Što čini eMMC flash memorije izvediv u mobilnim uređajima, ali ne i osobnim računalima?

Korištenje flash memorije za pokretanje desktop sustava, kao što je Windows, je savjetovano protiv već neko vrijeme. Ali što ga je učinilo poželjnom i održivom opcijom za mobilne uređaje? Današnja postova s ​​pitanjima o odgovorima korisnika imaju odgovor na pitanje znatiželjnog čitatelja.

Današnja sesija pitanja i odgovora dolazi nam ljubaznošću SuperUser-a, podjele Stack Exchangea, grupiranja web-lokacija za pitanja i odgovore u zajednici.

Pitanje

Čitač SuperUser RockPaperLizard želi znati što čini flash memoriju eMMC održivom u mobilnim uređajima, ali ne i osobnim računalima:

Otkako su izumljeni USB flash diskovi, ljudi su se pitali mogu li na njima pokrenuti svoje operativne sustave. Odgovor je uvijek bio "ne", jer bi broj zapisa potrebnih operativnom sustavu brzo istrošio.

Kako su SSD-ovi postali sve popularniji, tehnologija izjednačavanja trošenja se poboljšala kako bi se omogućilo pokretanje operativnih sustava na njima. Razne tablete, netbookovi i druga vitka računala koriste flash memoriju umjesto tvrdog diska ili SSD-a, a operativni sustav je pohranjen na njemu.

Kako je to odjednom postalo praktično? Primjerice, oni obično primjenjuju tehnologije izjednačavanja trošenja?

Što čini eMMC flash memoriju održivom u mobilnim uređajima, ali ne i na osobnim računalima?

Odgovor

SuperUser suradnici Speeddymon i Journeyman Geek imaju odgovor za nas. Prvo gore, Speeddymon:

Svi flash memorijski uređaji, od tableta do mobilnih telefona, pametnih satova, SSD-ova, SD kartica u fotoaparatima i USB palaca koriste NVRAM tehnologiju. Razlika je u NVRAM arhitekturi i načinu na koji operacijski sustav montira datotečni sustav na bilo kojem mediju za pohranu na kojem se nalazi.

Za Android tablete i mobilne telefone NVRAM tehnologija temelji se na eMMC-u. Podaci koje mogu pronaći na ovoj tehnologiji sugeriraju između 3k do 10k ciklusa pisanja. Nažalost, ništa od onoga što sam dosad pronašao nije definitivno, jer je Wikipedija prazna na ciklusima pisanja ove tehnologije. Sva ostala mjesta na koja sam gledao slučajno su bili različiti forumi, tako da jedva mogu nazvati pouzdan izvor.

Radi usporedbe, ciklusi pisanja na drugim NVRAM tehnologijama, kao što su SSD-ovi koji koriste NAND ili NOR tehnologiju, su između 10k i 30k.

Sada, s obzirom na izbor operacijskog sustava o tome kako montirati datotečni sustav. Ne mogu govoriti o tome kako Apple to radi, ali za Android, čip je podijeljen poput tvrdog diska. Imate particiju operacijskog sustava, particiju podataka i nekoliko drugih vlasničkih particija, ovisno o proizvođaču uređaja.

Stvarna korijenska particija živi u bootloaderu, koji je u paketu kao komprimirana datoteka (jffs2, cramfs, itd.) Zajedno s kernelom, tako da se prilikom završetka prvog koraka uređaja (obično logotip zaslon proizvođača), zatim kernel čizme i root particija istovremeno je montirana kao RAM disk.

Kako se operacijski sustav pokreće, on montira datotečni sustav primarne particije (/ system, koji je na uređajima prije Android 4.0, ext2 / 3/4 na uređajima od Android 4.0, i xfs na najnovijim uređajima) tako da je dostupan samo za čitanje. da se na njega ne mogu zapisati nikakvi podaci. To se, naravno, može riješiti takozvanim "ukorjenjivanjem" vašeg uređaja, što vam daje pristup kao super korisniku i omogućuje vam ponovno postavljanje particije kao čitanje / pisanje. Vaši "korisnički" podaci upisuju se na drugu particiju na čipu (/ podaci, koja slijedi istu konvenciju kao gore na temelju verzije Androida).

Uz sve više i više mobilnih telefona koji odbacuju utore za SD kartice, možda ćete pomisliti da ćete prije ući u krug ciklusa pisanja jer se svi vaši podaci sada spremaju u eMMC pohranu umjesto u SD karticu. Srećom, većina datotečnih sustava detektira neuspjelo pisanje na određeno područje pohrane. Ako pisanje ne uspije, tada se podaci tiho spremaju u novo područje pohrane, a loše područje (poznato kao loš blok) oduzima upravljački program datotečnog sustava, tako da se podaci više neće tamo pisati u budućnosti. Ako čitanje ne uspije, tada se podaci označavaju kao oštećeni i korisniku se kaže da pokrene provjeru datotečnog sustava (ili provjeri disk) ili uređaj automatski provjerava datotečni sustav tijekom sljedećeg podizanja sustava..

