Wat maakt eMMC-Flash-geheugen levensvatbaar in mobiele apparaten, maar niet in pc's?
Het gebruik van het flash-geheugen voor het uitvoeren van een desktopsysteem, zoals Windows, werd al geruime tijd afgeraden. Maar wat maakte het tot een wenselijke en haalbare optie voor mobiele apparaten? De SuperUser Q & A-post van vandaag biedt het antwoord op de vraag van een nieuwsgierige lezer. De vraag- en antwoordsessie van vandaag komt tot ons dankzij SuperUser - een onderdeel van Stack Exchange, een door de gemeenschap gestuurde groep van Q & A-websites.
De vraag
SuperUser-lezer RockPaperLizard wil weten wat eMMC-flashgeheugen mogelijk maakt op mobiele apparaten, maar niet op pc's:
Sinds USB-flashdrives zijn uitgevonden, hebben mensen zich afgevraagd of ze hun besturingssysteem daarop konden gebruiken. Het antwoord was altijd "nee", omdat het aantal benodigde schrijfbewerkingen voor een besturingssysteem snel zou afnemen.
Naarmate SSD's populairder werden, is de technologie voor slijtage-nivellering verbeterd om besturingssystemen daarop te laten draaien. Verschillende tablets, netbooks en andere slanke computers gebruiken flash-geheugen in plaats van een harde schijf of SSD en het besturingssysteem is erop opgeslagen.
Hoe werd dit opeens praktisch? Implementeren ze doorgaans technologieën voor slijtage-nivellering?
Wat maakt eMMC-flashgeheugen mogelijk op mobiele apparaten, maar niet op pc's?
Het antwoord
Bijdragers van SuperUser Speeddymon en Journeyman Geek hebben het antwoord voor ons. Ten eerste Speeddymon:
Alle flashgeheugenapparaten, van tablets tot mobiele telefoons, slimme horloges, SSD's, SD-kaarten in camera's en USB-thumbdrives maken gebruik van NVRAM-technologie. Het verschil zit in de NVRAM-architectuur en hoe het besturingssysteem het bestandssysteem aankoppelt op welk opslagmedium dan ook.
Voor Android-tablets en mobiele telefoons is de NVRAM-technologie gebaseerd op eMMC. De gegevens die ik over deze technologie kan vinden, suggereren tussen 3k tot 10k schrijfcycli. Helaas is niets van wat ik tot nu toe heb gevonden definitief, omdat Wikipedia niets zegt over de schrijfcycli van deze technologie. Alle andere plaatsen die ik heb bekeken, waren verschillende fora, dus nauwelijks wat ik een betrouwbare bron zou noemen. Ter vergelijking, de schrijfcycli op andere NVRAM-technologie zoals SSD's, die NAND- of NOR-technologie gebruiken, bevinden zich tussen 10k en 30k.
Nu, met betrekking tot de keuze van het besturingssysteem om het bestandssysteem te mounten. Ik kan niet spreken over hoe Apple het doet, maar voor Android is de chip gepartitioneerd zoals een harde schijf dat zou zijn. U hebt een besturingssysteempartitie, een gegevenspartitie en verschillende andere partities, afhankelijk van de fabrikant van het apparaat.
De echte rootpartitie bevindt zich in de bootloader, die wordt gebundeld als een gecomprimeerd bestand (jffs2, cramfs, enz.) Samen met de kernel, zodat wanneer de fase 1-opstart van het apparaat is voltooid (meestal het logo van de fabrikant), de kernel opstart en de root-partitie tegelijkertijd als een RAM-schijf wordt aangekoppeld.
Naarmate het besturingssysteem opstart, wordt het geactiveerd het bestandssysteem van de primaire partitie (/ systeem, dat jffs2 is op apparaten vóór Android 4.0, ext2 / 3/4 op apparaten sinds Android 4.0 en xfs op de nieuwste apparaten) als alleen-lezen, zodat er geen gegevens naar kunnen worden geschreven. Dit kan natuurlijk worden verwerkt door het zogenaamde "rooten" van uw apparaat, dat u toegang geeft als een supergebruiker en u toestaat om de partitie opnieuw te koppelen als lezen / schrijven. Uw "gebruikers" -gegevens worden naar een andere partitie op de chip geschreven (/ data, die dezelfde conventie volgt als hierboven op basis van de Android-versie).
