Эволюция вместо революции: как SSD ускорили развитие смартфонов

Первые мобильные телефоны весили несколько почти под килограмм, обладали неудобной антенной и были размером с небольшой портфель.

Современные мобильные устройства позволяют быстро делиться фотографиями из отпуска, идентифицировать личность владельца по отпечатку пальца или распознаванию лица и совершать покупки, не отвлекаясь от просмотра фильма.

Эти функции и технологии настолько прочно вошли в нашу повседневную жизнь, что мы часто принимаем их как должное.

Основными показателями производительности современных мобильных устройств обычно являются скорость сети, количество пикселей и качество камеры. Но часто недооцененным важным параметром, отвечающим как за основные характеристики, так и за скорость производительности девайса, является внутреннее хранилище, требования к объему которого меняется по мере технологической гонки.

По оценкам IDC, поставки 5G-смартфонов в 2021 году составят более 40% мирового оборота в 2021 году и вырастут до 69% в 2025 году.

"Телефоны занимают центральную роль в нашей жизни. Речь идет не только о скорости 5G и объеме генерируемых данных, но и о том, что мы используем телефон намного шире, чем просто для мобильной связи", — считает Ицик Гилбоа, руководитель отдела маркетинга в мобильном сегменте в Western Digital.

Гилбоа также отмечает, что по мере расширения сфер применения мобильных телефонов, объем хранилища стал важным фактором, позволяющим поставщикам гаджетов предлагать пользователям последние технологические инновации.

"Из устройства для связи мобильные телефоны превратились в гаджет, в котором есть все — от развлечений и диджитал карт до встроенного личного ассистента. "По мере того, как ваш смартфон собирает разнообразные данные, ему приходится хранить все больший объем данных, чем раньше", — комментирует Рой Чуа, основатель и руководитель исследовательско-аналитической компании AvidThink.

Не просто разговор

Ноам Эвен-Чен, директор по разработке приложений в Western Digital, и Омер Кац, продакт-директор, вспоминают начало эры мобильных телефонов. В 2002 году они оба работали в MSystems. SanDisk приобрела MSystems в 2006 году, а Western Digital приобрела SanDisk в 2016 году.

MSystems создала первый системный флэш-диск mDOC, который стал первым встроенным решением для хранения данных, интегрированным в устройства в качестве дополнения к внешним съемным картам.

В свое время mDOC использовал запатентованную производную от интерфейса SATA, так как в то время не существовало отраслевых стандартов.

Стандарты позволяют компаниям согласовывать проектные особенности и предлагать клиентам масштабные инновации.

В 2007 году организация открытых стандартов для микроэлектроники JEDEC представила e.MMC (встроенную мультимедиа карту) в качестве первого стандарта встроенного хранилища.

"Это было важно, потому что mDOC и другие запатентованные системы стали основой для широкого спектра функционала и характеристик, которые позже появились в новых моделях e.MMC и UFS (универсальной флэш-памяти)", — считает Янив Яровичи, директор по IoT и разработке периферийных устройств Western Digital.

Компания уже много лет играет активную роль в разработке новых стандартов хранения. В настоящее время председателем технологического совета JEDEC в UFS является Ротем Села, научный сотрудник группы системного проектирования флэш-устройств в Western Digital.

Появление e.MMC неслучайно совпало с появлением первых смартфонов, поскольку они обеспечивали более высокую скорость и производительность. По словам Яровичи, в то время смартфоны были оснащены более крупной операционной системой, новым функционалом, таким как сенсорные экраны, и приложениями, которых до этого не было.

"2007 год стал переломным моментом в отрасли — вместе с развитием смартфонов произошел и резкий рост e.MMC. Именно это привело к появлению концепции смартфонов", — добавил он.

Шаг за шагом

Примерно в то же время Western Digital разработала переход одноуровневой ячейки (SLC) в многоуровневую (MLC) и трехуровневую ячейки (TLC). Каждое последующее поколение хранило больше битов в ячейке флэш-памяти.

