EMMC Flash Belleği Mobil Cihazlarda Kullanılabilir Kılan, Bilgisayar Değil mi?

Windows gibi bir masaüstü sistemini çalıştırmak için flash bellek kullanılması, bir süre için karşı tavsiye edildi. Peki, mobil cihazlar için ne arzu edilebilir ve uygulanabilir bir seçenek yaptı? Bugünün Süper Kullanıcı Soru-Cevap yazısı meraklı bir okuyucunun sorusuna cevap verdi.

Bugünün Soru ve Cevap oturumu bize topluluk tarafından yönlendirilen bir soru-cevap web sitesi grubu olan Stack Exchange'in bir alt birimi olan SuperUser'ın izniyle geliyor..

Soru

SuperUser okuyucu RockPaperLizard, eMMC flash belleği mobil cihazlarda uygulanabilir kılan şeyleri bilmek istiyor, ancak PC'lerde değil:

USB flash sürücüler icat edildiğinden beri, insanlar işletim sistemlerini kendileri üzerinde çalıştırabileceklerini merak ettiler. Cevap her zaman “hayır” dır, çünkü bir işletim sisteminin gerektirdiği yazma sayısı hızlı bir şekilde aşınırdı..

SSD'ler daha popüler hale geldiğinden, işletim sistemlerinin üzerinde çalışmasına izin vermek için aşınma düzeyi teknolojisi geliştirilmiştir. Çeşitli tabletler, netbooklar ve diğer ince bilgisayarlar, sabit sürücü veya SSD yerine flash bellek kullanır ve işletim sistemi bu cihazda saklanır..

Bu nasıl aniden pratik oldu? Örneğin, aşınma seviyelendirme teknolojilerini kullanıyorlar mı, örneğin?

EMMC flash belleği mobil cihazlarda uygulanabilir kılan şey nedir, PC'lerde değil?

Cevap

Süper Kullanıcı Katkıda Bulunan Speeddymon ve Journeyman Geek bizim için cevabı buluyor. İlk önce, Speeddymon:

Tabletlerden cep telefonlarına, akıllı saatlere, SSD'lere, kameralardaki SD kartlara ve USB flaş sürücülere kadar tüm flash bellek aygıtları NVRAM teknolojisini kullanır. Aradaki fark NVRAM mimarisinde ve işletim sisteminin dosya sistemini ne tür bir depolama ortamına yerleştirdiği.

Android tabletler ve cep telefonları için, NVRAM teknolojisi eMMC tabanlıdır. Bu teknolojide bulabildiğim veriler 3k ila 10k arasında yazma çevrimi olduğunu gösteriyor. Ne yazık ki, şu ana kadar bulduğum hiçbir şey kesin değil, Wikipedia bu teknolojinin yazma döngüsünde boş. Baktığım tüm diğer yerler, çeşitli forumlar oldu, bu yüzden güvenilir bir kaynak dediğim şey pek olmadı..

Karşılaştırma amacıyla, NAND veya NOR teknolojisini kullanan SSD'ler gibi diğer NVRAM teknolojisindeki yazma çevrimleri 10k ile 30k arasındadır..

Şimdi, işletim sisteminin dosya sisteminin nasıl monte edileceğine ilişkin seçimi ile ilgili. Apple'ın nasıl yaptığı hakkında konuşamam, ancak Android için çip, bir sabit disk sürücüsü gibi ayrılmıştır. Aygıt üreticisine bağlı olarak bir işletim sistemi bölümünüz, bir veri bölümünüz ve diğer birkaç özel bölümünüz vardır..

Asıl kök bölümü, çekirdek ile birlikte sıkıştırılmış bir dosya (jffs2, cramfs, vb.) Olarak paketlenmiş önyükleyici içinde yaşar, böylece cihazın 1. aşaması tamamlandığında (genellikle üretici logo ekranı), ardından çekirdek önyükleme yapar ve kök bölüm aynı anda RAM diski olarak monte edilir..

