隨著移動、汽車以及 AI 驅(qū)動系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)量不斷增長，存儲性能已成為影響 SoC 整體能力的關(guān)鍵因素。更快的計(jì)算性能和更復(fù)雜的軟件持續(xù)對存儲子系統(tǒng)施加壓力，要求其在不增加設(shè)計(jì)復(fù)雜性或風(fēng)險(xiǎn)的前提下，提供更高的帶寬、更低的延遲以及更高的效率。

為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，新思科技推出了業(yè)界首個(gè) UFS 5.0、UniPro 3.0 和 M?PHY v6.0 完整 IP 解決方案——將協(xié)議層、鏈路層和物理層集成在一起，為下一代高速、低功耗、高效率的存儲技術(shù)提供支持。新思科技還在臺積電先進(jìn)的 N2P 工藝節(jié)點(diǎn)上成功完成了 M?PHY v6.0 的硅驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了基于 PAM?4 調(diào)制的 Gear6B 工作模式，單通道速率達(dá)到 23.3?GBaud/s（46.7?Gbit/s）。這一里程碑標(biāo)志著物理層已為 UFS 5.0 的采用做好準(zhǔn)備，增強(qiáng)了客戶在新一代數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用中進(jìn)行設(shè)計(jì)的信心。

存儲性能如今已成為系統(tǒng)級瓶頸

在當(dāng)今的許多 SoC 中，存儲帶寬已無法繼續(xù)跟上計(jì)算和內(nèi)存性能的提升：

AI 工作負(fù)載依賴于對模型和數(shù)據(jù)的快速訪問。

相機(jī)、圖形和媒體處理流程對持續(xù)吞吐量的要求不斷提高。

系統(tǒng)軟件的規(guī)模和復(fù)雜度不斷提升，進(jìn)一步加大了對存儲響應(yīng)速度的壓力。

與此同時(shí)，設(shè)計(jì)人員也面臨一系列嚴(yán)格的限制：

功耗和散熱預(yù)算非常緊張

外形尺寸和芯片面積都有嚴(yán)格限制

產(chǎn)品開發(fā)周期被大幅壓縮

項(xiàng)目對風(fēng)險(xiǎn)的容忍度極低

這些相互矛盾的需求使得傳統(tǒng)接口難以繼續(xù)提升存儲性能。單純提高接口寬度或頻率往往會帶來更高的功耗、更復(fù)雜的設(shè)計(jì)，或更長的產(chǎn)品導(dǎo)入周期。

UFS 5.0 結(jié)合 M?PHY v6.0 和 UniPro 3.0，通過更加高效、更加系統(tǒng)友好的方式來提升帶寬，從而解決這些挑戰(zhàn)。

支撐技術(shù)：UniPro 3.0 和 M?PHY v6.0 構(gòu)成 UFS 5.0 的核心基礎(chǔ)

UFS 5.0 從根本上構(gòu)建在 M?PHY 和 UniPro 兩個(gè)層之上，這兩者共同形成了該標(biāo)準(zhǔn)的物理層、鏈路層和傳輸層基礎(chǔ)。UFS 5.0 需要同時(shí)采用 UniPro 3.0 和 M?PHY v6.0，而新思科技全新的 UFS 5.0 IP 解決方案將這三個(gè)層級集成在一起，為下一代存儲設(shè)備提供完整支持。其中，M?PHY v6.0 提供高速物理接口，通過 PAM4 調(diào)制實(shí)現(xiàn)更高的單通道數(shù)據(jù)速率，從而在不增加接口寬度或系統(tǒng)復(fù)雜度的前提下，滿足 UFS 5.0 對帶寬的需求。

大部分軟件接口保持不變。更高的 Gear 6（G6）數(shù)據(jù)速率依舊沿用早期版本的同一套功率模式切換機(jī)制。然而，在鏈路訓(xùn)練方面，UFS 5.0 引入了一套專門的均衡流程，用于在更高數(shù)據(jù)速率下確保信號質(zhì)量和可靠運(yùn)行。

