Kas padara eMMC Flash atmiņu dzīvotspējīgu mobilajās ierīcēs, bet ne datoros?

Flash atmiņas izmantošana, lai palaistu darbvirsmas sistēmu, piemēram, Windows, jau kādu laiku tika ieteikta. Bet kas to padarīja par vēlamu un dzīvotspējīgu iespēju mobilajām ierīcēm? Šodienas SuperUser Q&A ziņojumam ir atbilde uz ziņkārīga lasītāja jautājumu.

Šodienas jautājumu un atbilžu sesija mums dod pieklājību no SuperUser-Stack Exchange apakšnodaļas, kas ir kopienas orientēta Q & A tīmekļa vietņu grupa.

Jautājums

SuperUser lasītājs RockPaperLizard vēlas zināt, kas padara eMMC flash atmiņu dzīvotspējīgu mobilajās ierīcēs, bet ne datoros:

Kopš USB flash drives tika izgudroti, cilvēki ir brīnījušies, vai viņi varētu darbināt viņu operētājsistēmas. Atbilde vienmēr bija „nē”, jo operētājsistēmai vajadzīgo rakstu skaits tos ātri nēsā.

Tā kā SSD ir kļuvuši populārāki, ir uzlabojusies nolietošanās līmeņa nolietošanās tehnoloģija, lai ļautu operētājsistēmām darboties. Dažādas tabletes, netbooks un citi slim datori izmanto zibatmiņu, nevis cieto disku vai SSD, un operētājsistēma tajā tiek saglabāta.

Kā tas pēkšņi kļuva praktisks? Vai, piemēram, tās parasti izmanto nolietojuma līmeņus?

Kas padara eMMC flash atmiņu dzīvotspējīgu mobilajās ierīcēs, bet ne datoros?

Atbilde

SuperUser ieguldītājiem Speeddymon un Journeyman Geek ir atbilde mums. Pirmkārt, Speeddymon:

Visas zibatmiņas ierīces, sākot no planšetdatora līdz mobilajiem telefoniem, viedajiem pulksteņiem, SSD, SD kartēm kamerās un USB īkšķiem, izmanto NVRAM tehnoloģiju. Atšķirība ir NVRAM arhitektūrā un kā operētājsistēma pievieno failu sistēmu neatkarīgi no tā, kurā datu nesējā tas ir ieslēgts.

Android tabletēm un mobilajiem tālruņiem NVRAM tehnoloģija ir balstīta uz eMMC. Dati, ko varu atrast šajā tehnoloģijā, liecina, ka rakstīšanas ciklu skaits ir no 3 k līdz 10 k. Diemžēl neviens no tā, ko es līdz šim esmu atradis, nav galīgs, jo Wikipedia ir tukša par šīs tehnoloģijas rakstīšanas cikliem. Visas pārējās vietas, kuras esmu izskatījis, ir bijušas dažādas forumi, tik grūti, kā es to saucu par uzticamu avotu.

Salīdzinājuma labad rakstīšanas cikli citās NVRAM tehnoloģijās, piemēram, SSD, kas izmanto NAND vai NOR tehnoloģiju, ir no 10k līdz 30k.

Tagad, attiecībā uz operētājsistēmas izvēli, kā instalēt failu sistēmu. Es nevaru runāt par to, kā Apple to dara, bet Android gadījumā mikroshēma ir sadalīta kā cietais disks. Atkarībā no ierīces ražotāja jums ir operētājsistēmas nodalījums, datu nodalījums un vairākas citas patentētas starpsienas.

Īstais saknes nodalījums dzīvo bootloader, kas kopā ar kodolu ir apvienots kā saspiests fails (jffs2, cramfs utt.), Tā, kad ierīces 1. posma sāknēšana ir pabeigta (parasti ražotāja logotips), tad kodols zābaki un sakņu nodalījums vienlaicīgi ir uzstādīti kā RAM disks.

