Điều gì cho phép bộ nhớ flash được sử dụng cho HĐH trong các máy tính như máy tính bảng?

Kể từ khi ổ đĩa flash (thẻ nhớ USB) được phát minh, mọi người tự hỏi liệu họ có thể chạy hệ điều hành của mình trên chúng không. Câu trả lời là "không" vì số lần ghi mà HĐH yêu cầu sẽ nhanh chóng làm hao mòn ổ đĩa flash.

Khi SSD trở nên phổ biến, các công nghệ cân bằng hao mòn đã được cải thiện để cho phép các hệ điều hành chạy trên chúng.

Nhiều máy tính bảng, netbook và các máy tính mỏng khác sử dụng bộ nhớ flash thay vì ổ cứng hoặc SSD và HĐH được lưu trữ trên đó. Làm thế nào điều này đột nhiên trở nên thiết thực? Ví dụ, họ có thường thực hiện các công nghệ cân bằng hao mòn không?

"Câu trả lời là" không "vì số lần ghi mà HĐH yêu cầu sẽ nhanh chóng làm hao mòn ổ đĩa flash."

TLDR: Cuối cùng họ đã trở thành hiệu quả chi phí cho việc sử dụng chính.

Mối quan tâm duy nhất của mặc đó là một chút giả định. Đã có những hệ thống chạy hết bộ nhớ trạng thái rắn trong một khoảng thời gian đáng kể - nhiều người chế tạo bộ đặt xe đã khởi động thẻ CF (tương thích điện với PATA - và tầm thường để cài đặt thay vì ổ cứng PATA) và PC công nghiệp đã có lưu trữ nhỏ, gồ ghề, dựa trên flash. Điều đó nói rằng, không có nhiều lựa chọn cho người bình thường. Bạn có thể mua thẻ CF pricy và bộ chuyển đổi cho máy tính xách tay hoặc tìm một đĩa công nghiệp nhỏ, rất cay trên bộ phận mô-đun cho máy tính để bàn. Chúng không quá lớn so với các ổ đĩa cứng hiện đại (tôi nghĩ IDE DOM hiện đại đứng đầu ở mức 8gb hoặc 16gb). Khá chắc chắn rằng bạn có thể đã nhận được các ổ đĩa hệ thống trạng thái rắn được thiết lập trước khi SSD 'tiêu chuẩn' trở nên phổ biến

Tôi thực sự không có bất kỳ cải tiến phổ quát / ma thuật nào trong việc cân bằng độ mòn theo như tôi biết. Đã có những cải tiến gia tăng (trong khi chúng tôi đã chuyển từ SLC sang MLC, TLC và thậm chí QLC, và kích thước quy trình nhỏ hơn, tất cả đều có chi phí thấp hơn, có nguy cơ hao mòn cao hơn). Flash đã rẻ hơn rất nhiều .

Ngoài ra còn có một vài lựa chọn thay thế không có vấn đề hao mòn - ví dụ như chạy toàn bộ hệ thống khỏi ROM (được cho là lưu trữ trạng thái rắn), ram hỗ trợ pin, mà nhiều ổ SSD và thiết bị di động đầu tiên như phi công cọ đã sử dụng. Không ai trong số này là phổ biến ngày nay. Ổ đĩa cứng rung chuyển so với nói, ram hỗ trợ pin (quá đắt), thiết bị trạng thái rắn ban đầu (hơi cay) hoặc nông dân có cờ (không bao giờ bị bắt, mật độ dữ liệu khủng khiếp ). Ngay cả bộ nhớ flash hiện đại cũng là hậu duệ của các eeprom xóa nhanh ) và eeprom đã được sử dụng trong các thiết bị điện tử để lưu trữ những thứ như phần sụn lâu đời.

Ổ cứng chỉ đơn giản là ở một giao điểm tốt với âm lượng lớn (rất quan trọng!), Chi phí thấp (ish) và lưu trữ tương đối đủ .

