Mis teeb eMMC välkmälu elujõuliseks mobiilseadmetes, kuid mitte arvutites?

Flash-mälu kasutamine töölaua süsteemi käivitamiseks, nagu Windows, soovitati mõnda aega vastu. Aga mis tegi sellest soovitava ja elujõulise võimaluse mobiilseadmetele? Tänase SuperUser Q&A postituse vastus on uudishimulik lugeja küsimus.

Tänane küsimuste ja vastuste seanss saabub meiega kohtades, kus on SuperUser-Stack Exchange'i alajaotis, kogukondlikult juhitav Q&A veebisaitide rühmitus.

Küsimus

SuperUser-lugeja RockPaperLizard tahab teada, mis teeb eMMC-välkmälu elujõuliseks mobiilseadmetes, kuid mitte arvutites:

Alates USB-mäluseadmete leiutamisest on inimesed mõelnud, kas nad võiksid oma operatsioonisüsteeme nende abil kasutada. Vastus oli alati "ei", sest operatsioonisüsteemi poolt nõutavate kirjete arv kanda neid kiiresti välja.

Kuna SSD-d on muutunud populaarsemaks, on kulumiskindluse tehnoloogia paranenud, et võimaldada operatsioonisüsteemidel töötada. Erinevad tabletid, netbookid ja muud õhukesed arvutid kasutavad välkmälu kõvaketta või SSD asemel ning operatsioonisüsteem salvestatakse sellele.

Kuidas see äkki muutus praktiliseks? Kas nad rakendavad tavaliselt kulumistasandavaid tehnoloogiaid?

Mida teeb eMMC flash-mälu mobiilseadmetes, kuid mitte arvutites elujõuliseks?

Vastus

SuperUser'i toetajad Speeddymon ja Journeyman Geek on meile vastuseks. Kõigepealt üles, Speeddymon:

NVRAM-tehnoloogiat kasutavad kõik välkmälu seadmed, alates tablettidest kuni mobiiltelefonideni, nutikad kellad, SSD-d, kaamerate SD-kaardid ja USB-mälupulgad. Erinevus on NVRAMi arhitektuuris ja kuidas operatsioonisüsteem failisüsteemi kinnitab mis tahes salvestatud andmekandjale.

Android-tablettide ja mobiiltelefonide puhul on NVRAM-tehnoloogia eMMC-põhine. Andmed, mida ma selle tehnoloogia kohta leian, viitavad vahemikus 3k kuni 10k kirjutamise tsüklit. Kahjuks ei ole ükski sellest, mida ma siiani leidsin, lõplik, kuna Wikipedia on selle tehnoloogia kirjutamise tsüklitest tühi. Kõik teised kohad, mida ma vaatasin, on olnud erinevad foorumid, nii vaevalt, mida ma nimetaksin usaldusväärseks allikaks.

Võrdluse huvides on teiste NVRAM-i tehnoloogiate (nt SSD-d, mis kasutavad NAND- või NOR-tehnoloogiat) kirjutamise tsüklid vahemikus 10k kuni 30k.

Nüüd, seoses operatsioonisüsteemi valikuga, kuidas failisüsteemi paigaldada. Ma ei saa rääkida, kuidas Apple seda teeb, kuid Androidi jaoks on kiip jagatud nagu kõvaketas oleks. Sõltuvalt seadme tootjast on teil operatsioonisüsteemi partitsioon, andmeosakond ja mitmed teised varalised partitsioonid.

Tegelik juurepartitsioon elab alglaadimisseadmes, mis on koos kerneliga komplekteeritud kokkusurutud failina (jffs2, cramfs jne), nii et kui seadme 1. etapi käivitus on lõppenud (tavaliselt tootja logo), siis kernel saapad ja root partitsioon on samaaegselt paigaldatud RAM-plaadina.

Kuna operatsioonisüsteem käivitub, paigaldab see esmase partitsiooni failisüsteemi (/ süsteem, mis on Android-seadmetes enne Android 4.0, ext2 / 3/4 seadmetes enne Android 4.0 ja xfs viimaste seadmete puhul). et sellele ei ole võimalik andmeid kirjutada. Seda saab loomulikult töödelda seadme nn „juurdumisega”, mis annab teile juurdepääsu superkasutajana ja võimaldab teil partitsiooni lugeda / kirjutada. Teie "kasutaja" andmed kirjutatakse kiibi teisele partitsioonile (/ andmed, mis järgivad sama konventsiooni nagu eespool Android-versiooni alusel).

Üha enam mobiiltelefone, mis tõmbavad SD-kaardi pesasid välja, võite arvata, et vajutate varem kirjutamistsükli korki, sest kõik teie andmed salvestatakse nüüd SD-kaardi asemel eMMC-mällu. Õnneks avastavad enamik failisüsteeme ebaõnnestunud kirjutist teatud salvestuspiirkonda. Kui kirjutamine ebaõnnestub, salvestatakse andmed vaikselt uude salvestuspiirkonda ja halb ala (tuntud kui halb plokk) on failisüsteemi draiveri poolt välja lülitatud, nii et andmeid ei kirjutata seal tulevikus enam. Kui lugemine ebaõnnestub, märgitakse andmed korrumpeerituks ja kas kasutajal palutakse failisüsteemi kontrolli (või kontrollketta) käivitada või seade kontrollib failisüsteemi automaatselt järgmise käivitamise ajal.