Tā kā operētājsistēma sāk darboties, tā stiprina primārās nodalījuma failu sistēmu (/ sistēmu, kas ir ierīcēs pirms Android 4.0, ext2 / 3/4 ierīcēs kopš Android 4.0 un xfs jaunākajās ierīcēs) kā lasāmu. ka uz to nevar rakstīt datus. To, protams, var apstrādāt, izmantojot tā saukto „sakņu” sistēmu, kas ļauj piekļūt kā super lietotājam un ļauj pārkārtot nodalījumu kā lasīšanas / rakstīšanas. Jūsu “lietotāja” dati tiek ierakstīti citā mikroshēmas nodalījumā (/ dati, kas atbilst tai pašai konvencijai kā iepriekš, pamatojoties uz Android versiju).

Ar arvien vairāk mobilajiem tālruņiem, kas aizver SD kartes slotus, jūs varētu domāt, ka ātrāk noklikšķināsiet uz rakstīšanas cikla vāciņa, jo visi jūsu dati tagad tiek saglabāti eMMC atmiņā SD kartes vietā. Par laimi, lielākā daļa failu sistēmu atklāj neveiksmīgu rakstīšanu noteiktā uzglabāšanas apgabalā. Ja rakstīšana neizdodas, tad dati klusā veidā tiek saglabāti jaunā uzglabāšanas apgabalā, un slikta zona (pazīstama kā slikta bloks) tiek noņemta failu sistēmas draiverī, lai dati vairs nebūtu rakstīti tur. Ja nolasīšana neizdodas, tad dati tiek atzīmēti kā bojāti, un lietotājam tiek uzdots palaist failu sistēmas pārbaudi (vai pārbaudīt disku), vai ierīce automātiski pārbauda failu sistēmu nākamās sāknēšanas laikā..

Faktiski Google ir patents, lai automātiski atklātu un apstrādātu sliktos blokus: slikto bloku pārvaldība flash atmiņā elektroniskās datu flash kartes veikšanai

Lai iegūtu vairāk informācijas, jūsu jautājums par to, kā tas pēkšņi kļuva praktisks, nav pareizais jautājums. Pirmkārt, tas nekad nebija nepraktiski. Ļoti ieteicams neinstalēt operētājsistēmu (Windows) SSD (iespējams), jo tajā ierakstīto ierakstu skaits ir disks.

Piemēram, reģistrs saņem burtiski simtiem lasījumu un raksta sekundē, ko var redzēt ar Microsoft-SysInternals Regmon rīku.

Windows instalēšana tika ieteikta pret pirmās paaudzes SSD, jo ar nodiluma izlīdzināšanas trūkumu, reģistram uzrakstītie dati katru otro reizi (iespējams) galu galā nokļuva līdz agrīnajiem lietotājiem un radīja nesankcionētas sistēmas reģistra korupcijas dēļ..

Ar planšetdatoriem, mobilajiem tālruņiem un gandrīz jebkuru citu iegulto ierīci nav reģistra (protams, Windows iegultās ierīces ir izņēmumi), un tādēļ nav bažas par datiem, kas pastāvīgi tiek rakstīti uz tām pašām zibspuldzes daļu daļām..

Windows iegulto ierīču gadījumā, piemēram, daudzās publiskajās vietās (piemēram, Walmart, Kroger uc) atrastajos kioskos, kur laiku pa laikam var redzēt nejaušu BSOD, nav visai daudz konfigurācijas, ko var veikt, jo ir iepriekš konstruēti ar konfigurācijām, kas paredzētas nekad nemainīt. Vienīgā laika izmaiņa notiek pirms čipu rakstīšanas vairumā gadījumu. Viss, kas jāsaglabā, piemēram, maksājums pārtikas preču veikalā, tiek veikts tīklā veikala datu bāzēs serverī..

Seko atbilde no Journeyman Geek:

Atbilde vienmēr bija „nē”, jo operētājsistēmai vajadzīgo rakstu skaits tos ātri nēsā.

