Память на Android. Все разделы памяти Андроид устройств

Содержание

NVMe против UFS 3.1: Битва типов памяти в смартфонах. Разбор

Apple мало что рассказывает нам про внутренности своих девайсов. Как будто скрывает от нас страшную тайну!

Например, знали ли вы что в iPhone и в Android используется совершенно разный тип флеш-памяти? NVMe в iPhone и UFS в Android.

Может в этом секрет скорости девайсов Apple? Сегодня разберемся в том, как устроена флеш-память. Узнаем, чем отличаются стандарты памяти? И главное — сравним, кто всё-таки быстрее Android или iPhone! Такой информации больше нигде не найдете. Так что, читайте и смотрите до конца!

Флеш-память

Начнём с того что на флешках, картах памяти, в смартфонах и SSD-дисках — везде используют один тот же тип памяти — флеш-память. Это современная технология, пришедшая на смену магнитным носителям информации, то есть жестким дискам.

У флеш-памяти куча преимуществ. Она энергоэффективная, дешевая, прочная и безумно компактная. На чипе размером с монетку помещается до терабайта данных!

Размер чипа Toshiba на фото 16×20 мм

Но как удаётся хранить такие огромные объемы информации при таких крошечных размерах?

Как работает флеш-память?

Давайте разберемся как устроена флеш-память.

Базовая единица современной флэш-памяти — это CTF-ячейка. Расшифровывается как Charge Trap Flash memory cell, то есть Память с Ловушкой Заряда. И это не какая-то образная ловушка а самая настоящая.

Эта ячейка способна запирать электроны внутри себя и хранить их годами! Примерно как ловушка из фильма «Охотники за привидениями». Так что даже если ваш SSD-диск ни к чему не подключен и просто так лежит в тумбочке, знайте — он полон энергии.

Наличие или отсутствие заряда в ячейке компьютер интерпретирует как нули и единицы. В общем-то как и всё в мире технологий.

Таких ячеек много и они стоят друг над другом. Поэтому такая компоновка ячеек называется Vertical NAND или VNAND. Она крайне эффективна и очень интересно организована.

Многоэтажная память

Небольшая аналогия. Представьте, что память — это огромный многоэтажный жилой комплекс, в котором каждая квартира — это ячейка памяти.

Так вот, в одном доме этого ЖК всегда 6 подъездов, на каждом этаже одного подъезда размещается 32 квартиры, т.е. ячейки памяти. А этажей в таком доме может быть аж 136 штук, но только если это самый современный дом. Такой дом с шестью подъездами называется блоком памяти.

К чему я это всё? NAND память организована так, что она не может просто считать и записывать данные в какую-то конкретную ячейку, ну или квартиру. Она сразу считывает или перезаписывает весь подъезд!

А если нужно что-то удалить, то стирается сразу целый дом, то есть блок памяти. Даже если вы просто решили выкинуть ковер в одной квартире — не важно. Весь дом под снос!

Поэтому прежде чем удалить что-либо приходится сначала скопировать всю информацию в соседний блок.

А если памяти на диске осталось мало, меньше 30% от общего объема, то скорость работы такого диска сильно замедляется. Просто потому, что приходится искать свободный блок- место для копирования.

Так что следите за тем, чтобы память на телефоне или SSD-диске были заполнены не более чем на 70%! Иначе всё будет тупить.

Кстати, по этой же причине стирание информации потребляет намного больше энергии, чем чтение и запись. Поэтому хотите сэкономить заряд, поменьше удаляйте файлы!

Напомню, что в жестких дисках, которые HDD, другая проблема. Там информация считывается по одной ячейке. Жесткий диск вращается, а считывающая головка ездит туда-сюда по всей поверхности диска. И, если файлы разбиты на фрагменты, хранящиеся в разных концах диска — скорость падает. Поэтому, для HDD полезна дефрагментация.

Что такое спецификация?

Но вернёмся к флеш-памяти. Естественно сам по себе чип с памятью бесполезен потому как всей этой сложной структурой нужно как-то управлять. Поэтому существуют целые технологические стеки, которые всё разруливают. Их называют стандартами или спецификациями.

Есть чип с флеш-памятью, как правило это NAND память. Там хранятся данные.

А есть спецификация — это целый набор технологий вокруг чипа, программных и аппаратных, которые обеспечивают взаимодействия с памятью. Чем умнее спецификация, тем быстрее работает память.

Так какие же спецификации используются в наших смартфонах и какая из них самая умная? Давайте разберёмся.

Выход первого iPhone в 2007 году спровоцировал постепенный отказ от карт памяти. Появилась потребность в новом стандарте недорогой флеш-памяти для мобильных устройств. Так появился eMMC, что значит встроенная Мультимедиа карта или Embedded Multimedia Card. То есть прям как eSIM (Embedded SIM).