Tegelikult on Googleil patendi halbade plokkide automaatseks avastamiseks ja käitlemiseks: halbade plokkide haldamine flash-mälus elektroonilise flash-kaardi jaoks

Et saada rohkem tähelepanu, ei ole teie küsimus, kuidas see äkki praktiliseks muutus, õige küsimus. See polnud kunagi praktiliselt praktiline. Soovitatav oli mitte installida operatsioonisüsteemi (Windows) SSD-le (arvatavasti), kuna kettale kirjutatud kirjete arv.

Näiteks saab registris sõna-sõnalt sadu lugemisi ja kirjutusi sekundis, mida võib näha Microsoft-SysInternals Regmoni tööriistaga.

Windowsi installimine oli soovitatav esimese põlvkonna SSD-de vastu, sest kulumise tasandamise puudumise tõttu registreeriti registrisse iga sekundi järel (tõenäoliselt) andmed juba varakult ja selle tulemuseks olid registri vigastuse tõttu kasutamiskõlbmatud süsteemid.

Tablettide, mobiiltelefonide ja päris palju mõne teise varjatud seadme puhul ei ole registrit (loomulikult on Windowsi manusseadmed eranditena) ja seega ei ole muret andmete pidev kirjutamine samasse flash-andmekandja osa.

Windowsi manusseadmete puhul, nagu paljud avalikes kohtades leiduvad kioskid (nagu Walmart, Kroger jne), kus võite aeg-ajalt näha juhuslikku BSOD-i, ei ole olemas palju konfiguratsioone, mida on võimalik teha pärast nende on eelnevalt projekteeritud konfiguratsioonidega, mis ei ole kunagi muutuvad. Ainus muutus toimub enne, kui kiip on enamikul juhtudel kirjutatud. Kõik, mida tuleb salvestada, näiteks makse toidupoes, tehakse võrgu vahendusel serveri andmebaasidele.

Järgneb Journeyman Geeki vastus:

Vastus oli alati "ei", sest operatsioonisüsteemi poolt nõutavate kirjete arv kanda neid kiiresti välja.

Lõpuks muutusid nad tavakasutuse jaoks kulutõhusaks. See “kulumine” on ainus probleem, mis on natuke eeldus. On olnud süsteeme, mis kasutavad tahkismälu mälu pikka aega. Paljud inimesed, kes ehitasid CF-kaardid (mis olid PATA-ga ja PATA-kõvakettadega võrreldes triviaalse paigaldusega elektriliselt ühilduvad) ja tööstusarvutid olid väikese, tugeva flash-põhise salvestusega.

See tähendab, et keskmise inimese jaoks ei olnud palju võimalusi. Sa võid osta pricy CF-kaardi ja sülearvuti adapteri või leida väikese, väga pricy tööstusliku plaadi töölaua mooduliüksuses. Nad ei olnud väga suured võrreldes kaasaegsete kõvakettadega (kaasaegsed IDE DOMid, mis arvavad 8 GB või 16 GB). Ma olen päris kindel, et oleks võinud saada tahkesüsteemisüsteemid, mis on loodud enne tavaliste SSD-de levikut.

Ei ole tõesti olnud universaalseid / maagilisi parandusi kulumise tasandamisel nii palju kui ma tean. Täiendavaid edusamme on tehtud, samas kui me oleme läinud eemale pricy SLC-st MLC-le, TLC-le ja isegi QLC-le koos väiksemate protsessimõõtmetega (mis kõik on madalamad kulud, millel on suurem risk kanda ära). Flash on palju odavam.

Seal olid ka mõned alternatiivid, millel ei olnud kulumisküsimusi. Näiteks töötab kogu süsteem ROMist (mis on vaieldamatult tahkisruum) ja akuga tagatud RAM, mida kasutavad paljud varased SSD-d ja kaasaskantavad seadmed nagu Palm Pilot. Ükski neist ei ole täna tavaline. Kõvakettad, mis on kallutatud võrreldes akuga, on aku tagatud RAM (liiga kallis), varajase tahkeseadme seadmed (mõnevõrra pricy) või talupoegad, kellel on lipud (mitte kunagi püütud kohutavate andmete tiheduse tõttu). Isegi kaasaegne välkmälu on järeltulevate eepromside järeltulija ja e-eetikad on kasutatud elektroonilistes seadmetes selliste asjade säilitamiseks nagu püsivara vanuses.

Kõvakettad olid lihtsalt suure mahu (mis on oluline), madala hinnaga ja suhteliselt piisava ladustamise ristumiskohas.

Põhjus, miks sa leiad eMMC-sid kaasaegsetes, madala hinnaga arvutites, on komponendid suhteliselt odavad, piisavalt suured (lauaarvutite operatsioonisüsteemide jaoks) ja ühiskasutus mobiiltelefoni komponentidega, nii et neid toodetakse lahtiselt standardliidese abil. Samuti annavad nad oma mahule suure tiheduse. Arvestades, et paljudel neist masinatest on 32 GB või 64 GB kõvakettad, mis on parema kümne aasta tagusest osast kõvakettaga võrdsed, on need selles rollis mõistlik valik.

Lõpuks jõuame punkti, kus saab eMMC-dele ja välklambritele mõistliku kiirusega ja mõistliku kiirusega salvestada mõistliku mälu, mistõttu inimesed lähevad nende juurde.

Kas teil on midagi lisada selgitusele? Heli on kommentaarides välja lülitatud. Kas soovite lugeda rohkem vastuseid teistelt tech-savvy Stack Exchange'i kasutajatelt? Vaadake siin täielikku arutelu lõiku.

Pildikrediit: Martin Voltri (Flickr)