Úvodná » ako » Čo robí pamäť Flash eMMC životaschopnou v mobilných zariadeniach, ale nie počítačoch?

    Čo robí pamäť Flash eMMC životaschopnou v mobilných zariadeniach, ale nie počítačoch?

    Použitie pamäte flash na spustenie počítačového systému, napríklad systému Windows, bolo dlhšie odporučené. Ale čo to urobilo želanou a životaschopnou voľbou pre mobilné zariadenia? Dnešný príspevok typu SuperUser Q & A má odpoveď na otázku zvedavého čitateľa.

    Dnešná relácia otázok a odpovedí sa k nám pridelí zdvorilosťou SuperUser - podskupiny Stack Exchange, zoskupenia webových stránok typu Q & A.

    Otázka

    Snímač SuperUser RockPaperLizard chce vedieť, čo robí flash pamäť eMMC životaschopnou v mobilných zariadeniach, ale nie v PC:

    Odkedy boli vynájdené USB flash disky, ľudia sa pýtali, či môžu na nich spustiť svoje operačné systémy. Odpoveď bola vždy "nie", pretože počet zápisov vyžadovaných operačným systémom by ich mohol rýchlo vyčerpať.

    Vzhľadom na to, že disky SSD sa stali obľúbenejšími, zlepšila sa technológia vyrovnávania opotrebenia, aby sa na nich mohli prevádzkovať operačné systémy. Rôzne tablety, netbooky a iné štíhle počítače používajú flash pamäť namiesto pevného disku alebo SSD a operačný systém je na ňom uložený.

    Ako sa to náhle stalo praktickým? Používajú napríklad napríklad technológie na vyrovnávanie opotrebenia?

    Čo robí pamäť Flash eMMC životaschopnou v mobilných zariadeniach, ale nie v počítačoch?

    Odpoveď

    Priatelia SuperUser Speeddymon a Journeyman Geek majú odpoveď pre nás. Prvýkrát, Speeddymon:

    Všetky pamäťové zariadenia typu flash, od tabliet po mobilné telefóny, inteligentné hodinky, jednotky SSD, SD karty v kamierách a jednotky USB s pamäťovými kartami využívajú technológiu NVRAM. Rozdiel je v architektúre NVRAM a ako operačný systém pripojí súborový systém na akékoľvek médium, na ktorom je.

    V prípade tabletov a mobilných telefónov s Androidom je technológia NVRAM založená na eMMC. Dáta, ktoré môžem nájsť v tejto technológii, naznačujú, že medzi 3k až 10k píšu cykly. Bohužiaľ, nič z toho, čo som doteraz našiel, nie je definitívne, pretože Wikipedia je prázdna v písomných cykloch tejto technológie. Všetky ostatné miesta, ktoré som sa pozrel, sa stali rôznymi fórami, takže som sa len ťažko nazýval spoľahlivým zdrojom.

    Pre porovnanie, zápisové cykly na iných technológiách NVRAM, ako napríklad SSD, ktoré používajú technológiu NAND alebo NOR, sú medzi 10k a 30k.

    Teraz, pokiaľ ide o výber operačného systému ako pripojiť súborový systém. Nemôžem hovoriť o tom, ako to robí Apple, ale pre Android, čip je rozdelený ako pevný disk by bol. Máte oddiel operačného systému, dátový oddiel a niekoľko ďalších chránených oddielov v závislosti od výrobcu zariadenia.

    Skutočný koreňový oddiel žije vo vnútri bootloaderu, ktorý je spolu s jadrom spojený ako komprimovaný súbor (jffs2, cramfs, atď.), Takže po dokončení zavádzania štádia 1 (zvyčajne na obrazovke výrobcu) sa jadro bootov a koreňový oddiel je súčasne pripojený ako disk RAM.

    Keď sa operačný systém zavádza, pripojí súborový systém primárneho oddielu (/ systém, ktorý je jffs2 na zariadeniach pred Android 4.0, ext2 / 3/4 na zariadeniach od Android 4.0 a xfs na najnovších zariadeniach) že k nej nemožno zapísať žiadne údaje. Samozrejme, to môže byť spracované takzvaným "zakoreňovaním" vášho zariadenia, čo vám umožní prístup ako super používateľ a umožňuje vám remontovať oddiel ako čítanie a zápis. Vaše údaje používateľa sú napísané na iný oddiel na čipu (/ data, ktorý vychádza z rovnakej konvencie, ako je uvedené vyššie na základe verzie systému Android).

    S čoraz väčším počtom mobilných telefónov vysúvajúcich sloty pre karty SD možno si myslíte, že skôr stlačíte uzávierku zápisu, pretože všetky vaše údaje sa teraz ukladajú do úložiska eMMC namiesto karty SD. Našťastie väčšina súborových systémov zisťuje neúspešný zápis do danej oblasti ukladania. Ak sa zápis nepodarí, údaje sa uloží do novej oblasti ukladania a chybná oblasť (známa ako zlý blok) je oddelená ovládačom súborového systému, takže údaje už nie sú v budúcnosti napísané. Ak zlyhá čítanie, údaje sú označené ako poškodené a používateľovi sa zobrazí buď kontrola súborového systému (alebo kontrola disku), alebo zariadenie automaticky kontroluje súborový systém počas nasledujúceho zavádzania.

