Mi teszi az eMMC Flash memóriát életképessé a mobileszközökön, de nem PC-ket?

A flash memóriát egy asztali rendszer futtatásához, mint a Windows, egy ideig nem ajánlott. De mi lett a mobil eszközök számára kívánatos és életképes megoldás? A mai SuperUser Q&A bejegyzés válaszol egy kíváncsi olvasó kérdésére.

A mai Kérdések és válaszok munkamenet a Jóvagyon - a Stack Exchange alosztályának, a közösség által vezérelt Q&A webhelyek csoportjának köszönhetően..

A kérdés

A SuperUser olvasó RockPaperLizard szeretné tudni, hogy mi teszi életképessé az eMMC flash memóriát mobil eszközökön, de nem PC-kben:

Az USB flash meghajtók feltalálása óta az emberek azon tűnődtek, vajon képesek-e az operációs rendszereiket futtatni rajtuk. A válasz mindig „nem” volt, mert az operációs rendszer által igényelt írások száma gyorsan elveszi őket.

Mivel az SSD-k egyre népszerűbbé váltak, javult a kopásszintező technológia, hogy lehetővé tegye az operációs rendszerek futását. Különböző tabletták, netbookok és más vékony számítógépek a flash memóriát használják a merevlemez vagy az SSD helyett, és az operációs rendszer benne tárolódik.

Hogyan lett ez hirtelen praktikus? Általában például kopásszintező technológiákat alkalmaznak?

Mi teszi életképessé az eMMC flash memóriát mobil eszközökön, de nem PC-kben?

A válasz

A SuperUser közreműködői, a Speeddymon és a Journeyman Geek válaszolnak számunkra. Először fel, Speeddymon:

Az összes flash memória eszköz, a tabletektől a mobiltelefonokig, az intelligens órák, az SSD-k, a kamerák SD-kártyái és az USB-meghajtók használják az NVRAM technológiát. A különbség az NVRAM architektúrában van, és az operációs rendszer milyen módon rögzíti a fájlrendszert a tárolt adathordozón.

Az Android tabletek és mobiltelefonok esetében az NVRAM technológia eMMC alapú. Az ezen a technológián megtalálható adatok 3 k és 10 k közötti írási ciklusokat tesznek lehetővé. Sajnos eddig még nem találtam semmit, mivel a Wikipedia üres a technológia írási ciklusaira. Minden más olyan hely, amelyet én néztem, különböző fórumok voltak, így alig tudtam megbízható forrásnak nevezni.

Összehasonlításképpen, az egyéb NVRAM technológiák, mint például a NAND vagy a NOR technológiát használó SSD-k írási ciklusai 10 k és 30 k között vannak..

Most, hogy az operációs rendszer választotta, hogyan kell a fájlrendszert csatlakoztatni. Nem tudok beszélni arról, hogy az Apple hogyan csinálja, de az Android esetében a chipet úgy osztják ki, mintha egy merevlemez lenne. Az eszköz gyártójától függően van egy operációs rendszer partíciója, egy adatpartíciója és számos más saját partíciója.

Az igazi gyökérpartíció a bootloaderben él, amely tömörített fájlként (jffs2, cramfs, stb.) Van együtt a rendszermaggal, így amikor az eszköz 1. szakaszának indítása befejeződött (a gyártó logó képernyője általában), akkor a rendszermag A csizma és a gyökérpartíció egyidejűleg RAM lemezként van felszerelve.

Ahogy az operációs rendszer felgyorsul, az elsődleges partíció fájlrendszerét (/ rendszerét, amely az Android 4.0, ext2 / 3/4 eszközökön az Android 4.0 óta használt eszközöken, és az xfs a legújabb eszközökön) a csak olvasható módon rögzíti. hogy semmilyen adat nem írható rá. Ez természetesen a készülék úgynevezett „gyökerezője” körül dolgozhat, amely szuper felhasználóként hozzáférést biztosít, és lehetővé teszi a partíció újrahelyezését olvasás / írás formájában. A „felhasználó” adatait egy másik partícióra írja a chipen (/ adatok, amelyek ugyanazokat a konvenciókat követik, mint a fenti az Android verzió alapján).

Egyre több mobil telefon, amely SD kártyahelyeket ürít, előfordulhat, hogy hamarabb megérinti az írási ciklus sapkát, mert az összes adata most az SD kártya helyett az eMMC tárolóba kerül. Szerencsére a legtöbb fájlrendszer észlel egy sikertelen írást egy adott tárolási területen. Ha egy írás meghiúsul, akkor az adatok csendesen mentésre kerülnek egy új tárolóterületre, és a rossz terület (rossz blokkként) a fájlrendszer-illesztőprogram által le van kötve, így az adatok már nem íródnak ott a jövőben. Ha egy olvasás sikertelen, akkor az adatok sérültek, és a felhasználónak meg kell adnia egy fájlrendszer-ellenőrzést (vagy ellenőrző lemezt), vagy a készülék automatikusan ellenőrzi a fájlrendszert a következő rendszerindítás során.

Valójában a Google szabadalma van a rossz blokkok automatikus felderítésére és kezelésére: A rossz blokkok kezelése a flash memóriában az elektronikus adat flash kártyára

Ahhoz, hogy minél többet érjünk el, a kérdésed, hogy ez hirtelen praktikus lett, nem a megfelelő kérdés. Először soha nem volt praktikus. Erősen ajánlott, hogy ne telepítsen egy operációs rendszert (Windows) egy SSD-re (feltehetően), mert a lemezen lévő írások száma megegyezik.

