Apa yang memungkinkan memori flash digunakan untuk OS di komputer seperti tablet?

Sejak flash drive (stik USB) ditemukan, orang bertanya-tanya apakah mereka dapat menjalankan OS mereka. Jawabannya adalah "tidak" karena jumlah penulisan yang diperlukan oleh OS akan cepat aus pada flash drive.

Saat SSD menjadi populer, teknologi level-aus ditingkatkan untuk memungkinkan sistem operasi untuk menjalankannya.

Berbagai tablet, netbook, dan komputer ramping lainnya menggunakan memori flash bukan hard drive atau SSD, dan OS disimpan di dalamnya. Bagaimana ini tiba-tiba menjadi praktis? Misalnya, apakah mereka biasanya menerapkan teknologi level-aus?

"Jawabannya adalah" tidak "karena jumlah penulisan yang dibutuhkan oleh OS akan cepat aus pada flash drive."

TLDR: Mereka akhirnya menjadi hemat biaya untuk penggunaan umum.

Memakai satu-satunya perhatian adalah sedikit asumsi. Ada sistem yang menjalankan memori solid state untuk periode waktu yang cukup lama - banyak orang yang membuat car-puter mem-boot off kartu CF (yang secara elektrik kompatibel dengan PATA - dan sepele untuk menginstal daripada hard drive PATA), dan PC industri memiliki penyimpanan berbasis flash yang kecil, kasar, dan kokoh. Yang mengatakan, ada banyak pilihan untuk rata-rata orang. Anda dapat membeli kartu CF pricy dan adaptor untuk laptop, atau menemukan disk industri kecil yang sangat pricy pada unit modul untuk desktop. Mereka tidak terlalu besar dibandingkan dengan hard drive kontemporer (IDE modern DOM keluar pada 8GB atau 16GB saya pikir). Cukup yakin Anda bisa mendapatkan solid state system drive yang diatur sebelum SSD 'standar' menjadi umum

Sejauh ini, belum ada peningkatan universal / magis dalam penggunaan leveling. Ada peningkatan bertahap (sementara kami telah beralih dari SLC pricy ke MLC, TLC dan bahkan QLC, dan ukuran proses yang lebih kecil, yang semuanya berbiaya lebih rendah, dengan risiko lebih tinggi mengalami keausan). Flash menjadi jauh lebih murah.

Ada juga beberapa alternatif yang tidak memiliki masalah pakai - misalnya menjalankan seluruh sistem off ROM (yang bisa dibilang merupakan penyimpanan solid state), didukung baterai ram, yang banyak SSD awal dan perangkat portabel seperti pilot sawit digunakan. Tidak ada yang umum hari ini. Hard drive bergoyang dibandingkan dengan mengatakan, ram didukung baterai (terlalu mahal), perangkat solid state awal (agak pricy), atau petani dengan bendera (tidak pernah tertangkap, kepadatan data yang mengerikan ). Bahkan memori flash modern adalah turunan dari eeprom yang menghapus cepat ), dan eeprom telah digunakan dalam perangkat elektronik untuk penyimpanan hal-hal seperti firmware sejak lama.

Hard drive hanya berada di persimpangan bagus volume tinggi (yang penting!), Biaya rendah (ish) dan penyimpanan yang cukup memadai .

Alasan Anda menemukan emmcs di PC modern dan low-end adalah komponen yang relatif murah, cukup besar (untuk OS desktop) dengan biaya itu, dan berbagi kesamaan dengan komponen ponsel, sehingga diproduksi secara massal dengan antarmuka standar. Mereka juga memberikan kepadatan penyimpanan yang besar untuk volumenya. Mengingat banyak dari mesin ini memiliki drive 32 atau 64GB remeh , setara dengan hard drive dari bagian yang lebih baik dari satu dekade yang lalu, mereka adalah pilihan yang masuk akal dalam peran ini.

Kami akhirnya mencapai titik di mana Anda dapat menyimpan jumlah memori yang wajar dengan harga terjangkau dan dengan kecepatan yang wajar pada emmc dan flash, itulah sebabnya orang-orang menggunakannya.

Semua perangkat memori flash, dari tablet ke ponsel ke jam tangan pintar, ke SSD dan bahkan kartu SD di kamera dan USB thumb drive menggunakan teknologi NVRAM. Perbedaannya terletak pada arsitektur NVRAM, dan bagaimana sistem operasi memasang sistem file pada media penyimpanan apa pun.

Untuk tablet dan ponsel Android, teknologi NVRAM berbasis eMMC. Data yang saya dapat temukan pada teknologi ini menunjukkan antara siklus menulis 3k hingga 10k. Sayangnya, sejauh ini tidak ada yang saya temukan yang pasti, karena Wikipedia kosong pada siklus penulisan teknologi ini. Semua tempat lain yang saya lihat kebetulan adalah berbagai forum, jadi hampir tidak apa yang saya sebut sumber yang dapat diandalkan.

