ما الذي يجعل ذاكرة فلاش eMMC قابلة للتطبيق في الأجهزة المحمولة ، ولكن ليس أجهزة الكمبيوتر الشخصي؟

كان ينصح باستخدام الذاكرة المحمولة لتشغيل نظام سطح المكتب ، مثل Windows ، لبعض الوقت. ولكن ما الذي جعله خيارًا مرغوبًا وقابل للتطبيق للأجهزة المحمولة؟ إن سؤال SuperUser سؤال وجواب اليوم يجيب عن سؤال القارئ الغريب.

تأتي جلسة الأسئلة والأجوبة اليوم مقدمة من SuperUser-a subdivision of Stack Exchange ، وهي مجموعة مجتمعية مدفوعة من مواقع Q & A.

السؤال

قارئ SuperUser يريد RockPaperLizard أن يعرف ما الذي يجعل ذاكرة فلاش eMMC قابلة للتطبيق في الأجهزة المحمولة ، ولكن ليس أجهزة الكمبيوتر الشخصية:

منذ أن تم اختراع محركات أقراص USB المحمولة ، تساءل الناس عما إذا كان بإمكانهم تشغيل أنظمة التشغيل الخاصة بهم عليها. كانت الإجابة دائمًا "لا" لأن عدد عمليات الكتابة التي يتطلبها نظام التشغيل سيؤدي إلى التخلص منها بسرعة.

ومع ازدياد شعبية محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة ، تحسنت تقنية مقاومة التآكل من أجل السماح بتشغيل أنظمة التشغيل عليها. تستخدم العديد من الأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر الأخرى الرقيقة ذاكرة فلاش بدلاً من محرك الأقراص الثابتة أو محرك الأقراص ذي الحالة الثابتة ويتم تخزين نظام التشغيل عليه.

كيف أصبح هذا فجأة عملية؟ هل عادة ما تنفذ تقنيات التسوية ، على سبيل المثال?

ما الذي يجعل ذاكرة فلاش eMMC قابلة للتطبيق في الأجهزة المحمولة ، ولكن ليس على أجهزة الكمبيوتر الشخصي?

الاجابة

المساهمين SuperUser Speeddymon و Journeyman المهوس لديهم الجواب بالنسبة لنا. أولاً ، Speeddymon:

تستخدم جميع أجهزة ذاكرة الفلاش ، من الأجهزة اللوحية إلى الهواتف المحمولة ، والساعات الذكية ، ومحركات الأقراص الصلبة ، وبطاقات SD في الكاميرات ، ومحركات أقراص USB الإبهام تقنية NVRAM. الفرق في بنية NVRAM وكيف يقوم نظام التشغيل بتثبيت نظام الملفات على أي وسيط تخزين عليه.

لأجهزة Android اللوحية والهواتف المحمولة ، تعتمد تقنية NVRAM على eMMC. تشير البيانات التي يمكنني العثور عليها على هذه التقنية بين دورات كتابة من 3k إلى 10k. للأسف ، لا شيء من ما وجدته حتى الآن نهائي ، حيث أن ويكيبيديا فارغة في دورات كتابة هذه التكنولوجيا. كانت جميع الأماكن الأخرى التي نظرت إليها عبارة عن منتديات مختلفة ، لذلك بالكاد ما يمكن أن أسميه مصدرًا موثوقًا به.

من أجل المقارنة ، فإن دورات الكتابة على تكنولوجيا NVRAM الأخرى مثل SSD ، والتي تستخدم تقنية NAND أو NOR ، تتراوح بين 10k و 30k.

الآن ، فيما يتعلق باختيار نظام التشغيل لكيفية تركيب نظام الملفات. لا أستطيع التحدث عن كيفية قيام Apple بذلك ، ولكن بالنسبة إلى Android ، يتم تقسيم الشريحة مثل محرك الأقراص الثابتة. لديك قسم نظام التشغيل ، وقسم البيانات ، والعديد من الأقسام الخاصة الأخرى اعتمادًا على الشركة المصنعة للجهاز.

يعيش قسم الجذر الحقيقي داخل محمل الإقلاع ، والذي يتم تجميعه كملف مضغوط (jffs2 ، cramfs ، إلخ.) مع النواة ، بحيث عندما يكتمل تمهيد الجزء الأول للجهاز (عادةً ما تكون شاشة شعار الشركة المصنعة) ، فإن النواة يتم تثبيت الأحذية والقسم الجذر في وقت واحد كقرص ذاكرة الوصول العشوائي.

