فناوری اطلاعات

فناوری اطلاعات - عمومی

حافظه‌ی eMMC چیست؟ چه ویژگی‌ها و تفاوت‌هایی با SSD و کارت SD دارد؟
ساعت ۱:۳٠ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۳/۱٢/٢۳  کلمات کلیدی: حافظه‌ ، emmc ، ssd ، sd

حافظه‌های eMMC از نظر سرعت و ساختار شبیه SD و MMC هستند با این تفاوت که به صورت داخلی در گوشی و تبلت و لپ‌تاپ استفاده می‌شوند و سیستم عامل از روی آنها قابل بوت شدن است.

 

eMMC و حافظه‌های مشابه

حافظه‌های eMMC از نظر ساختار داخلی شباهت بسیار زیادی به کارت‌های حافظه‌ی SD دارند، هر دو حافظه از نوع فلشهستند و SSDها هم از حافظه‌های فلش بهره می‌برند. اما تفاوت سرعت و عمر مفید این حافظه‌ها بسیار متفاوت است. در مقابل eMMC ارزان است و برای استفاده در گوشی و تبلت ایده‌آل.

انواع و اقسام کارت حافظه

انواع و اقسام کارت حافظه

قبل از هر چیز بهتر است ببینیم تفاوت فلش درایو‌های یو‌اس‌بی و کارت‌های SD با SSD در چه مواردی خلاصه می‌شود.

فلش‌درایو USB

درون فلش‌های USB که نام دیگرشان کول‌دیسک است هم از حافظه‌های فلش استفاده شده است. یک برد مدار چاپی با چند تراشه‌ی حافظه و کنترلر حافظه و در نهایت یک پورت یو‌اس‌بی چیزی است که یک فلش درایو را تکمیل می‌کند. کنترلر حافظه در فلش‌ها بسیار ساده است و خبری از فرمور یا سفت‌افزاری که در درایوهای SSD می‌بینیم، نیست. قابلیت‌ها هم محدود است.

درون یک فلش درایو USB

درون یک فلش درایو USB

فلش درایوهای USB هم مثل کارت‌های حافظه‌ی SD و میکرواس‌دی، سرعت‌های متفاوتی دارند و در کلاس‌های مختلف طبقه‌بندی می‌شوند که بعداً در این خصوص مقاله‌ای آماده می‌کنم. در مجموع سرعت حافظه‌های یو‌اس‌بی و کارت‌های مختلف حافظه نسبت به SSD و رم کامپیوتر بسیار کمتر است و لذا معمولاً کسی روی آنها برنامه و یا سیستم عامل نصب نمی‌کند.

SSD، عملکرد بالا و قابلیت‌های بیشتر

درایو حالت جامد یا در گذشته دیسک حالت جامد هر دو به صورت مخفف SSD گفته می‌شود. در اصل SSD مخفف Solid State Disk است و در رده‌ی حافظه‌های فلش قرار می‌گیرد. اس‌اس‌دی مثل هارددیسک‌های مغناطیسی شامل یک دیسک سخت که در حالت کار مدام در چرخش است، نیست و به همین علت نسبت به ضربه و حرکت حساس نیست.

در SSD هم از حافظه‌های فلش NAND استفاده شده که خود انواعی مثل TLC، MLC و SLC دارد، بعداً در مقاله‌ای جداگانه این موارد را مقایسه خواهم کرد. تفاوت اینجاست که کیفیت حافظه و در نتیجه عملکرد آن بسیار متفاوت است. به همین علت است که وقتی از رم کامپیوتر صحبت می‌کنیم، قیمت‌ها بسیار بالاست، وقتی از SSD حرف می‌زنیم، قیمت کمتر است ولیکن نسبت به هارد دیسک‌ها و کارت‌های حافظه، گران‌تر تمام می‌شود و در نهایت به حافظه‌های فلش ارزان‎قیمت می‌‎رسیم که هزینه و عملکردشان در سطح پایین‌تری قرار دارد.

تراشه‌های حافظه روی برد مدار چاپی درون یک SSD

تراشه‌های حافظه روی برد مدار چاپی درون یک SSD

تفاوت دیگر درایو حالت جامد، کنترلر آن است که با یک فرمور قابل ارتقا، عملیات خواندن و نوشتن از روی حافظه را انجام می‌دهد. کنترلر برای ارتقای عملکرد کارهای مختلفی انجام می‌دهد، مثلاً خواندن و نوشتن را در تمام بخش‌های حافظه پخش می‌کند تا هم فرسایش کمتری متوجه تمام بخش‌ها شود و هم سرعت بیشتر باشد. شاید بتوان این روش کار را به RAIDتشبیه کرد که از چند هارددیسک به صورت هم‌زمان استفاده می‌کند تا سرعت کار افزایش یابد. وقتی فایلی را در SSD کپی می‌کنیم، ممکن است این فایل روی ۲۰ تراشه‌ی حافظه پخش شود. لذا سرعت نوشتن هم ممکن است ۲۰ برابر باشد.

نمونه‌ای از اس‌اس‌دی‌های امروزی با کنترلر و حافظه‌های Flash را در تصویر زیر می‌بینیم:

کنترلر SSD و تراشه‌های حافظه‌ی فلش NAND

کنترلر SSD و تراشه‌های حافظه‌ی فلش NAND

کنترلر اس‌اس‌دی امکانات بیشتری هم دارد، مثلاً بحثی که مطرح شد یعنی تقسیم کار به گونه‌ای که فرسایش حافظه یکنواخت باشد. به این ویژگی Wear Leveling یا یکنواختی سطح فرسایش گفته می‌شود که در درایوهای حالت جامد امروزی، کاملاً متداول است.