İşletim sistemi önyüklenirken, birincil bölümün dosya sistemini (Android 4.0'dan önceki aygıtlarda jffs2, Android 4.0'dan sonraki aygıtlardaki ext2 / 3/4 ve en son aygıtlardaki xfs olan / sistemi) salt okunur şekilde bağlar. hiçbir veriye yazılamaz. Bu, elbette, cihazınızın “köklenmesi” olarak adlandırılan bir işlemle çözülebilir, bu da size süper bir kullanıcı olarak erişim sağlar ve bölümü okuma / yazma olarak yeniden ayarlamanıza izin verir. “Kullanıcı” verileriniz yonga üzerinde farklı bir bölüme yazılmıştır (/ veriler, Android sürümüne göre yukarıdaki aynı kuralı izler).

Gittikçe daha fazla cep telefonunun SD kart yuvalarını atması ile, tüm verileriniz artık bir SD kart yerine eMMC depolama birimine kaydedildiğinden, yazma döngüsü başlığına daha erken vuracağınızı düşünebilirsiniz. Neyse ki, çoğu dosya sistemi belirli bir depolama alanına yazma başarısız olduğunu tespit ediyor. Yazma başarısız olursa, veriler sessiz bir şekilde yeni bir depolama alanına kaydedilir ve hatalı alan (hatalı bir blok olarak bilinir), dosya sistemi sürücüsü tarafından silinir, böylece veriler artık orada yazılmaz. Okuma başarısız olursa, veriler bozuk olarak işaretlenir ve kullanıcıdan bir dosya sistemi kontrolü yapması (veya diski kontrol etmesi) söylenir veya cihazın bir sonraki önyükleme sırasında dosya sistemini otomatik olarak kontrol etmesi.

Nitekim, Google’ın kötü blokları otomatik olarak tespit etme ve yönetme patenti vardır: Elektronik veri flash kartı için flash bellekteki bozuk blokları yönetme

Daha fazla noktaya gelmek için, bunun nasıl aniden pratik hale geldiği konusundaki sorunuz sorulacak doğru soru değil. İlk başta hiçbir zaman pratik olmadı. Bir işletim sistemini (Windows) bir SSD'ye (büyük olasılıkla) bir diske yaptığı yazma sayısı nedeniyle yüklemeye karşı şiddetle tavsiye edildi.

Örneğin, kayıt defteri kelimenin tam anlamıyla saniyede yüzlerce okuma ve yazma işlemi alıyor, bu da Microsoft-SysInternals Regmon Tool ile görülebiliyor.

Windows yüklemesinin ilk nesil SSD'lerde yapılması önerildi, çünkü aşınma dengeleme eksikliği nedeniyle, her saniye (muhtemelen) kayıt defterine yazılan veriler en sonunda erken benimseyenlerin eline geçti ve kayıt bozulması nedeniyle ortaya çıkmaz sistemlerle sonuçlandı.

Tabletler, cep telefonları ve hemen hemen tüm diğer gömülü aygıtlar için kayıt defteri yoktur (tabi ki istisnai durumlar olan Windows Yerleşik aygıtlar) ve bu nedenle, sürekli olarak flaş ortamının aynı bölümlerine yazılan veri endişesi yoktur..

Zaman zaman rastgele bir BSOD görebileceğiniz halka açık yerlerde (Walmart, Kroger vb. Gibi) bulunan kioskların çoğu gibi Windows Embedded aygıtları için, bunlardan bu yana yapılabilecek çok fazla yapılandırma yoktur. asla değişmemesi gereken yapılandırmalarla önceden tasarlanmışlardır. Sadece zaman değişiklikleri gerçekleşir, çoğu durumda çip yazılmadan önce gerçekleşir. Markete yaptığınız ödeme gibi, kaydedilmesi gereken her şey ağ üzerinden bir sunucudaki mağazanın veritabanlarına yapılır..