عند تشغيل نظام التشغيل ، يقوم بتثبيت نظام ملفات القسم الأساسي (/ system ، وهو jffs2 على الأجهزة قبل أندرويد 4.0 ، و ext2 / 3/4 على الأجهزة منذ Android 4.0 ، و xfs على أحدث الأجهزة) للقراءة فقط أنه لا يمكن كتابة أي بيانات إليه. بالطبع ، يمكن حل هذه المشكلة من خلال ما يسمى بـ "تجذير" جهازك ، مما يمنحك إمكانية الوصول كمستخدم متميز ويسمح لك بإعادة تحميل القسم للقراءة / الكتابة. تتم كتابة بيانات "المستخدم" الخاصة بك إلى قسم مختلف على الشريحة (/ البيانات ، والتي تتبع نفس الاتفاقية المذكورة أعلاه استنادًا إلى إصدار Android).

مع المزيد والمزيد من الهواتف النقالة التي تتخلى عن فتحات بطاقة SD ، قد تعتقد أنك سوف تصل إلى الحد الأقصى لدورة الكتابة قبل أن يتم حفظ جميع بياناتك الآن في تخزين eMMC بدلاً من بطاقة SD. لحسن الحظ ، تقوم معظم أنظمة الملفات باكتشاف الكتابة الفاشلة في مساحة تخزين معينة. إذا فشلت عملية الكتابة ، يتم حفظ البيانات بصمت في منطقة تخزين جديدة ويتم تطويق المنطقة السيئة (المعروفة باسم كتلة سيئة) بواسطة برنامج تشغيل نظام الملفات بحيث لا تتم كتابة البيانات هناك في المستقبل. إذا فشلت قراءة ، فسيتم وضع علامة على البيانات على أنها تالفة وسيطلب من المستخدم تشغيل فحص نظام الملفات (أو التحقق من القرص) ، أو يتحقق الجهاز تلقائيًا من نظام الملفات أثناء عملية التمهيد التالية.

في واقع الأمر ، تمتلك Google براءة اختراع للكشف عن الكتل السيئة والتعامل معها تلقائيًا: إدارة الكتل السيئة في ذاكرة الفلاش لبطاقة ذاكرة البيانات الإلكترونية

للحصول على المزيد من النقاط ، فإن سؤالك حول كيف أصبح هذا المفاجئ عمليًا ليس هو السؤال الصحيح الذي يجب طرحه. لم يكن عمليا أبدا في المقام الأول. كان ينصح بشدة بعدم تثبيت نظام التشغيل (ويندوز) على SSD (يفترض) بسبب عدد عمليات الكتابة التي يقوم بها إلى قرص.

على سبيل المثال ، يتلقى التسجيل مئات من القراءات والكتابة في الثانية ، والتي يمكن رؤيتها باستخدام أداة Regmon التابعة لـ Microsoft-SysInternals.

نصح Windows بتثبيت على SSDs الجيل الأول لأنه مع عدم وجود تسوية التآكل ، فإن البيانات المكتوبة على التسجيل في كل ثانية (على الأرجح) ألحقت في نهاية المطاف إلى المتبنين في وقت مبكر وأسفرت عن أنظمة غير قابلة للتمهيد بسبب الفساد في السجل.

مع الأجهزة اللوحية والهواتف المحمولة ، إلى حد كبير أي جهاز مضمن آخر ، لا يوجد سجل (أجهزة Windows المضمنة هي استثناءات ، بالطبع) ، وبالتالي ، لا تقلق من البيانات التي يتم كتابتها باستمرار إلى نفس الأجزاء من وسط الفلاش.

بالنسبة إلى الأجهزة المضمنة في Windows ، مثل العديد من الأكشاك الموجودة في الأماكن العامة (مثل Walmart و Kroger وغيرها) ، حيث قد ترى BSOD عشوائيًا من وقت لآخر ، لا يوجد الكثير من التكوينات التي يمكن إجراؤها منذ تم تصميمها مسبقًا مع تكوينات مخصصة للتغير أبدًا. يتم إجراء التغييرات الوقت فقط قبل كتابة الشريحة في معظم الحالات. يتم حفظ أي شيء يحتاج إلى حفظه ، مثل دفعتك إلى متجر البقالة ، عبر الشبكة إلى قواعد بيانات المتجر على خادم.

يتبعه الجواب من Journeyman Geek:

كانت الإجابة دائمًا "لا" لأن عدد عمليات الكتابة التي يتطلبها نظام التشغيل سيؤدي إلى التخلص منها بسرعة.

