Flash-muistin käyttämistä työpöytäjärjestelmän, kuten Windowsin, ajamiseksi ei suositeltu pitkään aikaan. Mutta mikä teki siitä toivottavan ja toteuttamiskelpoisen vaihtoehdon mobiililaitteille? Tämän päivän SuperUser Q & A -viestillä on vastaus utelias lukijan kysymykseen.
Tämän päivän Kysymys- ja vastausistunto tulee meille SuperUser-yhteisöstään, joka on Stack Exchangen osasto.
Kysymys
SuperUser-lukija RockPaperLizard haluaa tietää, mikä tekee eMMC-muistista kannattavan mobiililaitteissa, mutta ei tietokoneissa:
Siitä lähtien, kun USB-muistitikut keksittiin, ihmiset ovat miettineet, voisivatko he käyttää käyttöjärjestelmiä niillä. Vastaus oli aina "ei", koska käyttöjärjestelmän vaatima kirjoitusmäärä kuluttaa ne nopeasti.
Kun SSD-asemat ovat tulleet suositummiksi, kulumistasotekniikka on parantunut, jotta käyttöjärjestelmät voivat toimia niillä. Erilaiset tabletit, netbookit ja muut ohuet tietokoneet käyttävät flash-muistia kiintolevyn tai SSD: n sijaan, ja käyttöjärjestelmä on tallennettu siihen.
Kuinka tästä tuli yhtäkkiä käytännöllistä? Toteuttavatko he tyypillisesti esimerkiksi kulumista tasoittavia tekniikoita?
Mikä tekee eMMC-flash-muistista elinkelpoisen mobiililaitteissa, mutta ei tietokoneissa?
Vastaus
SuperUser-avustajilla Speeddymonilla ja Journeyman Geekillä on vastaus meille. Ensimmäinen ylös, Speeddymon:
Kaikki flash-muistilaitteet tablet-laitteista matkapuhelimiin, älykellot, SSD-asemat, kameroiden SD-kortit ja USB-muistitikut käyttävät NVRAM-tekniikkaa. Ero on NVRAM-arkkitehtuurissa ja siinä, miten käyttöjärjestelmä kiinnittää tiedostojärjestelmän mihin tahansa tallennusvälineeseen, jossa se on.
Android-tableteille ja matkapuhelimille NVRAM-tekniikka on eMMC-pohjainen. Tiedot, jotka löydän tästä tekniikasta, viittaavat 3–10 000 kirjoitusjaksoon. Valitettavasti mikään toistaiseksi löytämäni asia ei ole lopullinen, koska Wikipedia on tyhjä tämän tekniikan kirjoitusjaksoissa. Kaikki muut paikat, joita olen katsonut, sattuivat olemaan erilaisia foorumeita, joten tuskin mitä kutsun luotettavaksi lähteeksi.
Vertailun vuoksi muun NVRAM-tekniikan, kuten SSD-levyjen, jotka käyttävät NAND- tai NOR-tekniikkaa, kirjoitusjaksot ovat välillä 10–30 kt.
Mitä tulee käyttöjärjestelmän valintaan tiedostojärjestelmän liittämisessä. 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 valmistajasta riippuen.
Todellinen juuriosio asuu käynnistyslataimessa, joka niputetaan pakattuna tiedostona (jffs2, cramfs jne.) Ytimen kanssa siten, että kun laitteen ensimmäisen vaiheen käynnistys on valmis (valmistajan logonäyttö yleensä), sitten ydin ja root-osio asennetaan samanaikaisesti RAM-levyksi.
Kun käyttöjärjestelmä käynnistyy, se kiinnittää ensisijaisen osion tiedostojärjestelmän (/ system, joka on jffs2 laitteilla ennen Android 4.0: ta, ext2 / 3/4 laitteilla Android 4.0: n jälkeen ja xfs uusimmilla laitteilla) vain luku -muodossa että siihen ei voida kirjoittaa mitään tietoja. Tämä voidaan tietysti kiertää laitteen ns. "Juurtumisella", mikä antaa sinulle pääsyn superkäyttäjänä ja jonka avulla voit asentaa osion uudelleen luku- / kirjoitusasennona. Käyttäjätietosi kirjoitetaan sirun eri osioon (/ data, joka noudattaa samaa käytäntöä kuin yllä Android-version perusteella).