Когда в нише использовалась SLC, мы использовали два бита на ячейку, что в то время звучало так, будто это никогда не сработает", — считает Эвен-Чен.

"Мы были первыми, кто осуществил технологический переход к MLC, а затем к TLC, а также первыми, кто разработал успешный TLC-продукт и вывел его в массовое производство", — рассказывает Кац. — "Основными преимуществами TLC для наших клиентов были снижение затрат, лучшие продуктовые предложения и более высокая производительность. Таким образом, предоставление клиентам ценности, заключающейся в снижении затрат, долговечности и большем количестве поставок, позволило большему количеству битов получить большую производительность".

Эволюция вместо революции

Стандарт e.MMC обеспечивал более высокую скорость и емкость, но поскольку телефоны, приложения и операционные системы продолжали развиваться, возникла потребность в более быстром хранилище. 4G подарил возможность развития новых приложений, таких как совместное использование поездок, а они в свою очередь снова изменили концепцию мобильных телефонов.

"Дело не столько в самом количестве приложений, сколько в количестве программ, которые могут работать на телефоне одновременно, — комментирует Яровичи. "Такие вещи, как многозадачность и создание серии снимков на вашем телефоне, действительно повысили производительность встроенного хранилища, а некоторые из них фактически показали необходимость разработки хранилища класса UFS".

"Эволюция приложений для смартфонов увеличила потребность в производительности последовательной записи", — объясняет Эйнав Зильберштейн, директор по техническому маркетингу Western Digital. "Многозадачность при работе с такими приложениями, как игры, повысила важность производительности произвольного чтения и скорости запуска приложений".

Недавно Western Digital анонсировала решение для хранения данных второго поколения UFS 3.1 Western Digital iNAND® MC EU551, отвечающее требованиям последних версий современных смартфонов, таким как смешанные рабочие нагрузки, скорость загрузки мультимедийных файлов в разрешении 8K и выше, а также скорость запуска и загрузки приложений.

Компания идет в ногу с изменениями в мобильной индустрии, тесно сотрудничая со своими партнерами по индустрии на каждом этапе, что помогает ей всегда соответствовать отраслевым стандартам. Поскольку встроенное хранилище включается на ранних этапах разработки плат, компании работают вместе, чтобы обеспечить совместимость своих продуктов задолго до того, как они попадут к общим клиентам.

"Изменялась NAND, менялись наборы микросхем, менялись операционные системы, а мобильные телефоны становились все лучше и лучше", - сказал Эвен-Чен, который тесно сотрудничал с клиентами и их опытом на протяжении всей своей карьеры. "Нам пришлось работать со всеми производителями чипсетов, операционных систем и экосистемы, чтобы получить их поддержку и заставить головоломку работать с конвейера".

Что дальше?

Будущее мобильной связи стало топ-темой на Mobile World Congress в Барселоне. Старший вице-президент по автомобильной, мобильной связи и развивающимся рынкам Western Digital Хьюберт Верховен поделился своими мыслями об отрасли:

"Сейчас мы проводим лишь поверхностные исследования. 5G позволит нам создавать новые приложения, о которых ранее мы даже не думали", — отмечает Верховен. "Благодаря технологиям AR и VR, телефоны становятся мультисенсорными контент-платформами, где важным фактором становится не только время ожидания и ответа устройства, но и то, как вы получаете данные на свой телефон и с него и то, как вы их храните и обрабатываете".

Вне зависимости от того, будут ли мобильные телефоны будущего включать в себя жесты или движения зрачков, станут ли они форм-фактором или заменят повседневные предметы, такие как ID-карты и виртуальные кошельки, одно можно сказать наверняка: внутреннее хранилище будет играть важнейшую роль.

Ранее podrobnosti.ua сообщали о том, как Western Digital создали портативный SSD накопитель Elements SE.

Также недавно мы делали обзор жесткого диска WD Red WD20EFRX объемом 2 ТБ.