為端側AI與高速存儲賦能，UFS 5.0搶先看

當我們用智能手機運行AI大模型生成創意圖片，或是錄制一整部4K超高清視頻，抑或是在車載系統中快速加載高精度導航地圖與實時路況數據……這些日益豐富的智能體驗背后，除了性能強勁的CPU與GPU，還有一位不可或缺的“數據搬運工”，那就是高速閃存。在移動存儲領域，UFS一直扮演著關鍵角色，它的每一次迭代都直接決定著智能設備的數據吞吐上限，推動設備體驗的邊界拓展。近期，JEDEC固態技術協會宣布UFS 5.0標準進入最終沖刺階段，即將正式落地。新一代存儲標準的問世，不僅意味著移動存儲速度將迎來新的突破，更將為端側AI、智能汽車等新興場景提供核心支撐。那么，UFS 5.0究竟帶來了哪些顛覆性升級？它將如何重塑我們對智能設備存儲性能的認知？讓我們一同走進這一存儲技術的進化之旅。

作為全球半導體產業的核心標準制定機構，JEDEC的每一次動向都牽動著全行業的神經。此次即將正式發布的UFS 5.0標準，基于MIPI聯盟最新的M-PHY 6.0與UniPro 3.0底層協議構建，核心目標是解決當前UFS 4.0在應對端側AI推理、8K視頻錄制等高頻高負載場景時的帶寬瓶頸，同時兼顧功耗控制與兼容性。（由于UFS 5.0的正式標準還未發布，所以目前在JEDEC官網的標準文檔類目中還沒有相關信息，感興趣的讀者可持續關注官網上的更新。(www.jedec.org/standards-documents）

在深入解讀UFS 5.0之前，我們不妨先回顧一下UFS標準的發展歷程。從早期的存儲“擁堵時代”到如今的高速傳輸時代，UFS的演進始終緊跟智能設備的功能升級需求，每一代標準都在速率、能效與可靠性上實現了關鍵突破，逐步構建起適配移動生態的高性能存儲體系。

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UFS發展歷程：從告別擁堵到適配智能

UFS（Universal Flash Storage，通用閃存存儲）是專為移動設備打造的高性能串行存儲標準，其誕生的主要原因是用來替代傳統的eMMC存儲。在智能手機普及初期，eMMC是市場的絕對主流，但它采用半雙工傳輸模式，數據讀寫無法同時進行，就像單車道公路一樣，容易出現數據擁堵。隨著智能手機的快速發展，高清拍攝、大型手游等需求激增，eMMC的性能短板越來越突出，所以UFS標準應運而生。

▲UFS技術架構圖，通過UniPro協議層和M-PHY物理層實現了高速雙向數據通道。

UFS 1.0作為初始版本，于2011年推出。這一代標準基于MIPI M-PHY物理層技術，采用Unipro協議實現主機控制器與存儲設備的通信，支持全雙工數據傳輸和命令隊列功能，允許讀寫操作同時進行。雖然初期性能提升有限，但UFS 1.0確立了串行傳輸的核心架構，為后續升級奠定了基礎。

UFS 2.0于2013年發布，采用串行接口和全雙工模式，支持同時進行讀寫操作。這種設計顯著提升了數據傳輸效率，理論帶寬根據配置可達?5.8Gb/s（約725MB/s）?（HS-G2，雙通道）或?11.6Gb/s（約1450MB/s）?（HS-G3，雙通道），實際應用中順序讀取速度通常在?500MB/s?左右，超過eMMC 5.1不少。?2016年發布的UFS 2.1標準作為小幅升級版本，在功能進行了補強—支持固件升級，提供設備健康管理，同時增強了安全性。

▲典型的UFS閃存芯片外觀及引腳細節

2018年，UFS 3.0標準正式亮相，這是UFS發展史上的重要里程碑。它采用M-PHY v4.1物理層規范和UniPro v1.8傳輸層規范，從而將單通道的傳輸速率提升至11.6Gb/s，雙通道接口總帶寬最高可達23.2Gb/s（約2.9GB/s），是UFS 2.1（HS-G3）速度的兩倍。同時，它支持更先進的NAND閃存介質，同時功耗較UFS 2.1降低30%，為提升存儲密度和能效奠定了基礎。UFS 3.0的推出恰逢5G手機爆發期，高速存儲與5G網絡的協同，讓4K視頻錄制、云端數據同步等高頻場景的體驗大幅提升。后續的UFS 3.1新增了Write Booster寫入加速、Deep Sleep深度睡眠等功能，進一步優化了寫入性能與待機功耗，成為5G時代旗艦機的標配存儲方案。