Kun yhä useampia matkapuhelimia kaadetaan SD-korttipaikkoihin, saatat ajatella, että saavutat kirjoitusjakson korkki aikaisemmin, koska kaikki tietosi tallennetaan nyt eMMC-tallennustilaan SD-kortin sijaan. Onneksi suurin osa tiedostojärjestelmistä havaitsee epäonnistuneen kirjoituksen tietylle tallennustilan alueelle. Jos kirjoitus epäonnistuu, tiedot tallennetaan hiljaa uudelle tallennusalueelle ja tiedostojärjestelmäohjain sulkee virheellisen alueen (joka tunnetaan virheellisenä lohkona), jotta tietoja ei enää kirjoiteta sinne tulevaisuudessa. Jos lukeminen epäonnistuu, tiedot merkitään vioittuneiksi ja joko käyttäjää kehotetaan suorittamaan tiedostojärjestelmän tarkistus (tai tarkistuslevy), tai laite tarkistaa tiedostojärjestelmän automaattisesti seuraavan käynnistyksen yhteydessä.
Itse asiassa Googlella on patentti virheellisten lohkojen automaattiseen havaitsemiseen ja käsittelyyn: Flash-muistin virheellisten lohkojen hallinta elektronisen datan flash-kortille
Kysymys siitä, miten siitä yhtäkkiä tuli käytännöllinen, ei ole oikea kysymys, jotta pääset paremmin asiaan. Se ei ollut koskaan epäkäytännöllistä. Se ei suosittanut käyttöjärjestelmän (Windows) asentamista SSD-asemaan (oletettavasti), koska se kirjoitti levylle.
Esimerkiksi rekisteri vastaanottaa kirjaimellisesti satoja luku- ja kirjoitusnopeuksia sekunnissa, mikä näkyy myös Microsoft-SysInternals Regmon -työkalu .
Ensimmäisen sukupolven SSD-asemissa Windowsin asentamista ei suositeltu, koska kulumisen tasaamisen puuttuessa rekisteriin joka sekunti (todennäköisesti) kirjoitettu tieto tarttui lopulta varhaisiin käyttöönottajiin ja johti käynnistämättömiin järjestelmiin rekisterivirheiden vuoksi.
Tablettien, matkapuhelinten ja melkein minkä tahansa muun sulautetun laitteen kanssa ei ole rekisteriä (Windows Embedded -laitteet ovat tietysti poikkeuksia), joten ei ole huolta siitä, että tietoja kirjoitetaan jatkuvasti samoihin osiin flash-mediaa.
Windows Embedded -laitteissa, kuten monissa julkisissa paikoissa olevista kioskeista (kuten Walmart, Kroger jne.), Joissa saatat nähdä satunnaisia BSOD-tiedostoja ajoittain, ei ole mahdollista tehdä paljon määrityksiä, koska ne on ennalta suunniteltu kokoonpanoilla, joiden ei ole tarkoitus koskaan muuttua. Ainoa aika, jolloin muutokset tapahtuvat, on ennen sirun kirjoittamista useimmissa tapauksissa. Kaikki, mikä on tallennettava, kuten maksut ruokakauppaan, tehdään verkon kautta palvelimen myymälän tietokantoihin.
Journeyman Geekin vastaus:
Vastaus oli aina "ei", koska käyttöjärjestelmän vaatima kirjoitusmäärä kuluttaa ne nopeasti.