Lý do bạn tìm thấy emmcs trong các PC hiện đại, cấp thấp là các thành phần tương đối rẻ, đủ lớn (cho hệ điều hành máy tính để bàn) với chi phí đó và chia sẻ điểm chung với các thành phần điện thoại di động, do đó được sản xuất hàng loạt với giao diện chuẩn. Họ cũng cho mật độ lưu trữ lớn cho khối lượng của họ. Xét nhiều trong số những máy có một ít ỏi 32 hoặc 64GB ổ đĩa, ngang bằng với các ổ đĩa cứng từ phần tốt hơn một thập kỷ trước, họ là một lựa chọn hợp lý trong vai trò này.

Cuối cùng chúng ta cũng đạt đến điểm mà bạn có thể lưu trữ một lượng bộ nhớ hợp lý và với tốc độ hợp lý trên emmcs và flash, đó là lý do mọi người tìm đến chúng.

Tất cả các thiết bị bộ nhớ flash, từ máy tính bảng, điện thoại đến đồng hồ thông minh, SSD và thậm chí cả thẻ SD trong máy ảnh và ổ USB đều sử dụng công nghệ NVRAM. Sự khác biệt nằm ở kiến ​​trúc của NVRAM và cách hệ điều hành gắn kết hệ thống tập tin trên bất kỳ phương tiện lưu trữ nào.

Đối với máy tính bảng và điện thoại Android, công nghệ NVRAM dựa trên eMMC. Dữ liệu tôi có thể tìm thấy trên công nghệ này gợi ý các chu kỳ ghi từ 3k đến 10k. Thật không may, cho đến nay, không có gì tôi tìm thấy là dứt khoát, vì Wikipedia trống trong chu kỳ viết của công nghệ này. Tất cả các địa điểm khác mà tôi đã xem chỉ là các diễn đàn khác nhau, vì vậy hầu như những gì tôi sẽ gọi là một nguồn đáng tin cậy.

Để so sánh, các công nghệ NVRAM khác như SSD sử dụng công nghệ NAND hoặc NOR, chu kỳ ghi nằm trong khoảng từ 10k đến 30k.

Bây giờ, liên quan đến sự lựa chọn của hệ điều hành về cách gắn kết hệ thống tập tin .... Tôi không thể nói về cách Apple làm điều đó, nhưng đối với Android, chip được phân vùng như một ổ cứng. Bạn có phân vùng HĐH và phân vùng dữ liệu, cùng với một số phân vùng độc quyền khác tùy thuộc vào nhà sản xuất thiết bị. Phân vùng gốc thực sự nằm bên trong bộ nạp khởi động, được gói dưới dạng tệp nén (jffs2, cramfs, v.v.) cùng với kernel, để khi khởi động giai đoạn 1 của thiết bị hoàn tất (màn hình logo của nhà sản xuất), thì kernel đã khởi động và phân vùng gốc được gắn đồng thời dưới dạng đĩa ram.

Khi HĐH khởi động, nó gắn hệ thống tệp của phân vùng chính (/ system, là jffs2 trên các thiết bị trước Android 4.0 và ext2 / 3/4 trên các thiết bị kể từ Android 4.0 và xfs trên các thiết bị mới nhất) dưới dạng chỉ đọc dữ liệu có thể được ghi vào nó. Tất nhiên, điều này có thể được xử lý bằng cái gọi là "root" của thiết bị, cho phép bạn truy cập dưới dạng siêu người dùng và cho phép bạn truy xuất phân vùng dưới dạng đọc / ghi. Dữ liệu "người dùng" của bạn được ghi vào một phân vùng khác trên chip (/ dữ liệu, tuân theo quy ước tương tự như trên dựa trên phiên bản Android).

Với ngày càng nhiều điện thoại bỏ vào khe cắm thẻ sdcard, bạn có thể nghĩ rằng mình sẽ đạt được giới hạn ghi sớm hơn vì tất cả dữ liệu của bạn hiện đang được lưu vào bộ lưu trữ eMMC thay vì thẻ sdcard. May mắn thay, hầu hết các hệ thống tập tin phát hiện ghi không thành công vào một vùng lưu trữ nhất định. Nếu ghi không thành công, thì dữ liệu sẽ được lưu âm thầm vào một vùng lưu trữ mới và vùng xấu (được gọi là khối xấu) sẽ bị trình điều khiển hệ thống tập tin chặn lại để dữ liệu không còn được ghi ở đó trong tương lai. Nếu đọc thất bại, thì dữ liệu được đánh dấu là bị hỏng và người dùng được yêu cầu chạy kiểm tra hệ thống tệp hoặc kiểm tra đĩa hoặc thiết bị sẽ tự động kiểm tra hệ thống tệp trong lần khởi động tiếp theo.