在 PHY 之上，UniPro 3.0 增強(qiáng)了鏈路層和傳輸層的能力，使數(shù)據(jù)能夠在更高速度下高效傳輸，其中包括采用 1b1b 編碼以降低開銷，并在整個(gè)數(shù)據(jù)通路中實(shí)現(xiàn)更精簡的通信。

通過將 UFS 5.0、UniPro 3.0 和 M?PHY v6.0 集成到一個(gè)完整的 IP 解決方案中，新思科技確保了客戶能夠放心采用下一代存儲技術(shù)——這一統(tǒng)一且經(jīng)過全面驗(yàn)證的三層架構(gòu)能夠提供最佳的性能、可擴(kuò)展性和效率。

M?PHY v6.0 硅驗(yàn)證成功，加速 UFS 5.0 的落地

新思科技近期完成了 M?PHY v6.0 的硅驗(yàn)證（silicon bring?up），成功展示了在 每通道 23.3?GBaud/s（46.7?Gbit/s）下，基于 PAM?4 調(diào)制的 Gear6B 工作模式。

隨著 M?PHY v6.0 物理層在硅上成功完成驗(yàn)證，開發(fā)團(tuán)隊(duì)能夠以更充分的信心推進(jìn)設(shè)計(jì)工作，減少在高速條件下對性能和集成方面的不確定性。這一里程碑成果為計(jì)劃采用 UFS 5.0 的客戶提供了重要保障。

在不犧牲效率的前提下實(shí)現(xiàn)高性能

UFS 5.0 與 M?PHY v6.0 組合的核心優(yōu)勢之一，就是其在規(guī)?；瘯r(shí)依然保持高效率。更高的單通道帶寬使設(shè)計(jì)人員能夠在滿足不斷增長的存儲性能需求的同時(shí)，仍然將接口數(shù)量、走線復(fù)雜度和功耗控制在可管理范圍內(nèi)。

典型應(yīng)用場景包括：

智能手機(jī)：在小型化設(shè)計(jì)中提供更快的存儲性能，提升用戶體驗(yàn)的同時(shí)保持良好續(xù)航。

筆記本電腦存儲：提供高速、低功耗的存儲方案，可作為 SSD/NVMe 的替代選項(xiàng)。

汽車系統(tǒng)：高速存儲能夠在散熱受限的環(huán)境下支持信息娛樂、數(shù)據(jù)記錄和 ADAS 功能。

邊緣 AI 平臺：要求在受限的功耗條件下實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)訪問。

游戲主機(jī)：游戲設(shè)備正從可拆卸存儲卡向嵌入式存儲轉(zhuǎn)變，需要高速、低功耗的方案以提升用戶體驗(yàn)。

基于 TSMC N2 和 N2P 節(jié)點(diǎn)的接口 IP 動能不斷深化

M?PHY v6.0 的這一里程碑成果，建立在新思科技在 TSMC N2 與 N2P 工藝節(jié)點(diǎn)上不斷累積的接口 IP 動能之上。當(dāng)前，公司具備行業(yè)領(lǐng)先的 IP 產(chǎn)品組合，包括：

MIPI M-PHY IP

MIPI C-PHY 和 D-PHY IP

LPDDR6 IP

USB IP

隨著這一不斷擴(kuò)展的產(chǎn)品組合，客戶能夠依托值得信賴的接口解決方案，去實(shí)現(xiàn)更具雄心的功耗、性能和面積（PPA）目標(biāo)。

為下一代設(shè)計(jì)提前鋪路

隨著數(shù)據(jù)驅(qū)動型工作負(fù)載持續(xù)擴(kuò)大，存儲帶寬將繼續(xù)成為系統(tǒng)性能的關(guān)鍵支撐要素。憑借全新的 UFS 5.0 IP、對 UniPro 3.0 的支持，以及 M?PHY Gear 6 IP，新思科技正在幫助客戶為下一代高速存儲設(shè)計(jì)做好充分準(zhǔn)備。