▲UFS與eMMC存儲架構對比示意圖，展現了全雙工與半雙工工作模式的核心差異。

2022年，JEDEC發布UFS 4.0，采用MIPI M-PHY 5.0和UniPro 2.0接口，其理論順序讀取速度可達?4200MB/s?，順序寫入速度最高約?2800MB/s，帶寬較前代UFS 3.1提升約一倍。在提供更強性能的同時，其效率提高約45%，功耗管理更智能，延長電池續航。此外，多循環隊列（Multi-Circular Queue）、重放保護內存塊（RPMB）等特性的引入，進一步優化了指令處理效率與安全性。

▲通過彩色的速度流線展現了UFS從2.2、3.0到4.0版本迭代所帶來的帶寬與性能提升

回望UFS的發展軌跡，我們能清晰地看到“需求驅動升級”的核心邏輯。從最初解決eMMC的擁堵問題，到適配4G、5G網絡的高速傳輸需求，再到應對AI與智能汽車的極高性能要求，UFS的每一次迭代都保持著與智能設備功能進化的同步。如今，面對端側AI與新興智能場景的爆發式需求，UFS 5.0將如何實現突破，為下一代智能設備注入新動能？

TIPS：MIPI聯盟是個怎樣的組織？

在以往的技術文章中，我們曾科普過JEDEC固態技術協會的概況，那么文中提到的MIPI聯盟又是一個什么組織呢？MIPI聯盟（Mobile Industry Processor Interface，移動產業處理器接口）成立于2003年，由ARM、諾基亞、ST和TI等科技巨頭聯合發起，旨在解決移動設備內部接口標準化的問題。最初，MIPI聯盟的目標是為手機內部的攝像頭、顯示屏和射頻等接口制定統一標準，減少設計復雜度，提升設備兼容性。隨著移動設備的發展，MIPI標準也不斷擴展，從最初的手機接口，逐漸延伸到汽車電子、物聯網等領域。如今，MIPI聯盟已在全球擁有超過375家成員企業，涵蓋手機制造商、半導體廠商、汽車OEM及一級供應商、測試設備公司等，形成了一個龐大的生態系統。

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UFS 5.0：從底層協議到核心特性全面革新

從目前已經披露的UFS 5.0相關內容來看，該標準從底層協議到核心架構都有著系統性革新，具體方法是通過速率翻倍、能效優化和可靠性增強等多方面的升級，構建起適配下一代智能場景的存儲解決方案。接下來，我們將從核心技術出發，詳細解讀UFS 5.0的關鍵突破。

底層協議升級：M-PHY 6.0驅動速率翻倍

在前面UFS發展歷程的回顧中，我們了解到UFS依賴于兩個關鍵的協議—M-PHY和UniPro。前者定義物理層規范，規定電氣特性和信號行為，后者通過其通信協議層管理高速數據傳輸。UFS 4.0采用的是M-PHY 5.0和UniPro 2.0，而UFS 5.0則升級到最新的M-PHY 6.0和UniPro 3.0。這些變化帶來了更高的帶寬、更低的延遲和更強的系統效率，從而實現了更快、更可靠的數據訪問。

▲JEDEC于2025年10月6日宣布新一代UFS 5.0標準即將登場

在大家最關心的數據傳輸速率方面，由于M-PHY 6.0新增了“高速第六檔”（HS-G6）傳輸模式，將單通道數據速率提升至46.6Gb/s，較UFS 4.0采用的M-PHY 5.0（單通道23.2Gb/s）實現翻倍。

▲M-PHY+UniPro與JEDEC定義的UFS應用層協議搭配使用

在通道配置上，UFS 5.0延續了雙通道設計，通過兩個M-PHY通道的并行工作，最終實現最高10.8GB/s的連續讀寫速率。這一速率意味著什么？我們可以用實際場景來直觀感受：一部20GB的4K超高清電影，通過UFS 5.0傳輸僅需2秒左右；一個10GB的大型游戲安裝包，幾秒鐘就能完成加載；即使是數百GB的AI模型參數，調取延遲也能大幅降低，讓本地AI生成、實時翻譯等功能的響應速度提升一個檔次。