Sebagai perbandingan, teknologi NVRAM lainnya seperti SSD yang menggunakan teknologi NAND atau NOR, siklus penulisan antara 10k dan 30k.

Sekarang, mengenai pilihan OS tentang cara me-mount sistem file .... Saya tidak dapat berbicara bagaimana Apple melakukannya, tetapi untuk Android, chip dipartisi seperti hard drive. Anda memiliki partisi OS, dan partisi data, bersama dengan beberapa partisi eksklusif lainnya tergantung pada produsen perangkat. Partisi root sebenarnya hidup di dalam bootloader, yang dibundel sebagai file terkompresi (jffs2, cramfs, dll) bersama dengan kernel, sehingga ketika boot tingkat 1 perangkat selesai (biasanya layar logo pabrik), maka kernel booting dan partisi root secara bersamaan dipasang sebagai ram disk.

Ketika OS dinyalakan, ia me-mount filesystem partisi utama (/ sistem, yang jffs2 pada perangkat sebelum Android 4.0 dan ext2 / 3/4 pada perangkat sejak Android 4.0, dan xfs pada perangkat terbaru) sebagai read-only sehingga tidak ada data dapat ditulis untuk itu. Ini tentu saja dapat diselesaikan dengan apa yang disebut "rooting" pada perangkat Anda, yang memberi Anda akses sebagai superuser, dan memungkinkan Anda untuk me-remount partisi tersebut sebagai baca / tulis. Data "pengguna" Anda ditulis ke partisi berbeda pada chip (/ data, yang mengikuti konvensi yang sama seperti di atas berdasarkan pada versi Android).

Dengan semakin banyak ponsel yang membuang slot sdcard, Anda mungkin berpikir bahwa Anda akan menekan tutup penulisan lebih cepat karena semua data Anda sekarang disimpan ke penyimpanan eMMC, bukan sdcard. Untungnya, sebagian besar sistem file mendeteksi penulisan yang gagal ke area penyimpanan tertentu. Jika penulisan gagal, maka data disimpan secara diam-diam ke area penyimpanan yang baru, dan area yang buruk (dikenal sebagai blok buruk) ditutup oleh driver sistem file sehingga data tidak lagi tertulis di sana di masa mendatang. Jika pembacaan gagal, maka data ditandai sebagai rusak dan pengguna diminta untuk menjalankan pemeriksaan sistem file atau memeriksa disk, atau perangkat secara otomatis memeriksa sistem file selama boot berikutnya.

Faktanya, Google memiliki paten untuk secara otomatis mendeteksi dan menangani blok buruk.

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

Untuk lebih tepatnya, pertanyaan Anda "bagaimana ini tiba-tiba menjadi praktis?" bukan pertanyaan yang tepat untuk ditanyakan. Sebaliknya, itu tidak pernah tidak praktis, sejak awal. Sangat disarankan untuk menginstal OS (Windows) pada SSD (mungkin) karena jumlah penulisan yang dilakukan OS ke disk.

Misalnya, registri menerima ratusan baca dan tulis per detik, yang dapat dilihat dengan alat Microsoft / SysInternals Regmon ( https://technet.microsoft.com/en-us/sysinternals/regmon.aspx )

Menginstal OS (Windows) disarankan pada drive SSD generasi pertama karena, dengan kurangnya leveling keausan, data yang ditulis ke registri setiap detik kemungkinan akhirnya menyusul para pengadopsi awal dan menghasilkan sistem yang tidak dapat di-boot karena korupsi registri.

Dengan tablet dan ponsel, dan hampir semua perangkat tertanam lainnya, tidak ada registri (tentu saja perangkat Windows Embedded) dan karenanya, tidak ada kekhawatiran data terus-menerus ditulis ke bagian yang sama dari media flash.

Untuk perangkat Windows Embedded, seperti banyak kios (termasuk Walmart dan Kroger mandiri checkout) di publik - Anda tahu, yang mana Anda dapat melihat BSOD acak dari waktu ke waktu - tidak ada banyak keseluruhan konfigurasi yang dapat dilakukan, karena mereka dirancang sebelumnya dengan konfigurasi yang dimaksudkan untuk tidak pernah berubah. Satu-satunya perubahan waktu terjadi adalah sebelum chip ditulis dalam banyak kasus. Apa pun yang perlu disimpan (seperti pembayaran Anda ke toko kelontong) dilakukan melalui jaringan ke database toko di server.