Zapravo, Google ima patent za automatsko otkrivanje i rukovanje lošim blokovima: Upravljanje lošim blokovima u flash memoriji za elektroničku karticu s podacima

Da biste dobili više na točku, vaše pitanje o tome kako je to odjednom postalo praktično nije pravo pitanje. Nikada nije bilo nepraktično. Preporučeno je da se ne instalira operativni sustav (Windows) na SSD-u (vjerojatno) zbog broja zapisa na disk.

Na primjer, registar prima doslovno stotine čitanja i zapisivanja u sekundi, što se može vidjeti s Microsoft-SysInternals Regmon alatom.

Instaliranje sustava Windows nije preporučljivo na SSD-ovima prve generacije jer zbog nedostatka izravnavanja trošenja, podaci zapisani u registar svake sekunde (vjerojatno) su na kraju uhvatili rane usvojitelje i rezultirali sustavima bez podizanja zbog oštećenja registra..

S tabletama, mobilnim telefonima i gotovo bilo kojim drugim ugrađenim uređajem ne postoji registar (uređaji s ugrađenim sustavom Windows su iznimke, naravno) i stoga nema brige da se podaci stalno pišu na iste dijelove flash medija.

Za uređaje sa sustavom Windows Embedded, kao što su mnogi kiosci pronađeni na javnim mjestima (kao što su Walmart, Kroger, itd.), Gdje možete s vremena na vrijeme vidjeti slučajni BSOD, nema puno konfiguracija koje se mogu obaviti jer su unaprijed dizajnirane s konfiguracijama koje se nikada ne mijenjaju. Jedine promjene koje se događaju su prije pisanja čipa u većini slučajeva. Sve što je potrebno spremiti, kao što je plaćanje u trgovinu, obavlja se putem mreže do baza podataka trgovine na poslužitelju.

Slijedi odgovor iz Journeyman Geek:

Odgovor je uvijek bio "ne", jer bi broj zapisa potrebnih operativnom sustavu brzo istrošio.

Konačno su postali isplativi za redovnu uporabu. To što je "trošenje" jedina briga je pomalo pretpostavka. Postoje sustavi koji rade na solid state memoriji duže vrijeme. Mnogi ljudi koji su izgradili auto-punjače isključili su CF kartice (koje su bile električno kompatibilne s PATA-om i trivijalne za instalaciju u usporedbi s PATA tvrdim diskovima), a industrijska računala imala su male, robusne memorije.

Međutim, za prosječnu osobu nije bilo mnogo mogućnosti. Možete kupiti pricy CF karticu i adapter za prijenosno računalo, ili pronaći mali, vrlo skupi industrijski disk na jedinici modula za radnu površinu. Oni nisu bili jako veliki u usporedbi sa suvremenim tvrdim diskovima (moderni IDE DOM-ovi su na vrhu 8GB ili 16GB, mislim). Ja sam prilično siguran da ste mogli imati stečen čvrstog stanja sustava pogona postaviti put prije standardnih SSD-ovi postali uobičajeni.

Uopće nije bilo nikakvih univerzalnih / čarobnih poboljšanja u izravnavanju trošenja koliko ja znam. Bilo je inkrementalnih poboljšanja dok smo se udaljavali od prcil SLC-a u MLC, TLC, pa čak i QLC, zajedno s manjim procesnim veličinama (od kojih su sve manje cijene s nekim većim rizikom trošenja). Flash je postao mnogo jeftiniji.

Bilo je i nekoliko alternativa koje nisu imale problema s nošenjem. Na primjer, pokretanje cijelog sustava s ROM-a (što je vjerojatno solid state uređaj) i RAM-a s podrškom za bateriju, što mnogi rani SSD-ovi i prijenosni uređaji poput Palm Pilota koriste. Ništa od toga danas nije uobičajeno. Tvrdi diskovi su se uzdrmali u usporedbi s recimo, RAM s baterijom (preskupo), rani solid state uređaji (pomalo skupi), ili seljaci s zastavama (nikada nisu uhvaćeni zbog strašne gustoće podataka). Čak je i moderna flash memorija potomak brzorastućih eeproma i eepromi su korišteni u elektroničkim uređajima za pohranu stvari poput firmware-a godinama.

Tvrdi diskovi jednostavno su bili na lijepom sjecištu velikog volumena (što je važno), niske cijene i relativno dovoljno prostora za pohranu.

Razlog za pronalaženje eMMC-ova u suvremenim računalima s niskim razinama jest da su komponente relativno jeftine, dovoljno velike (za operativne sustave za stolna računala) po toj cijeni i dijele zajedničke sadržaje s komponentama mobilnih telefona, tako da se proizvode skupno u standardnom sučelju. Također daju veliku gustoću skladištenja za njihov volumen. S obzirom na to da mnogi od tih strojeva imaju nizak 32GB ili 64GB pogon, paralelno s tvrdim diskovima iz većeg dijela prije deset godina, oni su razumna opcija u ovoj ulozi.

Konačno smo došli do točke u kojoj možete pohraniti razumnu količinu memorije povoljno i uz razumne brzine na eMMC-ovima i bljeskalici, zbog čega ljudi idu za njima.

Imate li što dodati objašnjenju? Zvuk isključen u komentarima. Želite li pročitati više odgovora od drugih tehničkih korisnika Stack Exchangea? Pogledajte cjelokupnu temu za raspravu ovdje.

Zasluge za sliku: Martin Voltri (Flickr)