Trên thực tế, Google có bằng sáng chế để tự động phát hiện và xử lý các khối xấu.

https://www.google.com/patents/US7690031

Để hiểu rõ hơn, câu hỏi của bạn "làm thế nào điều này đột nhiên trở nên thiết thực?" không phải là câu hỏi đúng để được hỏi Thay vào đó, nó không bao giờ không thực tế, ở nơi đầu tiên. Chúng tôi khuyên bạn không nên cài đặt HĐH (Windows) trên ổ SSD (có lẽ) vì số lần ghi mà HĐH thực hiện trên đĩa.

Ví dụ: sổ đăng ký nhận được hàng trăm lượt đọc và ghi mỗi giây, có thể được nhìn thấy bằng công cụ Microsoft / SysIternals Regmon ( https://technet.microsoft.com/en-us/sysi INTERNals / regmon.aspx )

Việc cài đặt HĐH (Windows) được khuyến cáo đối với các ổ SSD thế hệ đầu tiên bởi vì, do không có mức độ hao mòn, dữ liệu được ghi vào sổ đăng ký mỗi giây cuối cùng có thể bắt kịp những người dùng đầu tiên và dẫn đến các hệ thống không thể khởi động do hỏng hóc đăng ký.

Với máy tính bảng và điện thoại, và hầu như bất kỳ thiết bị nhúng nào khác, không có đăng ký (tất nhiên thiết bị nhúng Windows là ngoại lệ) và do đó, không có lo lắng về việc dữ liệu liên tục được ghi vào cùng một phần của phương tiện flash.

Đối với các thiết bị nhúng của Windows, chẳng hạn như nhiều ki-ốt (bao gồm các ki-ốt tự kiểm tra Walmart và Kroger) ở ngoài công cộng - bạn biết đấy, những thiết bị mà thỉnh thoảng bạn có thể thấy BSOD ngẫu nhiên - không có nhiều về cấu hình có thể được thực hiện, vì chúng được thiết kế sẵn với các cấu hình được dự định sẽ không bao giờ thay đổi. Thay đổi thời gian duy nhất diễn ra là trước khi chip được viết trong hầu hết các trường hợp. Bất cứ điều gì cần được lưu (chẳng hạn như thanh toán của bạn cho cửa hàng tạp hóa) đều được thực hiện qua mạng tới cơ sở dữ liệu của cửa hàng trên máy chủ.

Câu hỏi của bạn được đặt ra dựa trên giả định rằng các giới hạn ghi bộ nhớ flash, không có mức độ hao mòn lớn, khiến nó không phù hợp với bộ lưu trữ chính của bất kỳ thiết bị điện toán nào. Có một loạt các thiết bị điện toán, bao gồm máy tính bảng, netbook, điện thoại thông minh, v.v., sử dụng bộ nhớ flash cho mục đích này, mà không có mức độ hao mòn được tìm thấy trong SSD.

Cuộc sống ký ức

Tôi không thể tìm thấy bằng chứng rằng nhìn chung, bộ nhớ được sử dụng trong các thiết bị này có tuổi thọ cao hơn ổ đĩa flash hoặc thẻ SD.

Mặc dù bộ nhớ flash được sử dụng, có một số khác biệt so với những gì trong ổ đĩa bút hoặc thẻ SD. Các máy tính này thường sử dụng eMMC, chứa bộ điều khiển và bộ nhớ flash trên một chip, với kiến ​​trúc khác với thẻ SD hoặc ổ đĩa flash. Một điểm khác biệt cho bộ điều khiển eMMC là nó mô phỏng ổ cứng, vì vậy máy tính xem nó là một thiết bị có thể khởi động. Đó là một sự tiện lợi trong thiết kế.