قابلیت دیگری که بسیار معروف است، TRIM نام دارد. در مورد TRIM مقاله‌ی دیگری خواهم نوشت اما خلاصه‌ی داستان این است که بلوک‌های داده را پس از دیلیت کردن فایل، پاک‌سازی می‌کند تا هنگام نوشتن فایلی دیگر، نیاز به پاکسازی بلوک و سپس نوشتن داده نباشد و از این رو سرعت کلی درایو را افزایش می‌دهد. TRIM از قابلیت‌های کنترلر درایو حالت جامد است و نیازی به استفاده از نرم‌افزارهای کمکی برای انجام عملی شبیه به TRIM نیست.

TRIM صفحات 4 کیلوبایتی یک بلوک 256 کیلوبایتی را کاملاً پاک می‌کند

TRIM صفحات ۴ کیلوبایتی یک بلوک ۲۵۶ کیلوبایتی را کاملاً پاک می‌کند

اس‌اس‌دی را به طور معمول به پورت‌های سریعی مثل ساتا اکسپرس، mSATA و SATA 3.0 متصل می‌کنند. SATA 2.0 محدودیت سرعت ۶ گیگابیت در ثانیه‌ای معادل ۳۷۵ مگابایت بر ثانیه دارد که برای اس‌اس‌دی‌های سریع امروزی کافی نیست چرا که امروزه اس‌اس‌دی‌های معمولی هم به سرعت‌هایی مثل ۴۵۰ مگابایت بر ثانیه دست پیدا می‌کنند. فلش درایو‌های USB 3.0 یا کارت‌خوان‌هایی که از باس UHS-II برخوردارند، سرعت کمتری دارند.

سرعت پورت مشخص کننده‌ی سرعت ابزار ذخیره‌سازی نیست، سرعت کم یا به عبارتی پهنای باند کم یک باس یا پورت، ممکن است مانع از فعالیت ابزار با تمام سرعت ذاتی آن شود حال آنکه برخی وسایل ذخیره‌سازی مثل هارددیسک‌ها، به خودی خود کند هستند و استفاده از پورت سریعی مثل ساتااکسپرس، منجر به افزایش محسوس سرعت نمی‌شود.

eMMC و MMC چه تفاوت و کاربردهایی دارند؟

MMC مخفف MultiMediaCard است، روشن است که کاربرد آن مالتی‌مدیا یعنی صدا و تصویر و عکس است. کارت‌های حافظه‌ی SD شبیه MMC هستند که البته برخی بهینه‌سازی‌ها در استاندارد SD صورت گرفته به طوری این روزها در کمتر ابزاری اسلات کارت حافظه‌ی MMC می‌بینیم. اما در مورد eMMC وضعیت فرق می‌‌کند چرا که این کلاس حافظه و استاندارد آن، هنوز هم پابرجاست و رو به پیشرفت است.

حافظه‌ی eMMC مونتاژ شده روی PCB

حافظه‌ی eMMC مونتاژ شده روی PCB

eMMC مخفف Embedded MultiMediaCard و به معنی کارت حافظه‌ی مالتی‌مدیای توکار است. منظور از توکار که گاهی به آن نهفته یا داخلی هم گفته می‌شود این است که این نوع حافظه درون ابزارهای مختلف قابل استفاده است و به عبارتی حافظه‌ی داخلی است نه حافظه‌ی خارجی و قابل جدا شدن. البته تفاوت eMMC با SSD همچنان پابرجاست، یعنی هم MMC و هم eMMC از نظر عملکرد بسیار کندتر از SSDهای امروزی هستند.

ویژگی خاص eMMC به کنترلر آن مربوط می‌شود که اجازه‌ی بوت کردن سیستم عامل را می‌دهد و لذا برای تبلت‌ها و گوشی‌های اندرویدی بسیار مناسب است. البته ویندوز، Chrome OS یا iOS هم از روی همین حافظه‌ها بوت و اجرا می‌شوند. مقدار و مشخصات eMMC به صورت کامل یا مختصر در صفحه مشخصات محصولات درج می‌شود.

حافظه‌ی داخلی یک نوت‌بوک از نوع eMMC

حافظه‌ی داخلی یک نوت‌بوک از نوع eMMC

eMMC مثل اس‌اس‌دی دارای تراشه‌های مختلف در یک درایو نیست، باس ارتباطی آن کندتر است، قابلیت‌های و فرمور اس‌اس‌دی را ندارد و در یک کلام ویژه‌ی محصولات ارزان است. حتی ممکن است در لپ‌تاپ‌هایی که به مرز ۲۰۰ دلار نزول کرده‌اند هم از این حافظه‌ها استفاده شود چرا که هم کوچک و سبک است و هم ارزان تمام می‌شود.

مزایای eMMC

با توجه به موضوعات بیان شده ممکن است تصور کنید که eMMC چیز خوبی نیست و بهتر است از حافظه‌های سریع‌تر استفاده شود ولیکن نمی‌توان مزایای آن را نادیده گرفت.

مثلاً در دوربین دیجیتال یا فیلم‌برداری، لزوماً به یک SSD سریع، عظیم‌الجثه و گران نیاز نداریم. همین مسأله در مورد گوشی‌ها و تبلت‌های ارزان امروزی هم مطرح است.

دسته‌ی دیگر eMMCها که از نظر کیفیت به دیسک‌های حالت جامد نزدیک هستند و صد البته گران‌تر تمام می‌شوند اما در تبلت‌های رده اول چاره‌ای جز استفاده از این نوع حافظه‌ها نیست. اگر استفاده از یک اس‌اس‌دی در اندازه‌ی کامل ممکن بود، می‌شد eMMC را کنار گذاشت ولیکن eMMC موارد کاربرد خود را دارد و نمی‌توان آن را به کلی کنار گذاشت.