Niistä tuli lopulta kustannustehokkaita yleiskäytössä. Se, että "kuluminen" on ainoa huolenaihe, on hieman oletus. Puolijohdemuistista on kulunut järjestelmiä huomattavan pitkän ajan. Monilla ihmisillä, jotka rakensivat autojen asentajia, käynnistettiin CF-kortit (jotka olivat sähköisesti PATA: n kanssa yhteensopivia ja triviaalia asentaa verrattuna PATA-kiintolevyihin), ja teollisuustietokoneilla on ollut pieni, kestävä flash-pohjainen tallennustila.
Tavalliselle henkilölle ei kuitenkaan ollut paljon vaihtoehtoja. Voit ostaa hinnoittelevan CF-kortin ja sovittimen kannettavaan tietokoneeseen tai löytää pienen, hyvin hinnoittelevan teollisen levyn työpöydän moduuliyksiköstä. Ne eivät olleet kovin suuria verrattuna nykyaikaisiin kiintolevyihin (nykyaikaiset IDE-DOMit ovat mielestäni 8 Gt tai 16 Gt). Olen melko varma, että olisit voinut saada kiinteän tilan järjestelmäasemat asennettua ennen kuin tavallisista SSD-asemista tuli yleisiä.
Kulumisen tasoituksessa ei todellakaan ole tapahtunut universaalia / maagista parannusta, sikäli kuin tiedän. Lisäparannuksia on tapahtunut, kun olemme siirtyneet hinnoittelusta SLC: stä MLC: hen, TLC: hen ja jopa QLC: hen yhdessä pienempien prosessikokojen kanssa (jotka kaikki alentavat kustannuksia ja jonkin verran suurempaa kulumisriskiä). Flash on saanut paljon halvempaa.
Oli myös muutama vaihtoehto, jolla ei ollut kulumisongelmia. Esimerkiksi koko järjestelmän ajaminen pois ROM-levyltä (joka on kiistatta puolijohdetallennustila) ja akkukäyttöinen RAM, jota monet varhaiset SSD-asemat ja kannettavat laitteet, kuten Palm Pilot, käyttivät. Mikään näistä ei ole yleistä nykyään. Kiintolevyt ravistelivat verrattuna esimerkiksi akkukäyttöiseen RAM-muistiin (liian kallista), varhaisiin kiinteän tilan laitteisiin (melko kalliisiin) tai talonpoikien lippuja (ei koskaan jäänyt kiinni kauhean datatiheyden vuoksi). Jopa moderni flash-muisti on a nopeasti poistuvien eepromien jälkeläinen ja eepromeja on käytetty elektronisissa laitteissa sellaisten asioiden tallentamiseen, kuten laiteohjelmistot, iän myötä.
Kiintolevyt olivat yksinkertaisesti mukavassa risteyksessä, jossa oli suuri määrä (mikä on tärkeää), alhaiset kustannukset ja suhteellisen riittävä varastointi.
Syy miksi löydät EMMC: t nykyaikaisista, matalatyyppisistä tietokoneista, on se, että komponentit ovat suhteellisen halpoja, riittävän suuria (työpöydän käyttöjärjestelmille) hintaan ja jakavat yhteisyyttä matkapuhelimen komponenttien kanssa, joten niitä tuotetaan irtotavarana tavallisella käyttöliittymällä. Ne antavat myös suuren varastoinnin tiheydelle. Ottaen huomioon, että monilla näistä koneista on niukasti 32 Gt tai 64 Gt asema, samanlaiset kuin vuosikymmenen takaisen kovalevyt, ne ovat järkevä vaihtoehto tässä roolissa.
Olemme vihdoin saavuttamassa pisteen, jossa voit tallentaa kohtuullisen määrän muistia kohtuuhintaan ja kohtuullisella nopeudella eMMC-kortteihin ja flash-muistiin, minkä vuoksi ihmiset käyttävät niitä.
Onko sinulla jotain lisättävää selitykseen? Ääni pois kommenteista. Haluatko lukea lisää vastauksia muilta teknisesti taitavilta Stack Exchangen käyttäjiltä? Katso koko keskusteluketju täältä .
Kuvahyvitys: Martin Voltri (Flickr)