Például a rendszerleíró adatbázis másodpercenként több száz olvasást és írást kap, ami látható a Microsoft-SysInternals Regmon eszközzel.

A Windows telepítése nem javasolt az első generációs SSD-k ellen, mert a kopásszintezés hiányában minden másodpercben (valószínűleg) a rendszerleírónak írt adatok végül elkezdték a korai alkalmazókat, és a rendszerleíró adatbázis sérülése miatt elindíthatatlan rendszereket eredményeztek..

Tablettákkal, mobiltelefonokkal és sok más beágyazott eszközzel nincs rendszerleíró adatbázis (természetesen a Windows Embedded eszközök kivételként), és így nincsenek aggódva, hogy a flash közeg ugyanazon részeihez folyamatosan írnak adatokat..

Windows Embedded eszközök esetében, mint például a nyilvános helyeken (pl. Walmart, Kroger, stb.) Található kioszkok, ahol időnként láthat egy véletlenszerű BSOD-ot, nincs olyan sok konfiguráció, amit lehet tenni, mivel előre tervezett konfigurációkkal, amelyek soha nem változtatnak. Az egyetlen időváltozás a chipek többségében történő írása előtt történik. Bármi, amit el kell menteni, mint például az élelmiszerboltba történő fizetés, a hálózaton keresztül történik a szerver adatbázisainál egy kiszolgálón.

A Journeyman Geek válasza:

A válasz mindig „nem” volt, mert az operációs rendszer által igényelt írások száma gyorsan elveszi őket.

Végül költséghatékonyvá váltak a mainstream használatban. Ez a „kopás” az egyetlen gond, ami egy kis feltételezés. A szilárdtest-memóriát már régóta futtatták le. Sokan, akik CF kártyákról indítottak autósokat (amelyek elektromosan kompatibilisek a PATA-val és triviálisakkal a PATA merevlemezekhez képest), és az ipari számítógépek kisméretű, robusztus flash alapú tárolóval rendelkeztek.

Az átlagember számára azonban nem volt sok lehetőség. Lehet vásárolni egy pricy CF kártyát és egy adaptert egy laptophoz, vagy talál egy apró, nagyon pricy ipari lemezt egy modulegységre egy asztalhoz. Nem voltak nagyok a kortárs merevlemezekhez képest (a modern IDE DOM-ok 8 GB-os vagy 16 GB-os méretűek voltak). Biztos vagyok benne, hogy megszokhattuk volna a szilárd SSD-meghajtókat, mielőtt a standard SSD-k megszoknának.

Nem igazán volt olyan univerzális / mágikus javulás a kopásszintezésben, amennyire tudom. Inkrementális javulások történtek, miközben a pricy SLC-től az MLC-hez, a TLC-hez és a QLC-hez képest kisebb folyamatméretekkel (mindegyik alacsonyabb költséggel, néhány nagyobb elhasználódási kockázattal) együtt mozogunk. A Flash sokkal olcsóbb.

Volt néhány alternatíva is, amelyeknek nincsenek kopási problémái. Például a teljes rendszer futtatása egy ROM-ról (ami vitathatatlanul szilárd állapotú tároló) és az akkumulátor által támogatott RAM-ról, amelyet sok korai SSD és hordozható eszköz, például a Palm Pilot használ. Ezek egyike sem gyakori ma. Összehasonlítva a merevlemezekkel, az akkumulátorral támogatott RAM (túl drága), korai szilárdtest-eszközök (kissé pricy), vagy a zászlóval rendelkező parasztok (soha nem kaptak szörnyű adatsűrűség miatt). Még a modern flash memória is a gyorsan törlődő eepromok leszármazottja, és az elektronikus eszközöket használták az elektronikus eszközökben olyan dolgok tárolására, mint például a firmware-ek kora.

A merevlemezek egyszerűen egy nagy mennyiségű (fontos), alacsony költségű és viszonylag elegendő tárolóhelyen voltak.

Az ok, amiért az eMMC-k a modern, alacsony végpontú számítógépekben találhatók, az összetevők viszonylag olcsóak, elég nagyok (asztali operációs rendszerekhez) ezen a költségen, és megosztják a közösségét a mobiltelefon-alkatrészekkel, így ömlesztve, szabványos interfésszel készülnek. Nagy mennyiségű tárolást is biztosítanak a térfogatukhoz. Tekintettel arra, hogy ezek közül sokan 32 GB-os vagy 64 GB-os meghajtóval rendelkeznek, a merevlemezekkel párhuzamosan, az egy évtizeddel ezelőtti jobb részről, ezek a szerepek ésszerű választás ebben a szerepben.

Végül elérjük azt a pontot, ahol elfogadható mennyiségű memóriát tárolhat megfizethetően és ésszerű sebességgel az eMMC-ken és a vakunál, ezért az emberek mennek velük.

Van valami, amit hozzá kell adni a magyarázathoz? Kikapcsolja a megjegyzéseket. Szeretne további válaszokat olvasni más tech-savvy Stack Exchange felhasználóktól? Nézze meg a teljes beszélgetés szálát itt.

Képhitel: Martin Voltri (Flickr)