タブレットなどのコンピューターのOSでフラッシュメモリを使用できるようにするにはどうすればよいですか？

フラッシュドライブ（USBスティック）が発明されて以来、OSを実行できるかどうか人々は疑問に思いました。答えは「いいえ」でした。これは、OSが必要とする書き込みの数によって、フラッシュドライブがすぐに使い果たされるためです。

SSDが普及するにつれ、ウェアレベリングテクノロジーが改善され、オペレーティングシステムを実行できるようになりました。

さまざまなタブレット、ネットブック、その他のスリムコンピュータは、ハードドライブやSSDの代わりにフラッシュメモリを使用しており、OSはその上に保存されます。これはどのようにして突然実用的になったのですか？たとえば、彼らは通常ウェアレベリング技術を実装していますか？

「OSが必要とする書き込みの数がフラッシュドライブをすぐに使い果たすので、答えは「いいえ」でした。」

TLDR：彼らはついに主流の使用に対して費用効果が高くなりました。

その摩耗だけが懸念事項です。かなり長い間、ソリッドステートメモリが不足しているシステムがありました-カープーターを構築した多くの人々は、CFカード（PATAと電気的に互換性があり、PATAハードドライブの代わりにインストールするのは簡単です）から起動しました。また、産業用PC小さくて頑丈なフラッシュベースのストレージがありました。とはいえ、平均的な人には多くの選択肢がありませんでした。ラップトップ用の高価なCFカードとアダプタを購入するか、デスクトップ用のモジュールユニットに非常に高価な工業用ディスクを見つけることができます。それらは、現代のハードドライブに比べてそれほど大きくありませんでした（現代のIDE DOMは、8 GBまたは16 GBでトップを占めていると思います）。「標準的な」SSDが一般的になる前に、ソリッドステートシステムドライブをセットアップできたはずです。

私が知る限り、ウェアレベリングの普遍的/魔法的な改善は実際にはありません。漸進的な改善がありました（一方、価格の高いSLCからMLC、TLC、さらにはQLCに移行し、プロセスサイズも小さくなりましたが、いずれもコストが低く、消耗のリスクが高くなります）。フラッシュはずっと安くなった。

摩耗の問題を持っていなかったいくつかの選択肢もあった-例えばROMオフシステム全体を実行している（ほぼ間違いなくこれでソリッドステートストレージ）が、バッテリーは早期のSSDと使用パームパイロットのようなポータブルデバイス多くのRAMを、バックアップされました。これらのどれも今日一般的ではありません。たとえば、ハードディスクドライブは、バッテリバックアップされたRAM（高すぎる）、初期のソリッドステートデバイス（やや高価）、またはフラグの付いた農民（決して引っ掛かることはなく、ひどいデータ密度）に比べて揺れ動いていました。現代のフラッシュメモリでさえ、高速消去のeepromの子孫です）。eepromは、古くからファームウェアのようなものを格納するために電子デバイスで使用されてきました。

ハードドライブは、単に大容量（これは重要です！）、低コスト（比較的に十分）、および十分なストレージの優れた交差点にありました。

現代のローエンドPCにemmcsが見つかる理由は、コンポーネントが比較的安価で、そのコストで（デスクトップOSの場合）十分な大きさであり、携帯電話コンポーネントとの共通点を共有しているため、標準インターフェースで大量生産されるためです。また、ボリュームに対して優れたストレージ密度を提供します。これらのマシンの多くが持って考えると微々たる十年前のよりよい部分からのハードドライブと同等の、32または64ギガバイトのドライブを、彼らはこの役割では賢明な選択肢です。

ようやく、妥当な量のメモリをリーズナブルに、妥当な速度でemmcsとフラッシュに格納できるようになりました。これが、人々がそれらを使用する理由です。

タブレットから携帯電話、スマートウォッチ、SSD、さらにはカメラのSDカードやUSBメモリまで、すべてのフラッシュメモリデバイスがNVRAMテクノロジーを使用しています。違いは、NVRAMのアーキテクチャと、オペレーティングシステムがファイルシステムをどのようなストレージメディアにマウントするかです。

