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Qu'est-ce qui rend la mémoire flash eMMC viable sur les appareils mobiles, mais pas sur les PC?


L'utilisation de la mémoire flash pour exécuter un système de bureau comme Windows est déconseillée depuis un certain temps. Mais qu'est-ce qui en fait une option souhaitable et viable pour les appareils mobiles?

La session de questions et réponses d'aujourd'hui nous est offerte par SuperUser, une subdivision de Stack Exchange, un regroupement communautaire de sites Web Q & A

La question

Lecteur SuperUser RockPaperLizard veut savoir ce qui rend la mémoire flash eMMC viable sur les appareils mobiles, mais pas sur les PC:

Depuis que les lecteurs flash USB ont été inventés, les gens se sont demandés s'ils pouvaient faire tourner leurs systèmes d'exploitation. La réponse était toujours «non», car le nombre d'écritures requises par un système d'exploitation les épuisait rapidement.

Les SSD étant de plus en plus populaires, la technologie de nivellement de l'usure s'est améliorée pour permettre aux systèmes d'exploitation de fonctionner. Divers tablettes, netbooks et autres ordinateurs minces utilisent de la mémoire flash au lieu d'un disque dur ou d'un disque SSD, et le système d'exploitation y est stocké.

Comment cela est-il devenu soudainement pratique? Implémente-t-elle typiquement des technologies de nivellement par l'usure, par exemple?

Qu'est-ce qui rend la mémoire flash eMMC viable sur les appareils mobiles, mais pas sur les PC?

La réponse

Les contributeurs SuperUser Speeddymon et Journeyman Geek. Tout d'abord, Speeddymon:

Tous les dispositifs de mémoire flash, des tablettes aux téléphones mobiles, montres intelligentes, SSD, cartes SD dans les appareils photo et clés USB utilisent la technologie NVRAM. La différence réside dans l'architecture NVRAM et la manière dont le système d'exploitation monte le système de fichiers sur le support de stockage.

Pour les tablettes Android et les téléphones mobiles, la technologie NVRAM est basée sur eMMC. Les données que je peux trouver sur cette technologie suggèrent entre 3k à 10k cycles d'écriture. Malheureusement, rien de ce que j'ai trouvé jusqu'ici n'est définitif, car Wikipedia est vide sur les cycles d'écriture de cette technologie. Tous les autres endroits que j'ai regardés se trouvaient être des forums différents, ce que j'appellerais une source fiable.

Par comparaison, les cycles d'écriture sur d'autres technologies NVRAM telles que les SSD utilisant la technologie NAND ou NOR sont entre 10k et 30k.

Maintenant, en ce qui concerne le choix du système d'exploitation de la façon de monter le système de fichiers. Je ne peux pas parler de la façon dont Apple le fait, mais pour Android, la puce est partitionnée comme un disque dur serait. Vous avez une partition de système d'exploitation, une partition de données et plusieurs autres partitions propriétaires selon le fabricant du périphérique

La partition racine réelle se trouve dans le chargeur de démarrage, qui est regroupé sous forme de fichier compressé (jffs2, cramfs, etc.) avec le noyau, de sorte que lorsque le démarrage de l'étape 1 du périphérique est terminé (généralement l'écran du logo du fabricant), les amorces du noyau et la partition racine sont montées simultanément en tant que disque RAM.

Au démarrage du système d'exploitation le système de fichiers de la partition principale (/ system, qui est jffs2 sur les périphériques avant Android 4.0, ext2 / 3/4 sur les périphériques depuis Android 4.0 et xfs sur les derniers périphériques) en lecture seule afin qu'aucune donnée ne puisse y être écrite. Cela peut, bien sûr, être contourné par ce que l'on appelle le "rooting" de votre appareil, qui vous donne accès en tant que super utilisateur et vous permet de remonter la partition en lecture / écriture. Vos données "utilisateur" sont écrites sur une autre partition de la puce (/ data, qui suit la même convention que la version Android).

Avec de plus en plus de téléphones portables qui fouillent les fentes SD, vous pourriez penser que vous atteindrez le cap du cycle d'écriture plus tôt car toutes vos données sont en cours d'enregistrement sur le stockage eMMC au lieu d'une carte SD. Heureusement, la plupart des systèmes de fichiers détectent un échec d'écriture dans une zone de stockage donnée. Si une écriture échoue, les données sont enregistrées en mode silencieux dans une nouvelle zone de stockage et la zone incorrecte (appelée bloc défectueux) est bouclée par le pilote du système de fichiers, de sorte que les données ne sont plus écrites dans le futur. Si une lecture échoue, les données sont marquées comme corrompues et soit l'utilisateur reçoit une vérification du système de fichiers (ou vérifie le disque), soit le périphérique vérifie automatiquement le système de fichiers lors du prochain démarrage.