Journeyman Geek'in cevabından sonra:

Cevap her zaman “hayır” dır, çünkü bir işletim sisteminin gerektirdiği yazma sayısı hızlı bir şekilde aşınırdı..

Sonunda ana kullanım için uygun maliyetli oldular. Bu “aşınma” tek endişedir, bir varsayım biraz. Katı hal hafızasında önemli bir süredir çalışan sistemler var. Araba taşıyıcıları yapan pek çok kişi CF kartlarını (PATA ile elektriksel olarak uyumlu ve PATA sabit sürücülere göre kullanmaya önem vermedi) başlattı ve endüstriyel bilgisayarlarda küçük, sağlam flash tabanlı depolama alanı kullanıldı..

Bununla birlikte, ortalama bir insan için fazla seçenek yoktu. Pahalı bir CF kart ve bir dizüstü bilgisayar için bir adaptör satın alabilir veya bir masa üstü için modül biriminde küçük, çok pahalı bir endüstriyel disk bulabilirsiniz. Çağdaş sabit disklere kıyasla çok büyük değillerdi (modern IDE DOM'lar 8GB veya 16GB'da çıkıyor). Standart SSD'ler yaygın hale gelmeden önce katı hal sistem sürücüleri kurmuş olabileceğinize eminim.

Bildiğim kadarıyla aşınma seviyelendirmesinde gerçekten evrensel / büyülü bir gelişme olmamıştır. Pahalı SLC'den MLC, TLC'ye ve hatta QLC'den daha küçük işlem boyutlarıyla (hepsi daha yüksek yıpranma riski olan düşük maliyet) uzaklaşırken artan gelişmeler oldu. Flash çok daha ucuz hale geldi.

Aşınma sorunu olmayan birkaç alternatif de vardı. Örneğin, tüm sistemi bir ROM'dan (ki bu muhtemelen katı hal depolama alanıdır) ve pil destekli RAM'den çalıştırıyordu; bu birçok eski SSD ve Palm Pilot gibi taşınabilir aygıtlar kullanıyordu. Bunların hiçbiri bugün yaygın değildir. Sabit diskler, pil destekli RAM (çok pahalı), erken katı hal cihazları (biraz pahalı) veya bayraklı köylülere (korkunç veri yoğunluğu nedeniyle asla yakalanamayan) göre karşılaştırıldığında sallandı. Modern flaş bellek bile hızlı silme eepromlarının bir ürünüdür ve eepromlar elektronik cihazlarda uzun süredir firmware gibi şeylerin depolanması için kullanılmıştır..

Sabit diskler basit bir şekilde yüksek hacimli (önemli olan), düşük maliyetli ve nispeten yeterli depolama alanlarının kesiştiği noktadaydı..

EMMC'leri modern, düşük uçlu bilgisayarlarda bulmanızın nedeni, bileşenlerin nispeten ucuz, yeterince büyük (masaüstü işletim sistemleri için) bu maliyette olması ve cep telefonu bileşenleriyle ortaklığı paylaşmasıdır, bu nedenle standart bir arayüzle toplu olarak üretilirler. Ayrıca, hacimleri için büyük miktarda depolama yoğunluğu sağlarlar. Bu makinelerin birçoğunun, bir on yıl öncesinin daha iyi bir bölümünden gelen sabit disklerle aynı seviyede, 32GB veya 64GB'lık bir disk sürücüsü olduğu göz önüne alındığında, bu rolde mantıklı bir seçenektir..

Sonunda makul bir miktarda hafızayı uygun fiyata ve eMMC’lerde ve flaşta makul hızlarda saklayabileceğiniz bir noktaya ulaştık, bu yüzden insanlar onlar için gidiyor..

Açıklamaya eklemek için bir şey var mı? Yorumlarda ses kesiliyor. Diğer teknoloji meraklısı Stack Exchange kullanıcılarından daha fazla cevap okumak ister misiniz? Burada tüm tartışma konusuna göz atın.

Resim Kredisi: Martin Voltri (Flickr)