Androidタブレットおよび携帯電話の場合、NVRAMテクノロジーはeMMCベースです。私がこのテクノロジーで見つけることができるデータは、3kから10kの書き込みサイクルを示唆しています。残念ながら、ウィキペディアはこのテクノロジーの書き込みサイクルが空白であるため、これまでに見つけたものはどれも決定的なものではありません。私が見た他のすべての場所は、たまたまさまざまなフォーラムだったので、信頼できるソースとは言えません。

比較のために、NANDまたはNORテクノロジーを使用するSSDなどの他のNVRAMテクノロジーでは、書き込みサイクルは10kから30kの間です。

さて、ファイルシステムをマウントする方法のOSの選択に関して.... Appleがどのようにマウントするかについては言えませんが、Androidの場合、チップはハードドライブのようにパーティション分割されます。OSパーティションとデータパーティションがあり、デバイスの製造元に応じて他のいくつかの専用パーティションがあります。実際のルートパーティションは、カーネルと一緒に圧縮ファイル（jffs2、cramfsなど）としてバンドルされているブートローダー内に存在するため、デバイスのステージ1ブートが完了すると（通常、メーカーのロゴ画面）、カーネルがブートします。ルートパーティションは、RAMディスクとして同時にマウントされます。

OSが起動すると、プライマリパーティションのファイルシステム（/ system、つまりAndroid 4.0より前のデバイスではjffs2、Android 4.0以降のデバイスではext2 / 3/4、最新のデバイスではxfs）が読み取り専用としてマウントされるため、データを書き込むことができます。もちろん、これはデバイスのいわゆる「ルート化」によって回避できます。これにより、スーパーユーザーとしてアクセスでき、読み取り/書き込みとしてパーティションを再マウントできます。「ユーザー」データは、チップ上の別のパーティションに書き込まれます（/ data、Androidバージョンに基づく上記と同じ規則に従います）。

すべてのデータがsdcardではなくeMMCストレージに保存されているため、sdcardスロットを使用しない電話機が増えるにつれ、すぐに書き込み上限に達すると思われるかもしれません。幸い、ほとんどのファイルシステムは、指定されたストレージ領域への書き込みの失敗を検出します。書き込みが失敗すると、データは静かにストレージの新しい領域に保存され、不良領域（不良ブロックと呼ばれます）はファイルシステムドライバーによって遮断されるため、今後データはそこに書き込まれません。読み取りが失敗した場合、データは破損しているとマークされ、ユーザーはファイルシステムチェックまたはチェックディスクを実行するように指示されるか、デバイスは次回の起動時にファイルシステムを自動的にチェックします。

実際のところ、Googleは不良ブロックを自動的に検出して処理する特許を持っています。

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

より正確に言うと、「これはどのようにして突然実用的になったのですか」という質問です。質問するのは正しい質問ではありません。むしろ、そもそも実用的ではなかった。OSがディスクに書き込む回数が多いため、SSD（おそらく）にOS（Windows）をインストールしないことを強くお勧めします。

たとえば、レジ​​ストリは1秒あたり文字通り数百回の読み取りと書き込みを受信します。これは、Microsoft / SysInternalsツールのRegmon（https://technet.microsoft.com/en-us/sysinternals/regmon.aspx）で確認できます。

（Windows）OSのインストールは、第1世代SSDドライブには推奨されません。ウェアレベリングの欠如により、毎秒レジストリに書き込まれるデータが最終的にアーリーアダプターに追いつき、レジストリの破損によりシステムが起動できなくなるためです。

タブレットや携帯電話、およびその他のほとんどの組み込みデバイスでは、レジストリが存在しないため（もちろんWindows Embeddedデバイスは例外です）、フラッシュメディアの同じ部分にデータが絶えず書き込まれる心配はありません。

多くのキオスク（WalmartやKrogerのセルフチェックアウトキオスクなど）などのWindows Embeddedデバイスの場合-ご存知のように、ランダムなBSODが時々表示される可能性があるデバイス-それほど多くありません変更できないことを意図した構成で事前に設計されているため、実行できる構成の 変更が行われる唯一の時間は、ほとんどの場合、チップが書き​​込まれる前です。保存する必要があるすべてのもの（食料品店への支払いなど）は、ネットワークを介してサーバー上のストアのデータベースに送信されます。