Một số nhà sản xuất cho rằng bộ điều khiển eMMC của họ thực hiện cân bằng hao mòn tốt hơn và có khả năng sửa lỗi mạnh hơn so với những gì bạn tìm thấy trong thẻ SD hoặc ổ đĩa flash thông thường. Ý nghĩa của ECC được cải thiện là nó có thể chịu đựng được sự xuống cấp nhiều hơn và vẫn hoạt động, do đó nó có một cuộc sống hiệu quả lâu hơn.

Vì tất cả điều này là độc quyền, rất khó để tìm thấy dữ liệu cứng để hỗ trợ nó. Ngay cả khi có các eMMC cao cấp tồn tại lâu hơn, đó không nhất thiết là những gì được sử dụng trong phần lớn các thiết bị này. Thông tin linh tinh tôi có thể tìm thấy về giới hạn ghi eMMC dường như đặt nó trong cùng một sân bóng chung như thẻ SD và ổ đĩa bút.

Nhìn chung, có vẻ như, bộ nhớ có tuổi thọ cao hơn không phải là cơ sở để sử dụng bộ nhớ flash làm bộ nhớ chính trong các thiết bị này. Mọi người đều không sai về giới hạn viết; việc sử dụng có thể được giải thích bởi thực tế là các yêu cầu là khác nhau.

Sự khác biệt về nền tảng

PC và máy tính xách tay là những máy tính có mục đích chung mà mọi người mong đợi sử dụng trong một thời gian dài. Ổ đĩa flash và thẻ nhớ không phù hợp lắm vì thiết bị lưu trữ chính của họ có số lượng văn bản thông thường được thiết kế để xử lý và tuổi thọ dịch vụ dự kiến ​​của họ. Điều đó được phản ánh trong hướng dẫn mà bạn mô tả trong câu hỏi và điều đó đã không thay đổi (ít nhất là đối với thế hệ bộ nhớ flash hiện tại).

Máy tính bảng, netbook, điện thoại thông minh và những thứ tương tự là một tình huống khác nhau. Những người sử dụng bộ nhớ flash làm bộ lưu trữ chính của họ là các thiết bị có mục đích giới hạn. Các tác vụ chúng được thiết kế để xử lý, tài nguyên phần cứng tối thiểu có sẵn để hỗ trợ các mục đích sử dụng khác, thiết kế cơ bản và hệ điều hành và phần mềm của chúng, dẫn đến việc viết ít hơn so với PC. Cho rằng các thiết bị này dựa vào bộ nhớ flash (ở định dạng không thể thay thế), giới hạn ghi là một điều cần cân nhắc trong những gì chạy trên chúng.

Họ cũng có tuổi thọ ngắn hơn. Các thiết bị sử dụng bộ nhớ flash làm bộ lưu trữ chính của chúng không tốn kém, được thiết kế cho một thị trường nơi mọi người thường nâng cấp. Các thiết bị cung cấp các tính năng và khả năng nhất định trong một yếu tố hình thức nhỏ bé và chúng tồn tại miễn là chúng tồn tại dựa trên các thành phần mà chúng được xây dựng từ đó. Pin có thể bị hỏng trước khi bộ nhớ flash hoặc các bộ phận có thể bị hỏng. Và tiếp tục liên tục để thuyết phục bạn rằng thiết bị của bạn đã lỗi thời và cần được thay thế bằng model mới nhất.

Có một câu chuyện mà Henry Ford đã từng gửi các kỹ sư của mình đến bãi rác để tìm kiếm các thành phần của những chiếc xe chết vẫn còn tốt. Ý tưởng là những bộ phận đó có thể được sản xuất với giá rẻ hơn vì chúng không cần phải tồn tại lâu như chúng đã làm. Logic đó áp dụng cho bộ nhớ flash trong các thiết bị này. Nó chỉ cần tồn tại đủ lâu, nó không cần lâu hơn thiết bị.

Dòng dưới cùng

Có những thị trường dành cho các thiết bị điện toán nhỏ, giá rẻ không viết được nhiều vào bộ lưu trữ chính như PC được thiết kế để xử lý và điều đó không có cùng kỳ vọng về dịch vụ. Bộ nhớ ở dạng eMMC rẻ, nhỏ, có khả năng khởi động và đủ tốt cho ứng dụng đó.