Pertanyaan Anda didasarkan pada asumsi bahwa batas penulisan memori flash, tanpa perataan keausan yang luas, menjadikannya tidak cocok untuk penyimpanan utama perangkat komputasi apa pun. Ada berbagai perangkat komputasi, termasuk tablet, netbook, ponsel pintar, dll., Yang menggunakan memori flash untuk tujuan ini, tanpa leveling keausan yang ditemukan di SSD.

Memori Hidup

Saya tidak dapat menemukan bukti bahwa secara umum, memori yang digunakan dalam perangkat ini memiliki umur yang lebih panjang daripada flash drive atau kartu SD.

Meskipun memori flash digunakan, ada beberapa perbedaan dari apa yang ada di pen drive atau kartu SD. Komputer ini biasanya menggunakan eMMC, yang berisi pengontrol dan memori flash pada satu chip, dengan arsitektur yang berbeda dari kartu SD atau flash drive. Satu perbedaan untuk pengontrol eMMC adalah mengemulasi hard drive, sehingga komputer melihatnya sebagai perangkat yang dapat di-boot. Itu kenyamanan desain.

Beberapa produsen mengklaim bahwa pengendali eMMC mereka melakukan leveling keausan yang lebih baik dan memiliki koreksi kesalahan yang lebih kuat daripada yang Anda temukan pada kartu SD atau flash drive biasa. Implikasi dari ECC yang ditingkatkan adalah bahwa ia dapat mentolerir lebih banyak degradasi dan masih berfungsi, sehingga memiliki umur efektif yang lebih lama.

Karena semua ini adalah hak milik, sulit untuk menemukan data yang sulit untuk mendukungnya. Bahkan jika ada eMMC high-end yang bertahan lebih lama, itu belum tentu apa yang digunakan di sebagian besar perangkat ini. Informasi lain-lain yang dapat saya temukan tentang batas penulisan eMMC tampaknya menempatkannya di ballpark umum yang sama dengan kartu SD dan drive pena.

Tampaknya, secara umum, memori yang tahan lama bukan dasar untuk menggunakan memori flash sebagai penyimpanan utama dalam perangkat ini. Semua orang tidak salah tentang batasan penulisan; penggunaannya dapat dijelaskan oleh fakta bahwa persyaratannya berbeda.

Perbedaan Platform

PC dan laptop adalah komputer serba guna yang orang harapkan akan digunakan untuk waktu yang lama. Flash drive dan kartu memori tidak cocok sebagai perangkat penyimpanan utama mereka mengingat jumlah tulisan yang dirancang khusus untuk mereka tangani dan masa pakainya yang diharapkan. Itu tercermin dalam panduan yang Anda jelaskan dalam pertanyaan, dan itu tidak berubah (setidaknya untuk generasi memori flash saat ini).

Tablet, netbook, ponsel pintar, dan sejenisnya adalah situasi yang berbeda. Yang menggunakan memori flash sebagai penyimpanan utamanya adalah perangkat dengan tujuan terbatas. Tugas yang dirancang untuk mereka tangani, sumber daya perangkat keras minimal yang tersedia untuk mendukung penggunaan lain, desain dasar, dan OS serta perangkat lunak mereka, menghasilkan penulisan yang lebih sedikit dibandingkan dengan PC. Mengingat bahwa perangkat ini mengandalkan memori flash (dalam format yang tidak dapat diganti), batas penulisan menjadi pertimbangan dalam menjalankannya.

Mereka juga memiliki harapan hidup yang lebih pendek. Perangkat yang menggunakan memori flash sebagai penyimpanan utamanya tidak mahal, dirancang untuk pasar di mana orang sering melakukan upgrade. Perangkat ini menyediakan fitur dan kemampuan tertentu dalam faktor bentuk kecil, dan mereka bertahan selama mereka terakhir berdasarkan komponen dari mana mereka dibuat. Baterai kemungkinan gagal sebelum memori flash, atau komponen dapat rusak. Dan ada pemasaran terus-menerus untuk meyakinkan Anda bahwa perangkat Anda sudah usang dan perlu diganti dengan model terbaru.

Ada cerita yang digunakan Henry Ford untuk mengirim insinyurnya ke tempat sampah mencari komponen mobil mati yang masih bagus. Idenya adalah bahwa bagian-bagian itu dapat dibuat lebih murah karena mereka tidak perlu bertahan selama mereka melakukannya. Logika itu berlaku untuk memori flash di perangkat ini. Itu hanya perlu bertahan cukup lama, tidak perlu lama hidup lebih lama dari perangkat.

Intinya

Ada ceruk pasar untuk perangkat komputer yang murah, kecil, dan tidak banyak menulis ke penyimpanan primer seperti yang dirancang untuk ditangani oleh PC, dan yang tidak memiliki harapan kehidupan layanan yang sama. Memori dalam bentuk eMMC murah, mungil, dapat di-boot, dan cukup baik untuk aplikasi itu.