あなたの質問は、フラッシュメモリの書き込み制限が、広範囲のウェアレベリングなしでは、どのコンピューティングデバイスのプライマリストレージにも不適切になるという前提に基づいています。タブレット、ネットブック、スマートフォンなど、この目的でフラッシュメモリを使用するさまざまなコンピューティングデバイスがあり、SSDに見られるウェアレベリングはありません。

メモリーライフ

一般に、これらのデバイスで使用されているメモリの寿命がフラッシュドライブやSDカードよりも長いという証拠は見つかりませんでした。

フラッシュメモリを使用していますが、ペンドライブやSDカードとは多少違いがあります。これらのコンピューターは通常、コントローラーとフラッシュメモリをシングルチップ上に含み、SDカードやフラッシュドライブとは異なるアーキテクチャーのeMMCを使用します。eMMCコントローラーの1つの違いは、ハードドライブをエミュレートするため、コンピューターはそれを起動可能なデバイスとして認識します。それはデザインの便利さです。

一部の製造元は、eMMCコントローラーは通常のSDカードやフラッシュドライブで見られるよりも、ウェアレベリングが優れており、より強力なエラー修正があると主張しています。改善されたECCの意味は、より多くの劣化を許容でき、引き続き機能できるため、有効寿命が長くなることです。

これらはすべて独自のものであるため、それをサポートするためのハードデータを見つけることは困難です。長持ちするハイエンドeMMCがあったとしても、これらのデバイスの大部分で使用されているとは限りません。eMMCの書き込み制限に関するその他の情報は、SDカードやペンドライブと同じ一般的な領域にあるようです。

一般に、これらのデバイスのプライマリストレージとしてフラッシュメモリを使用するための基本は、より長いメモリではないようです。書き込み制限について誰もが間違っていたわけではありません。使用法は、要件が異なるという事実で説明できます。

プラットフォームの違い

PCとラップトップは、人々が長期間使用することを期待する汎用コンピュータです。フラッシュドライブとメモリカードは、それらが処理するように設計された一般的な書き込み量と予想される耐用年数を考えると、プライマリストレージデバイスとしてはあまり適していません。これは質問で説明したガイダンスに反映されており、変更されていません（少なくとも現世代のフラッシュメモリでは）。

タブレット、ネットブック、スマートフォンなどは別の状況です。フラッシュメモリをプライマリストレージとして使用しているデバイスは、用途が限定されたデバイスです。彼らが処理するように設計されたタスク、他の用途をサポートするために使用できる最小限のハードウェアリソース、それらの基本設計、およびOSとソフトウェアにより、PCと比較して書き込みが少なくなります。これらのデバイスは（交換不可能な形式の）フラッシュメモリに依存しているため、書き込み制限は、デバイス上で実行されるものの考慮事項です。

また、寿命が短くなります。プライマリストレージとしてフラッシュメモリを使用するデバイスは安価で、人々が頻繁にアップグレードする市場向けに設計されています。これらのデバイスは、小さなフォームファクターで特定の機能と機能を提供し、それらが構築されたコンポーネントに基づいて持続する限り、持続します。フラッシュメモリの前にバッテリーが故障している可能性があります。そうでない場合、部品が破損する可能性があります。また、デバイスが古く、最新のモデルに交換する必要があることを納得させるためのマーケティングが常に行われています。

ヘンリーフォードがエンジニアをジャンクヤードに送り、まだ良かった死んだ車の部品を探していたという話があります。それらの部品は、それらがそうである間持続する必要がなかったので、より安価に作ることができるという考えでした。このロジックは、これらのデバイスのフラッシュメモリに適用されます。十分に長持ちする必要があるだけで、デバイスを長持ちさせる必要はありません。

ボトムライン

PCが処理するように設計されているのと同じくらいプライマリストレージへの書き込みを行わず、期待されるサービス寿命と同じではない、安価で小型のコンピューティングデバイスの市場ニッチがあります。eMMCの形式のメモリは安価で、小さく、起動可能で、そのアプリケーションには十分です。