    V skutočnosti má spoločnosť Google patent na automatické zisťovanie a manipuláciu s chybnými blokmi: Správa zlých blokov vo flash pamäti pre elektronickú dátovú kartu flash

    Ak chcete získať viac informácií, otázka o tom, ako sa zrazu stala praktickou, nie je správna otázka. V prvom rade to nebolo praktické. Bolo dôrazne odporúčané, aby ste nainštalovali operačný systém (Windows) na SSD (pravdepodobne) kvôli počtu zápisov na disk.

    Napríklad register dosiahol doslova stovky čítaní a zápisov za sekundu, ktoré možno vidieť pomocou nástroja Microsoft-SysInternals Regmon.

    Inštalácia systému Windows bola odporučená proti SSD prvej generácie, pretože v dôsledku nedostatku úrovne opotrebenia sa dáta zapísané do registra každú sekundu (pravdepodobne) nakoniec chytili až k čoskoro adoptátorom a mali za následok unbootable systémy kvôli korupcii registra.

    Vďaka tabletám, mobilným telefónom a skoro akémukoľvek inému zabudovanému zariadeniu neexistuje žiadny register (samozrejme sú to výnimky pre Windows Embedded zariadenia), a preto sa neustále zapisujú do rovnakých častí flash média.

    V prípade zariadení so zabudovaným systémom Windows, ako napríklad mnohých kioskov nachádzajúcich sa na verejných miestach (napríklad Walmart, Kroger atď.), Kde sa z času na čas môže zobraziť náhodný BSOD, nie je veľa konfigurácie, ktorú je možné vykonať, pretože sú vopred navrhnuté s konfiguráciami, ktoré sa nemenia. Jediný čas, kedy dôjde k zmenám, je skôr, ako je čip napísaný vo väčšine prípadov. Všetko, čo je potrebné uložiť, ako je napríklad platba do obchodu s potravinami, sa vykonáva cez sieť do databáz v obchode na serveri.

    Nasledovala odpoveď od Journeymana Geeka:

    Odpoveď bola vždy "nie", pretože počet zápisov vyžadovaných operačným systémom by ich mohol rýchlo vyčerpať.

    Nakoniec sa stávajú nákladovo efektívne pre bežné použitie. Toto "opotrebenie" je jediným problémom, ktorý je trochu predpokladom. Systémy pretrvávajú dlhú dobu. Mnohí ľudia, ktorí postavili auto-motory vyskočil z CF kariet (ktoré boli elektricky kompatibilné s PATA a triviálne nainštalovať v porovnaní s pevnými diskami PATA) a priemyselné počítače mali malý, odolný úložný priestor založený na flash.

    To znamená, že pre priemerného človeka nie je veľa možností. Mohli by ste si kúpiť cenovo výhodnú CF kartu a adaptér pre laptop alebo nájsť malý, veľmi elegantný priemyselný disk na modulovej jednotke pre pracovnú plochu. Oni neboli veľmi veľké v porovnaní so súčasnými pevnými diskami (moderné IDE DOMs top na 8GB alebo 16GB myslím). Som si celkom istý, že by ste mohli dostať Solid State systémové disky nastavené tak, ako sa stanú bežné SSD.

    V skutočnosti neexistovali žiadne univerzálne / magické vylepšenia opotrebovania, pokiaľ viem. Počas odstraňovania pomalého SLC k MLC, TLC a dokonca aj kvôli QLC sme zaznamenali prírastkové zlepšenia spolu s menšími procesnými rozmermi (z čoho vyplývajú nižšie náklady s vyšším rizikom opotrebenia). Flash sa dostal oveľa lacnejšie.

    Existovalo aj niekoľko alternatív, ktoré nemali problémy s opotrebovaním. Napríklad spustenie celého systému z pamäte ROM (čo je pravdepodobne polovodičové pamäťové zariadenie) a RAM s batériou podporovanou pamäťou, ktorú používajú mnohé staršie SSD a prenosné zariadenia ako Palm Pilot. Nič z nich nie je dnes bežné. Pevné disky sa v porovnaní s tým hovoria, batérie s podporou RAM (príliš drahé), staršie polovodičové zariadenia (trochu pricy) alebo roľníci s vlajkami (nikdy nechytili kvôli strašnej hustote údajov). Dokonca aj moderná flash pamäť je potomkom rýchlo vymazávacích eepromov a eepromy boli použité v elektronických zariadeniach na ukladanie vecí, ako je firmware pre veky.

    Pevné disky boli jednoducho na peknom križovatke veľkého objemu (čo je dôležité), nízke náklady a pomerne dostatočné skladovanie.

    Dôvodom, prečo nájdete eMMC v moderných, nízkonákladových počítačoch, je, že tieto komponenty sú pomerne lacné, dostatočne veľké (pre operačné systémy pre stolné počítače) za tieto náklady a zdieľajú spoločné vlastnosti s komponentmi mobilného telefónu, takže sa vyrábajú vo veľkom so štandardným rozhraním. Tiež poskytujú veľkú hustotu skladovania pre ich objem. Keď vezmeme do úvahy, že mnohé z týchto zariadení majú malý 32 GB alebo 64 GB disk, na rovnakej úrovni s pevnými diskami z lepšej časti pred desiatimi rokmi, sú rozumnou voľbou v tejto úlohe.

    Nakoniec sme dosiahli miesto, kde si môžete uložiť rozumné množstvo pamäti cenovo dostupných a primeraných rýchlostí na eMMC a flash, a preto ľudia ísť za ne.


    Máte niečo doplniť vysvetlenie? Znie to v komentároch. Chcete sa dozvedieť viac odpovedí od iných používateľov technickej úrovne Stack Exchange? Pozrite sa na celý diskusný príspevok tu.

    Image Credit: Martin Voltri (Flickr)