En fait, Google a un brevet pour détecter automatiquement et gérer les blocs défectueux: Gestion des blocs défectueux dans la mémoire flash pour les cartes mémoire flash électronique

Pour en savoir plus, votre question sur la façon dont cela devient soudainement pratique n'est pas la bonne question à poser. Ce n'était jamais impraticable en premier lieu. Il est fortement déconseillé d'installer un système d'exploitation (Windows) sur un disque SSD (vraisemblablement) en raison du nombre d'écritures sur un disque.

Par exemple, le registre reçoit littéralement des centaines de lectures et d'écritures par seconde, ce qui peut

L'installation de Windows a été déconseillée sur les SSD de première génération, car avec l'absence de mise à niveau, les données écrites dans le registre chaque seconde (vraisemblablement) ont finalement rattrapé les adopteurs précoces et ont abouti à

Avec les tablettes, les téléphones portables et presque tous les autres périphériques embarqués, il n'y a pas de registre (les périphériques Windows Embedded étant des exceptions, bien sûr) et donc, il n'y a pas de souci d'écriture permanente des données

Pour les périphériques Windows Embedded, tels que la plupart des kiosques trouvés dans des lieux publics (comme Walmart, Kroger, etc.), où vous pouvez voir un BSOD aléatoire de temps en temps, il y a pas tout à fait Beaucoup de configuration qui peut être faite puisqu'elles sont pré-conçues avec des configurations qui sont destinées à ne jamais changer. Les seuls changements de temps ont lieu avant que la puce ne soit écrite dans la plupart des cas. Tout ce qui doit être sauvegardé, tel que votre paiement à l'épicerie, est fait sur le réseau aux bases de données du magasin sur un serveur.

Suivi de la réponse de Journeyman Geek:

La réponse était toujours "non" car le nombre d'écritures requis par un système d'exploitation les épuiserait rapidement.

Ils sont finalement devenus rentables pour un usage courant. Cette «usure» est la seule préoccupation est un peu d'une hypothèse. Il y a eu des systèmes fonctionnant dans la mémoire à semi-conducteurs pendant une période de temps considérable. Beaucoup de gens qui fabriquaient des voitures démarraient à partir de cartes CF (qui étaient électriquement compatibles avec PATA et triviales à installer par rapport aux disques durs PATA), et les ordinateurs industriels ont eu un petit stockage basé sur le flash.

Cela dit, il y avait pas beaucoup d'options pour la personne moyenne. Vous pouvez acheter une carte CF précieuse et un adaptateur pour un ordinateur portable, ou trouver un petit disque industriel très coûteux sur une unité de module pour un ordinateur de bureau. Ils n'étaient pas très grands par rapport aux disques durs contemporains (les IDE DOM modernes dépassent 8 Go ou 16 Go je crois). Je suis sûr que vous auriez pu faire en sorte que les disques du système SSD soient configurés avant que les SSD standard ne deviennent communs.

Il n'y a pas vraiment eu d'améliorations universelles / magiques dans le niveau d'usure. Il y a eu des améliorations progressives pendant que nous passions de SLC coûteux à MLC, TLC, et même QLC avec de plus petites tailles de processus (le tout à moindre coût avec un risque plus élevé d'usure). Flash a beaucoup moins cher.

Il y avait aussi quelques alternatives qui n'avaient pas de problèmes d'usure. Par exemple, exécuter l'ensemble du système à partir d'une ROM (qui est sans doute le stockage à l'état solide) et de la RAM sauvegardée par batterie, dont de nombreux SSD précoces et des dispositifs portables comme le Palm Pilot utilisé. Aucun d'entre eux sont communs aujourd'hui. Les disques durs ont basculé par rapport à dire, batterie RAM (trop cher), les dispositifs à l'état solide tôt (un peu cher), ou les paysans avec des drapeaux (jamais pris en raison de la densité des données terrible). Même la mémoire flash moderne est un descendant des eeproms à effacement rapide et les eeproms ont été utilisés dans les appareils électroniques pour le stockage de choses comme les micrologiciels pour les âges.

Les disques durs étaient simplement à une bonne intersection de volume élevé (ce qui est important)

La raison pour laquelle vous trouvez des eMMC dans les ordinateurs bas de gamme modernes est que les composants sont relativement bon marché, assez grands (pour les systèmes d'exploitation de bureau) à ce prix et partagent des caractéristiques communes avec les composants des téléphones mobiles. sont produits en vrac avec une interface standard. Ils donnent également une grande densité de stockage pour leur volume. Considérant que beaucoup de ces machines ont un dérisoire 32 Go ou 64 Go de disque, à égalité avec les disques durs de la plupart d'il ya une décennie, ils sont une option raisonnable dans ce rôle.

Nous arrivons finalement au point où vous pouvez stocker une quantité raisonnable de mémoire abordable et avec des vitesses raisonnables sur eMMC et flash, c'est pourquoi les gens vont pour eux.


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Crédit image: Martin Voltri (Flickr)


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