وأصبحوا في النهاية فعالين من حيث التكلفة للاستخدام السائد. هذا "التآكل" هو الشاغل الوحيد هو افتراض بسيط. كانت هناك أنظمة تعمل على تشغيل ذاكرة الحالة الصلبة لفترة طويلة من الزمن. العديد من الأشخاص الذين قاموا ببناء حافالات السيارات قد انطلقوا من بطاقات التليف الكيسي (والتي كانت متوافقة كهربائياً مع PATA وتافها للتثبيت بالمقارنة مع محركات الأقراص الصلبة PATA) ، وكانت الحواسيب الصناعية تحتوي على ذاكرة تخزين صغيرة وواضحة.

ومع ذلك ، لم يكن هناك العديد من الخيارات للشخص العادي. يمكنك شراء بطاقة CF ثمناً ومحولاً لجهاز كمبيوتر محمول ، أو العثور على قرص صناعي صغير جداً وثمين على وحدة نمطية لسطح مكتب. لم تكن كبيرة جدا مقارنة مع محركات الأقراص الصلبة المعاصرة (DOME IDE الحديثة أعلى في 8GB أو 16GB على ما أظن). أنا متأكد من أنك قد تكون قد حصلت على محركات أقراص نظام صلبة تم إعدادها قبل أن تصبح محركات الأقراص الصلبة القياسية شائعة.

لم يكن هناك بالفعل أي تحسينات عالمية / سحرية في تآكل التآكل بقدر ما أعرف. كانت هناك تحسينات تدريجية بينما كنا نتحرك من SLC غالي الثمن إلى MLC ، TLC ، وحتى QLC مع أحجام عملية أصغر (وكلها أقل تكلفة مع بعض المخاطر الأعلى للارتداء). أصبح الفلاش أرخص كثيرًا.

كان هناك أيضا بعض البدائل التي لم يكن لديك مشاكل في ارتداء. على سبيل المثال ، تشغيل النظام بأكمله خارج ROM (الذي يمكن تخزين الحالة الصلبة بشكل مثير للجدل) والذاكرة RAM المدعومة بالبطارية ، والتي تستخدم العديد من SSDs والأجهزة المحمولة مثل Palm Pilot. لا شيء من هذه شائعة اليوم. هزّ الأقراص الصلبة مقارنة بالقول ، ذاكرة RAM المدعومة بالبطارية (باهظة الثمن) ، أجهزة الحالة الصلبة المبكرة (سعرها إلى حد ما) ، أو الفلاحين الذين يحملون أعلاماً (لم ينجرفوا أبداً بسبب كثافة البيانات الرهيبة). حتى ذاكرة الفلاش الحديثة هي من سلالة eeproms التي تمحى بسرعة وقد استخدمت eeproms في الأجهزة الإلكترونية لتخزين أشياء مثل البرامج الثابتة للأعمار.

كانت محركات الأقراص الصلبة ببساطة في نقطة تقاطع لطيفة من الحجم الكبير (وهو أمر مهم) ، والتكلفة المنخفضة ، والتخزين الكافي نسبيًا.

السبب في العثور على eMMCs في أجهزة الكمبيوتر الحديثة المنخفضة المستوى هي المكونات رخيصة نسبيًا ، كبيرة بما فيه الكفاية (لأنظمة تشغيل سطح المكتب) بهذه التكلفة ، وتقاسمها مع مكونات الهاتف المحمول ، بحيث يتم إنتاجها بشكل مجمّع مع واجهة قياسية. كما أنها تعطي كثافة تخزين كبيرة لحجمها. وبالنظر إلى العديد من هذه الأجهزة لديها محرك 32 جيجابايت أو 64 جيجابايت تافه ، على قدم المساواة مع محركات الأقراص الصلبة من الجزء الأفضل من العقد الماضي ، فهي خيار معقول في هذا الدور.

وصلنا أخيراً إلى نقطة حيث يمكنك تخزين قدر معقول من الذاكرة بتكلفة معقولة وبسرعة معقولة على eMMC و flash ، وهذا هو السبب في أن الناس يذهبون لهم.

هل لديك شيء تضيفه إلى الشرح؟ الصوت قبالة في التعليقات. هل ترغب في قراءة المزيد من الإجابات من مستخدمي Stack Exchange الآخرين المحترفين بالتكنولوجيا؟ تحقق من موضوع المناقشة الكامل هنا.

Image Credit: مارتن فولتري (فليكر)