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UFS 和 NVMe 系統負擔

Bean Huo | 2018 年 8 月

部落格影像 ufs

美光工程師最近比較了 UFS 和 NVMe 使用者層級儲存裝置效能之間的差異。我們將測得的系統負擔(延遲 1、2 和 4)應用於假定的 HW 延遲(即假定 UFS 和 NVMe 的 HW 延遲相等),並對兩者進行比較,以比較類似裝置的效能。之所以做出這樣的假設,是因為在延遲 1、2 和 4 中測得的系統負擔與 HW 延遲無關,因此可以應用於任何 HW 裝置。UFS 和 NVMe 都假定具有相同的效能特征。為了比較兩個同等的 UFS 和 NVMe 裝置,我們使用測得的負擔和假定的裝置速度來計算預期的系統效能。

首先,我們在不考慮 HW 持續時間的情況下比較了系統負擔。在所有四種情況下,NVMe 負擔均以 UFS 負擔的百分比表示。在所有四種情況下,NVMe 負擔均小於 UFS 負擔。

接下來,我們考慮採用兩個相同的裝置(一個 UFS 和一個 NVMe),比較 NVMe 和 UFS 的系統級效能。為估算起見,我們假設了以下延遲:128KB 寫入 125 usec,128KB 讀取 104 usec,4KB 寫入 12.5 usec,4KB 讀取 16.6 usec。這些數字與 256GB NVMe 裝置樣本的效能特征相對應,所使用的數字是實際測量值。我們可以使用其他數字,所使用的方法仍然適用。我們為本研究選擇了 256GB 裝置,但也可以使用其他容量的裝置。如果使用更大容量的裝置,預計對系統負擔的影響會更大,NVMe 的優勢會更加明顯。

我們將測得的系統負擔數字應用於上述指定的裝置特征,並計算出預期的系統效能數字。我們發現,128KB 循序寫入速度提高了 28%,循序讀取速度提高了 15%。在隨機寫入方面,NVMe 的 IOPS 比 UFS 提高了 30%,隨機讀取 IOPS 提高了 16%。

總之,在所有四種經過仔細檢查的工作負載中,NVMe 的效能明顯更佳,因為儲存裝置 SW 堆疊要簡單得多。

按一下此處閱讀完整的白皮書,瞭解嵌入式系統中的 UFS 和 NVMe™ 儲存裝置堆疊和系統級效能的比較

SW Ecosystem Team Lead

Bean Huo