Visbeidzot, tie kļuva rentabli galvenajam lietojumam. Šī “valkāšana” ir vienīgā problēma, kas ir mazliet pieņēmums. Ir bijušas sistēmas, kas ilgstoši darbojas cietā atmiņā. Daudzi ļaudis, kas uzbūvēja CF-kartes (kas bija elektriski savietojamas ar PATA un trivial, lai instalētu salīdzinājumā ar PATA cietajiem diskiem), un industriālie datori ir aprīkoti ar nelielu, izturīgu zibatmiņu..

Tomēr vidējam cilvēkam nebija daudz iespēju. Jūs varētu iegādāties pricy CF karti un adapteri klēpjdatoram vai atrast nelielu, ļoti dārgu rūpniecības disku uz moduļa vienības darbvirsmai. Tie nebija ļoti lieli, salīdzinot ar mūsdienu cietajiem diskiem (mūsdienu IDE DOMs, kas, manuprāt, ir 8GB vai 16GB). Es esmu diezgan pārliecināts, ka jūs varētu būt ieguvuši cieto sistēmu sistēmas diskus, kas izveidoti, pirms standarta SSD kļuva izplatīti.

Cik vien es zinu, nav bijis universālu / maģisku uzlabojumu nodiluma nolīdzināšanā. Ir bijuši papildu uzlabojumi, kamēr mēs esam aizgājuši prom no pricy SLC uz MLC, TLC un pat QLC kopā ar mazākiem procesa izmēriem (visi zemāki maksājumi ar dažiem augstākiem nodiluma riskiem). Flash ir guvis daudz lētāk.

Bija arī dažas alternatīvas, kurām nebija nodiluma problēmu. Piemēram, visu sistēmu palaižot no ROM (kas, iespējams, ir cietvielu krātuve) un bateriju atbalstītu RAM, ko izmanto daudzi agrīnā SSD un pārnēsājamās ierīces, piemēram, Palm Pilot. Neviens no tiem nav izplatīts šodien. Cietie diski šūpojās, salīdzinot ar teicienu, baterijas nodrošināti RAM (pārāk dārgi), agrīnas cietvielu ierīces (nedaudz pricy) vai zemnieki ar karodziņiem (nekad nav nozvejotas briesmīgu datu blīvuma dēļ). Pat mūsdienu zibatmiņa ir strauji izdzēšamu eProemu pēcteča, un elektroniskās ierīces izmantoja eeprēmas, lai uzglabātu tādas lietas kā programmaparatūra vecumam.

Cietie diski vienkārši bija jaukā krustojumā ar lielu tilpumu (kas ir svarīgs), zemām izmaksām un samērā pietiekamai uzglabāšanai.

Iemesls, kāpēc eMMC atrodat mūsdienīgos, zemas klases datoros, ir komponenti, kas ir salīdzinoši lēti, pietiekami lieli (darbvirsmas operētājsistēmām) par šo cenu un koplietošanas ar mobilo telefonu komponentiem, tāpēc tie tiek ražoti vairumā ar standarta interfeisu. Tās arī nodrošina lielu tilpumu uzglabāšanai. Ņemot vērā, ka daudzām no šīm mašīnām ir niecīgs 32GB vai 64GB disks, salīdzinot ar cieto disku no labākās desmitgades daļas, tās ir saprātīga iespēja šajā lomā.

Visbeidzot, mēs sasniedzam punktu, kurā var ietaupīt saprātīgu daudzumu atmiņas par saprātīgu un ātru eMMC un zibspuldzi, tāpēc cilvēki dodas uz tiem.

Vai kaut kas jāpievieno paskaidrojumam? Skaņas izslēgšana komentāros. Vai vēlaties lasīt vairāk atbildes no citiem tehnoloģiju gudriem Stack Exchange lietotājiem? Apskatiet pilnu diskusiju pavedienu šeit.

Attēla kredīts: Martin Voltri (Flickr)