▲UFS 5.0的核心特性一覽

值得注意的是，UFS 5.0在速率翻倍的同時，并未犧牲兼容性。它在物理層和協議層均兼容UFS 4.x設備，這意味著搭載UFS 5.0的設備能夠與采用UFS 4.x標準的硬件協同工作，降低了廠商的升級成本，也為用戶的設備過渡提供了便利。這種“性能升級+兼容保留”的設計，體現了行業標準的成熟性，能夠推動UFS 5.0更快地實現產業化落地。

能效優化：高性能與低功耗的平衡之道

對于移動設備與車載系統而言，存儲性能的提升不能以功耗飆升為代價。UFS 5.0在實現速率翻倍的同時，通過多重技術手段優化能效比，實現了“高性能與低功耗”的平衡。這一成果的達成，既得益于M-PHY 6.0協議的天生優勢，也源于UFS 5.0對電源管理的精細化設計。

從協議層面來看，M-PHY 6.0從此前版本的8b10b編碼轉換為1b1b編碼，可消除20%的開銷，從而使有效帶寬提升25%。同時它也采用了更先進的信號調制技術PAM-4，在不增加信號頻率的情況下，可使每個符號的數據速率翻倍，同時降低了單位數據傳輸的功耗。而且，更快的傳輸速度使得設備能更快地切換到低功耗狀態。UniPro 3.0去除了低效的低速和PWM模式，進一步提高了能效。這使得UFS 5.0在實現10.8GB/s高速傳輸時，功耗仍能控制在合理范圍。對于智能手機而言，這意味著在享受高速存儲體驗的同時，電池續航不會受到明顯影響。對于車載系統來說，低功耗設計能夠減少車輛電源的負荷，提升能源利用效率。

在電源管理架構上，UFS 5.0引入了獨特的電源軌隔離設計，將物理層與存儲單元的供電線路進行分離，相當于在電路板上構建了“供電隔離帶”。這一設計的核心作用是減少電源噪聲干擾—在傳統存儲方案中，存儲單元讀寫數據時產生的電源噪聲會干擾物理層的信號傳輸，影響傳輸穩定性，而UFS 5.0的供電隔離設計能夠有效規避這一問題，同時還能簡化廠商的主板設計流程，降低電磁兼容性測試的難度。

可靠性增強：鏈路優化與數據安全雙保障

隨著存儲在智能設備中的核心地位日益凸顯，傳輸穩定性與數據安全性成為不可忽視的關鍵指標。UFS 5.0從鏈路優化與數據校驗兩個方面，全面提升了存儲系統的可靠性，能夠更好地適配車載、工業控制等對穩定性要求嚴苛的場景。

在鏈路穩定性方面，UFS 5.0新增了集成鏈路均衡（Link Equalization）技術。這一技術能夠根據設備的實際工作狀態，自動調節信號傳輸強度，實時補償傳輸過程中的信號衰減。例如，折疊屏手機在長期彎折后，存儲接口的信號傳輸可能會受到影響，而鏈路均衡技術能夠自動檢測并優化信號，確保傳輸穩定性不受影響。在車載環境中，高溫、振動等復雜條件可能導致信號干擾，鏈路均衡技術也能有效提升存儲系統的抗干擾能力，避免出現數據傳輸中斷或錯誤。

▲UniPro通過RMMI與M-PHY通信，可以獨立監控前向鏈路和反向鏈路。

在數據安全方面，UFS 5.0引入了Inline Hashing（內聯哈希）功能，能夠在數據傳輸過程中實時進行哈希校驗，及時發現數據傳輸過程中的篡改或錯誤，從源頭保障數據完整性。這一功能對于車載系統尤為重要——自動駕駛相關的傳感器數據、控制指令等如果被篡改或出現錯誤，可能引發嚴重的安全事故，而Inline Hashing功能能夠為這些關鍵數據提供金融級的安全保障。此外，UFS 5.0還延續了前代標準的ECC糾錯功能，并優化了錯誤檢測與修復機制，進一步提升了數據存儲的可靠性。

▲UFS 5.0與UFS 3.1、UFS4.0的主要規格對比圖

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UFS 5.0產業化進程：廠商布局與落地節奏

UFS 5.0標準即將落地，存儲芯片廠商、SoC設計廠商及產業鏈上下游自然保持高度關注。從目前的行業動態來看，以三星、SK海力士為代表的存儲巨頭已率先啟動技術研發與規劃，而高通等SoC廠商也在推進芯片與UFS 5.0的適配工作。行業普遍預計，UFS 5.0將在2027年實現量產并搭載于終端產品，率先應用于高端旗艦手機上。

