以更低的成本獲得更高的存儲性能可能會在存儲設備的設計中造成瓶頸。為了實現(xiàn)更高的性能，設備必須使用片上DRAM，這增加了總體成本。這就是統(tǒng)一內(nèi)存擴展（UME），JEDEC規(guī)范的出現(xiàn)。它被定義為 JEDEC UFS（通用閃存）規(guī)范的擴展。JEDEC UFS設備使用NAND閃存技術進行數(shù)據(jù)存儲。統(tǒng)一內(nèi)存 （UM） 允許用戶將部分主機內(nèi)存用作設備的內(nèi)部存儲器。由于主機內(nèi)存已經(jīng)以大容量提供，因此此機制為設備提供了更大的空間，以用作寫入緩沖區(qū) （WB） 緩存或存儲邏輯到物理 （L2P） 地址轉換表等信息。UM 區(qū)域在物理上位于主機端，但最終屬于設備，從而取代了設備集成的 RAM，并降低了總體成本。較大的空間可用性意味著設備可以存儲大量 L2P 表信息的 WB，從而提高存儲性能。

UFS 設備使用擴展的 UFS 傳輸協(xié)議 （UTP） 定義與 UFS 主機通信。每當設備要覆蓋 UM 區(qū)域中的數(shù)據(jù)時，都會通過 WB 刷新操作將其寫入非易失性存儲器，如下所示。

UM 可能包含下面列出的大多數(shù)緩存。設備將根據(jù)需要更新這些緩存，以便主機和設備具有相同的數(shù)據(jù)。

L2P 表緩存

WB 緩存

L2P 表緩存標簽

WB 緩存標簽

統(tǒng)一內(nèi)存初始化和配置

通過對 dUMAreaSize 屬性進行編程，將可用的 UM 區(qū)域空間傳送到設備。它還將通過 bMaxUMPIURequests 屬性傳達支持的未完成 UM 請求數(shù)，通過同時處理多個 UM 請求來提高性能。主機通過設置 fUM 標志來啟用 UM 操作，并輪詢該標志，直到設備將其清除。

L2P 表操作

設備將讀取主機端存在的 L2P 表緩存標記，并將其與自己的副本進行比較。如果發(fā)生緩存命中，設備將讀取 L2P 表緩存行，否則它將使用新的 L2P 表緩存標記和行更新主機緩沖區(qū)，如下所示。僅當更新設備端 L2P 緩存時，才需要執(zhí)行此操作。

統(tǒng)一內(nèi)存讀/寫操作

當主機發(fā)送寫入請求時，設備將啟動 L2P 緩存操作（如果適用）。然后它將讀取 WB 標簽進行檢查。如果發(fā)生高速緩存沖突和臟污，則應在 SCSI 數(shù)據(jù)階段（從系統(tǒng)內(nèi)存復制到 UM）之前刷新 WB 行。當主機發(fā)送讀取請求時，設備將啟動 L2P 緩存操作（如果適用）。然后它將讀取 WB 標簽進行檢查。如果緩存命中，它將請求從 UM 復制到系統(tǒng)內(nèi)存，否則設備將通過“數(shù)據(jù)輸入”UPIU（UFS 協(xié)議信息單元）將數(shù)據(jù)發(fā)送到主機。

統(tǒng)一內(nèi)存的優(yōu)勢

UM 的訪問速度遠高于非易失性存儲器。在訪問 L2P 信息時，如果存在緩存未命中，非 UM 方法需要從非易失性存儲器中獲取此信息。相反，UME方法可以從系統(tǒng)內(nèi)存中提供此功能，從而將L2P表訪問時間縮短十倍。

UM 提供的緩沖區(qū)多于設備集成的 RAM;因此，可以存儲更多的L2P信息，從而降低緩存未命中率。

統(tǒng)一內(nèi)存的缺點

主機維護兩個內(nèi)存副本，而不是指向 UM 內(nèi)存的系統(tǒng)內(nèi)存。

與設備集成的 RAM 相比，UM 訪問的延遲可能更高且更不穩(wěn)定;但是，除了 UM 區(qū)域使用之外，系統(tǒng)可能會通過使用較小的 RAM 來權衡。這可以降低成本，同時為某些讀/寫訪問保留較長的響應時間。

UM 提供空間來存儲大量 WB 和 L2P 數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)更高的性能。因此，不需要大量的設備集成RAM，這有助于降低系統(tǒng)成本和讀取延遲。

審核編輯：郭婷