Mikä tekee eMMC n Flash-muistista kannattavan mobiililaitteissa, mutta ei tietokoneita?

Flash-muistin käyttäminen Windows-järjestelmän kaltaisen työpöytäjärjestelmän käyttämiseen oli suositeltavaa jo jonkin aikaa. Mutta mikä teki siitä toivottavan ja kannattavan vaihtoehdon mobiililaitteille? Tämän päivän SuperUser Q&A -postissa on vastaus utelias lukijan kysymykseen.

Nykypäivän Kysymys- ja vastaus -istunto tulee meille suotuisasti SuperUserin - Stack Exchange -alueen, yhteisöpohjaisen Q & A-sivustojen ryhmittymän - kautta..

Kysymys

SuperUser-lukija RockPaperLizard haluaa tietää, mikä tekee eMMC-flash-muistista kannattavan mobiililaitteissa, mutta ei tietokoneissa:

Koska USB-muistitikut on keksitty, ihmiset ovat miettinyt, voisiko he käyttää niiden käyttöjärjestelmiä. Vastaus oli aina "ei", koska käyttöjärjestelmän edellyttämien kirjojen määrä kuluu nopeasti.

Koska SSD: t ovat tulleet suosituimmiksi, kulutustasotustekniikka on parantunut, jotta käyttöjärjestelmät voisivat käyttää niitä. Useat tabletit, netbookit ja muut ohut tietokoneet käyttävät flash-muistia kiintolevyn tai SSD: n sijasta, ja käyttöjärjestelmä on tallennettu siihen.

Miten tämä yhtäkkiä tuli käytännölliseksi? Toteuttavatko ne tyypillisesti esimerkiksi kulumista tasoittavia tekniikoita?

Mikä tekee eMMC-flash-muistista kannattavan mobiililaitteissa, mutta ei tietokoneissa?

Vastaus

SuperUserin avustajilla Speeddymonilla ja Journeyman Geekilla on vastaus meille. Ensinnäkin, Speeddymon:

Kaikki flash-muistilaitteet, tableteista matkapuhelimiin, älykellot, SSD-kortit, SD-kortit kameroissa ja USB-peukalot käyttävät NVRAM-tekniikkaa. Ero on NVRAM-arkkitehtuurissa ja miten käyttöjärjestelmä kiinnittää tiedostojärjestelmän mihin tahansa tallennusvälineeseen, jossa se on.

Android-tablettien ja matkapuhelinten osalta NVRAM-tekniikka on eMMC-pohjainen. Tiedot, jotka voin löytää tästä tekniikasta, viittaavat välillä 3k - 10k kirjoitusjaksoja. Valitettavasti mikään, mitä olen tähän mennessä löytänyt, ei ole lopullinen, sillä Wikipedia on tyhjä tämän tekniikan kirjoitusjaksoissa. Kaikki muut paikat, joita olen nähnyt, ovat olleet eri foorumeita, niin tuskin mitä kutsun luotettavaksi lähteeksi.

Vertailun vuoksi muiden NVRAM-tekniikan, kuten NAND- tai NOR-tekniikkaa käyttävien SSD-tekniikoiden, kirjoitusjaksot ovat välillä 10 k - 30k.

Nyt, kun käyttöjärjestelmä on valinnut, miten tiedostojärjestelmä asennetaan. En voi puhua siitä, miten Apple tekee sen, mutta Androidille siru on jaettu kuten kiintolevy olisi. Sinulla on käyttöjärjestelmän osio, dataosio ja useita muita omistettuja osioita laitteen valmistajan mukaan.

Todellinen juuriosio elää käynnistyslataimessa, joka on pakattu pakattuina tiedostoina (jffs2, cramfs jne.) Yhdessä ytimen kanssa, niin että kun laitteen vaiheen 1 käynnistys on valmis (valmistajan logo-näyttö yleensä), niin ydin saappaat ja juuriosio asennetaan samanaikaisesti RAM-levyksi.