作為閃存領域的領軍者，三星早在2024年發布的存儲路線圖中，便明確了UFS 5.0的產業化時間線，計劃于2027年推出并量產基于該技術的產品，目標將存儲傳輸速度提升至10.8GB/s，為手機端AI應用的落地提供核心支撐。為保障技術順利落地，三星已提出將聯合終端客戶與處理器設計廠商，通過協同界定應用場景、開發配套技術等三方協作模式，推動UFS 5.0的標準化制定與商用落地。

▲在三星此前發布的存儲路線圖中，計劃于2027年推出并量產UFS 5.0的產品。

芯片廠商的同步適配則為UFS 5.0的產業化注入關鍵動力。從行業傳言來看，高通下一代旗艦芯片——第六代驍龍8至尊版已將UFS 5.0納入支持范圍，與LPDDR6 RAM形成高速存儲組合，以滿足復雜AI工作負載對數據處理速度的需求。盡管該芯片預計2026年底才正式亮相，且其搭載的2nm工藝量產時間存在行業爭議，但這種“存儲標準與芯片技術提前協同適配”的模式，已為UFS 5.0后續進入終端市場掃清了障礙。

除三星外，SK海力士也已加入UFS 5.0的研發陣營，依托自身在321層1Tb TLC NAND等產品上積累的技術解決方案，同步推進下一代PCIe 6.0與UFS 5.0的開發工作，進一步豐富了UFS 5.0產業化的技術供給。整體來看，UFS 5.0的產業化已進入技術研發與生態適配并行的關鍵階段，頭部廠商的持續投入與多方協作，將推動這一新一代存儲標準逐步從技術藍圖走向終端應用。

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UFS 5.0落地展望：從手機到汽車的全場景滲透

結合行業發展節奏與技術特性來看，UFS 5.0有望率先在高端旗艦手機與智能汽車領域實現落地，隨后逐步向中端機型、VR/AR設備和邊緣計算終端等場景滲透，成為下一代智能設備的核心存儲標配。

在智能手機領域，對用戶來說最直觀的體驗提升將體現在三個方面：AI功能響應更快、多媒體處理更流暢以及游戲加載更迅速。在智能汽車領域，UFS 5.0可能成為自動駕駛系統的核心存儲組件。隨著2025年底國家首批L3自動駕駛準入名單的發布，自動駕駛發展有望進入快車道，在這一條件下，車輛需要同時處理攝像頭、激光雷達和毫米波雷達等多傳感器的實時數據，UFS 5.0的10.8GB/s高速傳輸速率與高可靠性，能夠實現傳感器數據的實時存儲與快速調用，為自動駕駛算法的實時決策提供支撐。同時智能座艙的高清大屏、多任務交互等場景也將受益于UFS 5.0的高速傳輸能力。

▲UFS是具備自動駕駛能力汽車的理想存儲設備

在VR/AR與邊緣計算領域，UFS 5.0也將發揮重要作用。VR/AR設備需要加載超高清的沉浸式場景數據，對存儲帶寬的需求極高，UFS 5.0能夠大幅縮短場景加載時間，提升沉浸感。邊緣計算終端需要實時處理本地采集的海量數據（如工業傳感器數據、安防攝像頭數據），UFS 5.0的高速傳輸與低功耗特性，能夠滿足邊緣設備的性能與續航需求。隨著這些新興場景的快速發展，UFS 5.0的應用范圍將進一步擴大，成為推動智能終端全面升級的重要支撐。

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回顧UFS標準的迭代之路，從解決早期存儲擁堵的UFS 1.0，到適配5G時代的UFS 3.0/4.0，每一步升級都迎合智能設備的發展節奏。即將到來的UFS 5.0，更像是為端側AI與智能汽車爆發期量身定制的存儲方案—速率翻倍打破帶寬瓶頸，能效優化平衡性能與功耗，可靠性增強適配復雜場景，這一系列升級不僅讓存儲不會成為智能體驗的短板，更將成為驅動下一代智能終端創新的核心動力。

▲UFS 5.0將如何驅動下一代智能終端創新，讓我們拭目以待。

目前，UFS 5.0標準雖尚未正式發布，但從產業鏈的積極布局中，我們已能看到其商業化落地的清晰路徑。無論是存儲廠商的技術研發推進，還是芯片廠商的提前適配協同，都在為這一新一代標準的普及鋪路。當然，目前UFS 5.0的標準文本仍在JEDEC的最終審定中，一些技術細節尚有調整空間。待UFS 5.0正式標準發布后，我們將結合完整信息，對其協議層特性、功耗管理機制等展開更深入的解析。

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