی که روی دستگاه شما نصب شده، چندین و چند تراشه ذخیره‌سازی ممکن است در داخل گوشی شما استفاده شده باشد. این تراشه‌ها ممکن است چند فضای مستقل پارتیشن‌بندی شده را تشکیل دهند تا برای مقاصد مختلف نظیر ذخیره‌سازی اپلیکیشن‌ها، حافظه کش و فایل‌های سیستمی استفاده شوند.

در این مقاله از مجله اینترنتی دلفینیا مگ قصد داریم شما را با فناوری حافظه داخلی و کارت های حافظه جانبی آشنا کنیم.

عملکرد فناوری حافظه داخلی چگونه است؟

معمولاً تراشه‌ای که ذخیره‌سازی فایل‌های سیستمی را عهده دار می‌شود ROM لقب گرفته و حافظه‌ای تنها خواندنی است. البته درنظر داشته باشید که محتویات این بخش ممکن است در پی دریافت و نصب بروزرسانی‌های سیستمی، دستخوش تغییر شود.

برخی دستگاه‌های هوشمند نظیر گوشی‌های قدیمی سری گلکسی اس سامسونگ از ترکیب چند رامی (Multi Rom) بهره می‌برند. در این گوشی‌ها، یکی از تراشه‌های حافظه، حجم کم‌تر یعنی در حدود ۵۱۲ مگابایت داشته اما سریع‌تر بوده و فایل‌های سیستمی اصلی، کش و اطلاعات برنامه‌ها را در پارتیشن‌های جداگانه ذخیره می‌کند.

تراشه دومی، حجم بیشتری داشته و معمولاً چیزی بین یک تا دو گیگابایتی بوده و با سرعت پایین‌تر، در اختیار کاربر قرار گرفته و امکان ذخیره‌سازی اپلیکیشن‌ها را فراهم می‌کند. به این ترتیب، توازن خوبی را میان عملکرد و قیمت شاهد خواهید بود. گوشی‌های هوشمند دیگر از یک تراشه واحد استفاده می‌کنند.

به طور معمول، با توجه به اینکه تراشه‌های حافظه داخلی به طور مستقیم به مادربورد گوشی‌های هوشمند متصل هستند سرعت و عملکرد بالاتری هم دارند اما در سال‌های اخیر، پیشرفت‌های ویژه‌ای را در بهبود سرعت و عملکرد حافظه‌های جانبی شاهد بوده‌ایم.

استانداردهای متفاوت فناوری حافظه داخلی

از چند سال گذشته تا کنون، حافظه‌های Emmc (Embedded Multi-media Cards) گزینه اول برای ذخیره‌سازی اطلاعات در قالب حافظه داخلی گوشی‌های هوشمند بوده‌اند. این در حالی است که حافظه‌های توسعه یافته برپایه استاندارد UFS (Universal Flash Storage) حالا در قالب نسخه‌های مختلف، به گزینه‌ای جذاب‌تر و مدرن‌تر تبدیل شده‌اند.

Emmc

Emmc یا کارت چندرسانه‌ای ادغام شده، در واقع حافظه فلش NAND پیشرفته و مدیریت شده برای دستگاه‌های الکترونیکی همراه است که گزینه‌ غالب در اکثر دستگاه‌های الکترونیکی مصرفی شامل تبلت‌ها، گوشی‌های هوشمند، سیستم‌های GPS، کتاب‌خوان‌های الکترونیکی و دیگر دستگاه‌های محاسباتی همراه به حساب می‌آید.

استفاده از عبارت مدیریت شده (Managed) در اینجا به معنای راهکاری است که نه ‌تنها شامل حافظه فلش NAND بلکه شامل مدارهای کنترلر/اینترفیس برای کمک به پیش‌برد بهتر پروسه‌ها و بهبود عملکرد است.

حافظه‌های Emmc شرکت‌هایی نظیر سامسونگ، کاملاً فشرده و جمع و جور و معمولاً کوچک‌تر از یک تمبر پستی بوده تا امکان استفاده از آن‌ها در دستگاه‌های کوچک‌تر و باریک‌تر فراهم شود.

جدیدترین استاندارد موجود در این بخش یعنی Emmc 5.1 از این نیز فراتر رفته و با تمرکز ویژه روی بهبود عملکرد و مدیریت مصرف توان الکتریکی، توسعه یافته است.