Met steeds meer mobiele telefoons die SD-kaartsleuven gebruiken, denkt u misschien dat u zult sneller de schrijfcyclus-cap raken omdat al uw gegevens nu worden opgeslagen in eMMC-opslag in plaats van een SD-kaart. Gelukkig detecteren de meeste bestandssystemen een mislukte write naar een bepaald opslaggebied. Als een schrijf mislukt, worden de gegevens geruisloos opgeslagen in een nieuw opslaggebied en wordt het slechte gebied (ook wel een slecht blok genoemd) afgezet door het bestandssysteemstuurprogramma zodat de gegevens daar in de toekomst niet meer worden geschreven. Als een leesbewerking mislukt, worden de gegevens als beschadigd gemarkeerd en wordt de gebruiker verteld een bestandssysteemcontrole uit te voeren (of schijfcontrole), of het apparaat controleert automatisch het bestandssysteem tijdens de volgende keer opstarten.
Google heeft trouwens een patent voor het automatisch detecteren en verwerken van slechte blokken: Slechte blokkades beheren in het flashgeheugen voor elektronische gegevensflashkaart
Om meer ter zake te komen, is uw vraag hoe dit opeens praktisch werd, niet de vraag juiste vraag om te stellen. Het was nooit onpraktisch in de eerste plaats. Het werd ten zeerste afgeraden om een besturingssysteem (Windows) op een SSD te installeren (vermoedelijk) vanwege het aantal schrijfbewerkingen op een schijf.
Het register ontvangt bijvoorbeeld letterlijk honderden lees- en schrijfbewerkingen per seconde, wat kan gezien met de Regmon-tool Microsoft-SysInternals.
Windows installeren werd afgeraden op SSD's van de eerste generatie omdat met het ontbreken van slijtage-nivellering de gegevens die naar het register werden geschreven elke seconde (waarschijnlijk) uiteindelijk in beslag werden genomen door early adopters en resulteerden in niet-opstartbare systemen als gevolg van beschadiging van het register.
Met tablets, mobiele telefoons en vrijwel elk ingebed apparaat is er geen register (Windows Embedded-apparaten zijn natuurlijk uitzonderingen) en er is dus geen probleem dat gegevens constant worden geschreven naar dezelfde delen van het flash-medium.
Voor Windows Embedded-apparaten, zoals veel van de kiosks die worden aangetroffen op openbare plaatsen (zoals Walmart, Kroger, enz.), waar u van tijd tot tijd een willekeurig BSOD kunt zien, is er geen volk Veel configuratie die kan worden gedaan omdat ze vooraf zijn ontworpen met configuraties die bedoeld zijn om nooit te veranderen. De enige keer dat er wijzigingen plaatsvinden, is voordat de chip in de meeste gevallen wordt geschreven. Alles dat moet worden opgeslagen, zoals uw betaling aan de supermarkt, wordt gedaan via het netwerk naar de databases van de winkel op een server.
Gevolgd door het antwoord van Journeyman Geek:
Het antwoord was altijd "nee" omdat het aantal benodigde schrijfbewerkingen voor een besturingssysteem ze snel zou verslijten.
Ze werden uiteindelijk kosteneffectief voor regulier gebruik. Dat "dragen" de enige zorg is, is een beetje een aanname. Er zijn al geruime tijd systemen met Solid State Memory aan het lopen. Veel mensen die auto-puters bouwden, startten op CF-kaarten (die elektrisch compatibel waren met PATA en triviaal te installeren in vergelijking met PATA-harde schijven), en industriële computers hadden een kleine, robuuste opslag op flash-basis.
