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新思科技推出業界首款完整 UFS 5.0 及 M PHY v6.0 IP 解決方案，驅動新世代高速儲存技術
導言
隨著行動裝置、車用及人工智慧 (AI) 系統中的資料量快速成長，儲存效能已成為決定系統單晶片 (SoC) 整體能力的關鍵因素。日益強大的運算能力及更豐富的軟體功能持續對儲存子系統施加壓力，促使設計團隊必須在不增加設計複雜度或風險的前提下，實現更高的頻寬、更低的延遲及更高的效率。
為應對這些挑戰，新思科技 (Synopsys) 宣佈推出業界首款完整的 UFS 5.0、UniPro 3.0 及 M‑PHY v6.0 IP 解決方案。此方案整合協定層 (protocol)、鏈路層 (link) 及實體層 (physical layer)，為新一代高速、低功耗、高效率的儲存技術奠定穩固基礎。新思科技已於台積公司 (TSMC) 先進 N2P 製程節點上完成 M‑PHY v6.0 的矽晶驗證 (silicon bring-up)，成功展示在 Gear6B 運作模式下採用 PAM-4 訊號調變時，可達成單通道 23.3 GBaud/s (46.7 Gbits/s) 傳輸速率。此一里程碑證明實體層已全面就緒，可支援 UFS 5.0 標準，更讓客戶能充滿信心地投入下一波資料密集型應用的晶片設計。
儲存效能：系統層級的設計瓶頸
在許多現代 SoC 架構中，儲存頻寬的成長速度，已逐漸跟不上運算能力及記憶體技術的演進：
- 人工智慧 (AI) 工作負載仰賴對模型與資料的快速存取。
- 相機、圖形和媒體處理流程，產生更高且持續的資料吞吐量需求。
- 軟體堆疊的規模與複雜度持續增加，加劇儲存系統的回應壓力。
同時，設計人員還面臨嚴格的限制：
- 嚴格的功耗及熱管理預算 (thermal budget)
- 精簡的外型尺寸及面積目標
- 加速的產品時程
- 極低的設計風險容忍度
在這些競爭需求之下，利用舊有介面來擴展儲存效能變得更加困難。若單純增加介面寬度 (width) 或頻率，往往將導致更高功耗、更複雜的設計或更長的矽晶驗證週期。
而新思科技整合 UFS 5.0、M-PHY v6.0 及 UniPro 3.0 的全方位解決方案，將協助客戶以更高效率且系統友善的方式提升頻寬，克服上述挑戰。
邊緣人工智慧 IP 解決方案——創新與最佳實踐專題精選
技術基礎：UniPro 3.0 及 M PHY v6.0 作為 UFS 5.0 的核心支柱
UFS 5.0 是以 M-PHY 及 UniPro 層級為基礎，兩者共同構成標準的實體層、鏈路層與傳輸層。UFS 5.0 必須同時導入 UniPro 3.0 及 M-PHY v6.0，而新思科技最新 UFS 5.0 IP 解決方案，則緊密地整合了這三個層級架構，為新世代儲存裝置設計提供完整支援。其中，M-PHY v6.0 提供高速實體介面，透過 PAM-4 訊號調變技術大幅提升單通道資料速率，從而在無需增加介面寬度或系統複雜度的前提下，滿足 UFS 5.0 的頻寬需求。
UFS 5.0 標準的大部分軟體介面維持不變。更高傳輸速率的 Gear 6 (G6) 模式沿用先前版本的電源模式切換機制。然而，在鏈結訓練 (link training) 方面，UFS 5.0 新增專屬的均衡流程 (equalization procedure)，以確保高速資料傳輸時的訊號品質與運作可靠度。
在實體層 (PHY) 之上，UniPro 3.0 進一步強化了鏈路層與傳輸層的能力，使資料能在更快的速度下高效率地進行傳輸，其中包含採用 1b1b 編碼以降低額外開銷，以及全面優化資料通路間的通訊流程。
藉由結合 UFS 5.0、UniPro 3.0 及 M-PHY v6.0 的全方位 IP 解決方案，新思科技以經過全面驗證、高度整合的三層架構提供可靠支援，確保客戶能夠在兼具最高效能、可擴展性與效率的優勢下，安心導入新一代儲存技術。
M-PHY v6.0 通過矽晶驗證，助力客戶安心部署 UFS 5.0
新思科技近期已完成 M-PHY v6.0 的矽晶驗證 (silicon bring-up)，成功展示在 Gear6B 運作模式下採用 PAM-4 訊號調變時，可達成單通道 23.3 GBaud/s (46.7 Gbits/s) 傳輸速率。
隨著 M-PHY v6.0 實體層通過矽晶驗證，開發團隊能以更大的信心推進設計，並降低在高速運作下效能與整合的不確定性。此一里程碑，為規劃 UFS 5.0 設計的客戶帶來更穩固的信心與保障。
效能與效率雙贏
UFS 5.0 與 M-PHY v6.0 組合的一大優勢在於規模效率。更高的單通道頻寬讓設計人員能夠在滿足日益增長的儲存效能需求時，有效控制介面數量、佈線複雜度及功耗。
其應用範疇涵蓋：
- 智慧型手機：在更小型的設計中提供更高的儲存效能，提升用戶體驗同時維持電池續航力
- 筆記型電腦儲存：可作為 SSD/NVMe 之外，具備高速與低功耗特性的儲存替代方案
- 汽車系統：高速儲存能夠在嚴苛的散熱限制下，支援資訊娛樂、資料記錄及 ADAS 系統
- 邊緣 AI 平台：在嚴格的功耗限制條件下，實現高速的資料存取
- 遊戲主機：遊戲設備正從可拆卸式記憶卡轉向嵌入式儲存，需採用高速低功耗方案以實現更優質的用戶體驗
延續基於 TSMC N2 和 N2P 製程節點的介面 IP 動能
M-PHY v6.0 的此一里程碑，建構於新思科技在台積公司 (TSMC) N2 及 N2P 製程節點上不斷累積的廣泛動能。目前，新思科技旗下領先業界的產品組合包含：
- MIPI M-PHY IP
- MIPI C-PHY 及 D-PHY IP
- LPDDR6 IP
- USB IP
隨著產品組合不斷擴展，客戶能夠以可靠的介面解決方案，積極追求更高的功耗、效能及面積 (PPA) 目標。
布局未來設計
隨著資料驅動工作負載持續成長，儲存頻寬將無庸置疑地成為系統效能的核心基石。藉由全新的 UFS 5.0 IP、UniPro 3.0 支援及 M-PHY Gear 6 IP，新思科技已準備就緒，協助客戶全面備戰新一代高速儲存設計。