UFS

UFS را باید آینده حافظه‌های فلش دانست. این فناوری حافظه داخلی جزو پیشرفته ترین فناوریهای حافظه به حساب می آید.

 به عنوان مثال، UFS 2.0 به عنوان یکی از پیشرفته‌ترین استانداردهای موجود، سرعت خواندن و نوشتن اطلاعات را به سطحی رسانده که امکان رقابت با درایوهای SSD را فراهم می‌کند. این در حالی است که کاهش مصرف توان در مقایسه با حافظه‌های Emmc را نیز شاهد هستیم.

با توجه به کنترلر و نسخه فریمور هوشمندتر که بالاترین سطح عملکرد و کیفیت را در اختیار کاربران قرار می‌دهد امکان دست‌یابی به تجربه کاربری سطح بالاتر در این حافظه‌ها فراهم می‌شود.

در کنار سرعت بارگذاری بالاتر، نسل جدید حافظه‌های فلش امکان دست‌یابی به پاسخ سریع‌تر ورودی/خروجی اطلاعات را فراهم می‌کنند. این بهبود سرعت تا جایی است که تا سه برابر کپی سریع‌تر فایل‌ها و همچنین تا سه برابر سرعت بالاتر در مالتی تسکینگ را شاهد خواهیم بود.

برای کاربران معمولی، بهبود این سرعت به معنای بهبود تجربه در تماشای ویدئوهای با کیفیت بالا، اجرای روان‌تر بازی‌های ویدئویی و دیگر محتویات سرگرمی و همچنین بهره‌گیری بدون وقفه از چندین اپلیکیشن به طور همزمان خواهد بود. علاوه بر این، دانلود و آپلود فایل‌ها هم با سرعت بالاتر انجام خواهد شد.
در چند سال گذشته، شاهد استفاده شرکت‌های فعال‌ در بازار تولید گوشی‌های هوشمند از حافظه‌های UFS 2.0 و UFS 2.1 بوده‌ایم. امری که به بهبود سرعت در خواندن و نوشتن اطلاعات منجر شده است.

حالا بیش از هر زمانی به استفاده از فناوری حافظه داخلی استاندارد UFS 3.0 نزدیک شده‌ایم. در ماه ژانویه ۲۰۱۸ میلادی، JEDEC به طور رسمی مشخصات UFS 3.0 را منتشر کرد. این استاندارد به بهبود دو برابری پهنای باند در مقایسه با استاندارد نسل قبل یعنی UFS 2.1 کمک خواهد کرد و این در حالی است که به مصرف توان الکتریکی کم‌تری نیز نیاز خواهد بود.

یک گذرگاه واحد در قالب استفاده از استاندارد UFS 3.0 امکان انتقال اطلاعات تا سرعت ۱۱.۶ گیگابیت بر ثانیه را فراهم می‌کند که دوبرابر مقدار مدیریت شده در قالب استفاده از استاندارد UFS 2.1 است.

برای دست‌یابی به سرعت بیشتر، امکان استفاده از دو گذرگاه با مجموع پهنای باند ۲۳.۲ گیگابیت بر ثانیه وجود دارد. این استاندارد جدید، به سطح عملکرد ۲.۵ ولتی انتقال یافته است. این در حالی است که نسل قبلی در ولتاژ ۲.۷ ولت تا ۳.۶ ولت کار می‌کرد.

JEDEC پشتیبانی از گستره دمایی وسیع‌تر یعنی از ۴۰- درجه سانتی‌گراد تا ۱۰۵ درجه سانتی‌گراد را هم در دستورکار قرار داده تا این استاندارد، به گزینه‌ای جذاب برای صنعت خودرو تبدیل شود. ثبت نوین اطلاعات مربوط به عملکرد و بروز خطا نیز در دستورکار قرار گرفته تا دست‌یابی به این اطلاعات، به شکلی ساده‌تر انجام شود.

Emmc در مقابل UFS

حافظه‌های UFS بهبود عملکرد را در دو بخش کلی به همراه داشته‌اند. پیش از هر چیز، UFS از اینترفیس سریال LVDS (Low-Voltage Differential Signaling) استفاده می‌کند که از مسیرهای مستقل و اختصاصی خواندن و نوشتن اطلاعات بهره می‌برد.