Dat gezegd hebbende, waren er niet veel opties voor de gemiddelde persoon. Je zou een dure CF-kaart en een adapter voor een laptop kunnen kopen, of een kleine, zeer dure industriële schijf op een module-eenheid voor een desktop kunnen vinden. Ze waren niet erg groot in vergelijking met hedendaagse harde schijven (moderne IDE DOM's top-out op 8 GB of 16 GB denk ik). Ik ben er vrij zeker van dat je solide state-systeemstations had kunnen installeren, lang voordat standaard SSD's algemeen werden.
Voor zover ik weet, zijn er echt geen universele / magische verbeteringen in de slijtage-egalisatie geweest. Er zijn stapsgewijze verbeteringen geweest terwijl we van pricy SLC naar MLC, TLC en zelfs QLC zijn gegaan, samen met kleinere procesgroottes (allemaal lagere kosten met een wat groter risico op slijtage). Flash is een stuk goedkoper geworden.
Er waren ook enkele alternatieven die geen slijtageproblemen hadden. Bijvoorbeeld, het hele systeem draaien van een ROM (dat is waarschijnlijk een opslag in vaste toestand) en RAM met batterijvoeding, die veel vroege SSD's en draagbare apparaten zoals de Palm Pilot gebruikten. Geen van deze zijn tegenwoordig gebruikelijk. Harde schijven schommelden in vergelijking met bijvoorbeeld RAM-geheugen met batterij (te duur), apparaten met vroege solid-state (enigszins prijzig) of boeren met vlaggen (nooit gevangen vanwege de verschrikkelijke gegevensdichtheid). Zelfs het moderne flashgeheugen is een afstammeling van snel wissende eeproms en eeproms zijn gebruikt in elektronische apparaten voor het opslaan van dingen als firmware voor eeuwen.
Harde schijven bevonden zich eenvoudig op een mooie kruising van hoog volume (wat belangrijk is), laag kosten en relatief voldoende opslagcapaciteit.
De reden waarom u eMMC's aantreft in moderne, low-end computers, is dat de componenten relatief goedkoop zijn, groot genoeg zijn (voor desktopbesturingssystemen) tegen die kosten, en gemeenschappelijk zijn met componenten van mobiele telefoons, dus zij worden in bulk geproduceerd met een standaardinterface. Ze geven ook een grote opslagdichtheid voor hun volume. Aangezien veel van deze machines een schamele 32-GB of 64-GB schijf hebben, vergelijkbaar met harde schijven uit het betere deel van een decennium geleden, zijn ze een verstandige optie in deze rol.
We komen eindelijk op het punt waar je een redelijke hoeveelheid geheugen betaalbaar en met redelijke snelheden op eMMC's en flash kunt opslaan, wat de reden is waarom mensen ervoor gaan.
Heeft u iets toe te voegen aan de uitleg? Geluid uit in de reacties. Wilt u meer antwoorden van andere technisch onderlegde Stack Exchange-gebruikers lezen? Bekijk hier de volledige discussiethread.
Image Credit: Martin Voltri (Flickr)
Hoe vervelende Mac-meldingen uit te schakelen
Meldingen zijn geweldig wanneer u ze nodig hebt en erg als u dat niet doet. Hier leest u hoe u alle meldingen tijdelijk uitschakelt en configureert welke apps en websites ze anders kunnen weergeven. Schakel alle meldingen tijdelijk uit met Niet storen De functie Niet storen voorkomt dat u meldingen ziet of oproepen ontvangt terwijl het actief.
Wat is geïnstalleerd en waarom wordt het uitgevoerd op mijn Mac?
U hoort de ventilatoren van uw Mac draaien, dus u controleert Activity Monitor. Blijkt dat iets dat "installd" heet, een heleboel CPU-kracht in beslag neemt. Wat is er aan de hand? GERELATEERD: Wat is dit proces en waarom wordt het uitgevoerd op mijn Mac? Dit artikel maakt deel uit van onze doorlopende serie waarin verschillende processen worden beschreven die te vinden zijn in Activity Monitor, zoals kernel_task, hidd, mdsworker , en vele anderen.