Kun käyttöjärjestelmä käynnistyy, se kiinnittää ensisijaisen osion tiedostojärjestelmän (/ järjestelmä, joka on jffs2 laitteissa ennen Android 4.0: ta, ext2 / 3/4 -laitteita Android 4.0: n jälkeen, ja xfs uusimmissa laitteissa) vain luku-muodossa. että siihen ei voi kirjoittaa tietoja. Tämä voi tietysti toimia laitteen ns. "Juurtumisen" avulla, joka antaa sinulle pääsyn superkäyttäjänä ja mahdollistaa osion uudelleenkokoonpanon luku- / kirjoitusmuodoksi. “Käyttäjätietosi” kirjoitetaan sirulle eri osioon (/ data, joka noudattaa samaa yleissopimusta kuin edellä Android-version perusteella).

Kun yhä useammat matkapuhelimet vääntävät SD-korttipaikkoja, saatat ajatella, että kirjoitat syklin korkin aikaisemmin, koska kaikki tiedot tallennetaan nyt eMMC-tallennukseen SD-kortin sijasta. Onneksi useimmat tiedostojärjestelmät havaitsevat epäonnistuneen kirjoituksen tietylle tallennusalueelle. Jos kirjoitus epäonnistuu, tiedot tallennetaan hiljaa uuteen tallennusalueeseen ja huono alue (tunnetaan huonona lohkona) on kytketty pois tiedostojärjestelmän ohjaimesta, niin että tietoja ei enää kirjoiteta siellä tulevaisuudessa. Jos lukeminen epäonnistuu, tiedot merkitään korruptoituneiksi ja joko käyttäjän käsketään suorittamaan tiedostojärjestelmän tarkistus (tai tarkistuslevy), tai laite tarkistaa tiedostojärjestelmän automaattisesti seuraavan käynnistyksen aikana.

Itse asiassa Googlella on patentti huonojen lohkojen automaattisesta havaitsemisesta ja käsittelystä: Huonojen lohkojen hallinta flash-muistissa elektronisen flash-kortin käyttöön

Jotta saat enemmän tietoa, kysymyksesi siitä, miten tämä yhtäkkiä tuli käytännölliseksi, ei ole oikea kysymys. Se ei ollut koskaan epäkäytännöllistä. On erittäin suositeltavaa, että käyttöjärjestelmä (Windows) ei asenneta SSD: hen (oletettavasti), koska se tekee levylle useita kirjoituksia..

Rekisteri saa esimerkiksi kirjaimellisesti satoja lukemia ja kirjoituksia sekunnissa, mikä näkyy Microsoft-SysInternals Regmon -työkalulla.

Windowsin asennusta suositettiin vastustamaan ensimmäisen sukupolven SSD-laitteita, koska kulumisen tasauksen puuttuessa rekisteriin kirjoitetut tiedot joka toinen sekunti (todennäköisesti) saivat lopulta käyttöön varhaisessa vaiheessa ja johtivat rekisterin korruption vuoksi käynnistämättömiin järjestelmiin.

Tabletteilla, matkapuhelimilla ja melkein kaikilla muilla sulautetuilla laitteilla ei ole rekisteriä (Windows Embedded -laitteet ovat tietysti poikkeuksia), ja siksi ei ole huolta siitä, että flash-välineen samoihin osiin kirjoitetaan jatkuvasti tietoja.

Windows Embedded -laitteissa, kuten monissa julkisissa paikoissa (kuten Walmart, Kroger jne.) Löytyvissä kioskeissa, joissa saatat nähdä satunnaisen BSOD: n ajoittain, ei ole olemassa paljon kokoonpanoa, joka voidaan tehdä, koska ne ovat valmiiksi suunniteltuja kokoonpanoja, joiden tarkoituksena ei ole koskaan muuttaa. Ainoat muutokset tapahtuvat ennen kuin siru on kirjoitettu useimmissa tapauksissa. Kaikki tallennettavat asiat, kuten maksaminen ruokakauppaan, tehdään verkossa palvelimen tietokantoihin palvelimessa.

Journeyman Geekin vastaus:

Vastaus oli aina "ei", koska käyttöjärjestelmän edellyttämien kirjojen määrä kuluu nopeasti.