این امر امکان استفاده از مسیرهای داپلکس یا تراکنش دو طرفه را فراهم می‌کند. به بیان دیگر، UFS امکان خواندن و نوشتن اطلاعات را به طور همزمان خواهد داشت.
در طرف دیگر میدان، Emmc از اینترفیس موازی بهره می‌برد که در هر لحظه تنها امکان ارسال اطلاعات را در یک مسیر خواهد داشت. به این ترتیب، امکان نوشتن و خواندن اطلاعات، به طور همزمان ممکن نخواهد بود.
در مرتبه بعدی، فناوری حافظه داخلی UFS از صف فرمان (CQ) بهره می‌برد که مدیریت و تنظیم فرمان‌هایی که باید اجرا شوند را عهده‌دار می‌شود.

به این ترتیب، چندین و چند فرمان را می‌توان به طور همزمان مدیریت کرد و ترتیب و اولویت فرمان‌ها و وظایف محوله نیز قابل تغییر خواهد بود. در طرف دیگر میدان، Emmc بدون بهره‌مندی از CQ باید منتظر بماند تا یک پروسه به آخر خط برسد و پروسه بعدی را کلید بزند.

همین ترکیب باعث خواهد شد به عنوان مثال، استفاده از استاندارد UFS 2.0 از سرعت توالی خواندن، سرعت توالی نوشتن، سرعت نوشتن تصادفی، سرعت خواندن تصادفی اطلاعات، به ترتیب ۱.۴۰، ۱.۶۶، ۲.۷۱ و ۱.۰۷ برابر سریع‌تر از Emmc 5.0 بهره‌مند شود.

حافظه‌های جانبی

در برخی موارد، به دلایل مختلف، کاربر در کنار حافظه داخلی، به استفاده از کارت‌های حافظه جانبی نیاز خواهد داشت. اصلی‌ترین دلیل این امر، پرشدن فضای ذخیره‌سازی داخلی است. موضوعی که با افزایش فضای ذخیره‌سازی داخلی در گوشی‌های مدرن و ارائه گوشی‌های هوشمندی که از حافظه داخلی تا ۱۲۸ یا ۲۵۶ گیگابایت حافظه داخلی بهره می‌برند یا حتی ارائه سرویس‌های ابری، تا حدودی مرتفع شده است.

با وجود این، همچنان ممکن است کاربران از کارت حافظه جانبی برای ایجاد نسخه پشتیبان از اطلاعات یا به عنوان ابزاری برای انتقال داده‌ها استفاده کنند.
اکثر کاربران در هنگام خرید کارت‌های حافظه جانبی برای گوشی هوشمند خود تنها به ظرفیت، برند و در برخی موارد، کلاس این ابزارهای ذخیره‌سازی جانبی توجه می‌کنند. این در حالی است که المان‌های مهم دیگری هم در انتخاب گزینه مناسب برای گوشی هوشمند شما، تاثیرگذار خواهند بود.

در حال حاضر اکثر گوشی‌های هوشمند از کارت‌های حافظه جانبی Micro SD پشتیبانی می‌کنند. از همین رو، مبنای بررسی ما، مشخصات و المان‌های مختلف این کارت‌های حافظه جانبی خواهد بود. در نظر داشته باشید که حتی کارت‌های حافظه جانبی با قابلیت‌های مقاومت در برابر نفوذ آب، تغییرات دمایی و اشعه ایکس یا امواج مغناطیسی هم در بازار وجود دارند. با وجود این، اکثر کاربران به نمونه‌های متداول موجود در بازار نیاز دارند.

جمع‌بندی

توجه به نکات گفته شده و تشریح مسائل فنی و فناوری حافظه داخلی و کارت‌های حافظه جانبی، از حیث سرعت و عملکرد با این فناوری‌ها آشنا شدید و هم‌اکنون می‌توانید بهترین نوع آن را با توجه به مصارف خود، با خیالی آسوده انتخاب کنید.

در این بین، توجه داشته باشید که استفاده از حافظه‌های داخلی یا جانبی مدرن، با کیفیت و مطابق با نیازها می‌تواند روی عملکرد کلی گوشی هوشمند شما در موارد مختلف از پخش موسیقی و فیلم تا اجرای بازی و عکس‌برداری با دوربین نیز تاثیرگذار باشد.