He tulivat lopulta kustannustehokkaiksi valtavirran käytössä. Se, että "kuluminen" on ainoa huolenaihe, on hieman oletus. On ollut järjestelmiä, jotka käyttävät kiinteän tilan muistia huomattavan pitkään. Monet ihmiset, jotka rakensivat CF-kortteja (jotka olivat sähköisesti yhteensopivia PATA: n kanssa ja triviaaleja asennettaessa verrattuna PATA-kiintolevyihin) ja teolliset tietokoneet ovat olleet pieniä, kestäviä flash-pohjaisia ​​tallennustiloja..

Siitä huolimatta keskivertohenkilölle ei ollut paljon vaihtoehtoja. Voit ostaa pricy CF-kortin ja kannettavan tietokoneen sovittimen tai löytää pienen, erittäin pricy-teollisen levyn työpöydälle. Ne eivät olleet kovin suuria verrattuna nykyisiin kiintolevyihin (nykyaikaiset IDE DOMs ylhäällä 8 Gt tai 16 Gt). Olen melko varma, että olisit voinut saada kiinteän järjestelmän järjestelmäasemat, jotka on muodostettu ennen kuin tavalliset SSD-levyt yleistyivät.

Universaalisia / maagisia parannuksia ei ole todellakaan tapahtunut kulumisen tasoittamisessa niin pitkälle kuin tiedän. Lisääntyneitä parannuksia on tapahtunut, kun olemme siirtyneet pricy SLC: stä MLC: hen, TLC: hen ja jopa QLC: hen sekä pienempien prosessikokojen kanssa (kaikki alhaisemmat kustannukset ja jonkin verran suurempi kuluminen). Flash on saanut paljon halvempaa.

Oli myös muutamia vaihtoehtoja, joilla ei ollut kulumisongelmia. Esimerkiksi koko järjestelmän poistaminen käytöstä ROM-levyltä (joka on kiistatta kiinteä tallennus) ja akkukäyttöinen RAM, jota monet varhaiset SSD: t ja kannettavat laitteet, kuten Palm Pilot, käyttävät. Mikään näistä ei ole yleistä tänään. Kiintolevyt, jotka ovat kiertyneet verrattuna sanaan, akkukäyttöiset RAM-muistit (liian kalliit), varhaiset kiinteät laitteet (hieman pricy) tai talonpojat, joilla on lippuja (ei koskaan kiinni, koska hirvittävä tietotiheys). Jopa nykyaikainen flash-muisti on nopeasti poistuvien ePro- mien jälkeläinen ja elektronisia laitteita on käytetty eeproms-laitteissa sellaisten asioiden, kuten kiinteän ohjelmiston, säilyttämiseen ikään.

Kiintolevyt olivat yksinkertaisesti loistavassa risteyksessä suurella määrällä (mikä on tärkeää), edullisia ja suhteellisen riittäviä tallennustiloja.

Syy, miksi löydät eMMC: t nykyaikaisissa, matalissa oloissa olevissa tietokoneissa, ovat komponentit suhteellisen halpoja, riittävän suuria (työpöydän käyttöjärjestelmiä varten) tällä hinnalla ja yhteisten yhteyksien jakamiseen matkapuhelimen osien kanssa, joten ne tuotetaan irtotavarana vakioliitännällä. Ne antavat myös suurta tallennustilaa niiden tilavuuteen. Kun otetaan huomioon monet näistä koneista, niillä on kova 32 Gt: n tai 64 Gt: n asema, samoin kuin kiintolevyt parempana vuosikymmenen sitten, ne ovat järkevä vaihtoehto tässä roolissa.

Olemme vihdoin päässeet siihen pisteeseen, jossa voit tallentaa kohtuullisen määrän muistia kohtuuhintaisesti ja kohtuullisin nopeuksin eMMC-laitteissa ja salamannossa..

Onko jotain lisättävää selitykseen? Ääni pois kommenteista. Haluatko lukea lisää vastauksia muilta tech-savvy Stack Exchange -käyttäjiltä? Tutustu koko keskusteluketjuun täällä.

Kuvaluotto: Martin Voltri (Flickr)