Стандарт eMMС постепенно обновлялся и его скорости росли. И eMMC до сих пор используется в большинстве смартфонов, но данный стандарт явно не рекордсмен по скорости и сильно проигрывает тем же SSD дискам.

Тогда в 2014 году появился новый стандарт с нескромным названием Universal Flash Storage или UFS! Новый стандарт был во всём лучше eMMC.

Во-первых, в UFS последовательный интерфейс. А это значит, что можно одновременно и записывать и считывать. eMMC мог делать только что-то одно. Поэтому UFS работает быстрее!

Во-вторых, он в два раза более энергоэффективный в простое.

Эффективнее работает с файлом подкачки когда ОЗУ забита. И еще, существуют UFS карты памяти, которые могут быть бесшовно интегрированы во внутреннем хранилище! Это же полноценная модульная память!

Кстати, по этой причине, внутреннюю память телефона правильнее называть eUFS. Embedded, ну вы помните.

UFS вышел сразу же в версии 2.0 в 2015 году, а первым телефоном с этим стандартом стал Samsung Galaxy S6. Samsung так гордились скоростью памяти, что даже выкинули слот microSD из Galaxy S6. Казалось бы, судьба стандартов флеш-памяти предрешена — вот он новый король. Новый USB мира флеш-памяти.

Но внезапно выходит iPhone 6s и мы видим это!

Что? Как такое возможно? Что за чудо память в этих iPhone? Похоже, Apple пошли какой-то своей дорожкой. Если стандарты eMMC и UFS — наследники каких-то там детских карт памяти, то память в iPhone — прямой наследник взрослых SSD-дисков. Потому как в iPhone используется спецификация памяти NVMe. Такая же память используется в компах и ноутбуках.

Название NVMe довольно сложно расшифровывается — NVM Express (NVMe, NVMHCI — от англ. Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification).

Но ключевое слово в названии Express! Почему?

Спецификация NVMe специально разрабатывалась для SSD-дисков с памятью NAND, подключенных по шине PCI Express.

NVMe создавался с нуля как новый способ эффективной работы с SSD-дисками. Из него убрали всё лишнее и сосредоточились на скорости.

Поэтому, благодаря короткому технологическому стеку, NVMe имеет большое преимущество при случайной записи и чтении блоков над остальными стандартами.

Это свойство особенно полезно для работы операционной системы, которая постоянно считывает и генерит кучу маленьких файлов размером по 4 КБ. Случайное чтение и запись NVMe — это то, что делает iPhone таким быстрым.

Но, естественно, Apple не могли просто запихнуть целый SSD в смартфон. Они модифицировали протокол NVMe и разработали свой кастомный PCI-E контроллер.

Поэтому, то что стоит в iPhone — решение абсолютно уникальное и в своё время было революционным. А они об этом даже ничего не сказали! Как всегда делает Apple.

Такая же история с MacBook. Apple первыми отказались от HDD. И они всегда ставят самую быструю память в ноуты. Во многом поэтому, даже на более слабом железе Mac ощущаются быстрее Windows-ноутбуков.

Тесты

Но вернёмся к смартфонам. Мы выяснили, что Android используют UFS-память, а Айфоны NVMe. Но проблема в том, что сложно сказать какая память действительно быстрее.

Скажем так есть, крутое сравнение от компании Micron. На базе кастомного Android девайса они сравнили NVMe и UFS 2.1 и получили преимущество NVMe по всем показателям! Вот такие:

Последовательная запись > 28%
Последовательное чтение > 15% быстрее при последовательном чтении.
IOPS (случайная запись и чтение) > 30%

Читать статью THL T9 Pro - Обсуждение - 4PDA

CPDT Бенчмарк

Но кому это интересно? Сейчас много где есть UFS 3.0, а в Redmi K30 Pro вообще UFS 3.1.

Только посмотрите UFS 3.1 быстрее UFS 2.0 по разным показателям вплоть до 8 раз. Вот с чем надо сравнивать!

UFS 2.0 vs UFS 3.1

Последовательное чтение — 6X
Последовательная запись — 8X
Случайное чтение — 5.3X
Случайная запись — 5X

Значит надо просто скачать одинаковый тест под iPhone и Android, и готово! Мы узнаем — кто чемпион. Только знаете что? Нет такого теста! Поверьте мы искали. Есть спорные тесты с непонятной методологией (PerfomanceTest), но приличного ничего нет.

Кроме… Вот этого чудесного теста: Cross Platform Disk Test. Работает на всех платформах, подробно описана методология тестирования. И даже есть результаты тестов некоторых iPhone:

Но вот незадача, версия приложения для iOS так и не была выпущена.

Но мы не отчаялись! Как выяснилось, разработчика зовут Максим, он из Минска. Поэтому мы с ним связались и Макс любезно предоставил нам девелопер версию приложения под iOS.

Поэтому сегодня мы наверняка узнаем где всё-таки быстрее память: На самых последних iPhone или на самых крутых Android-смартфонах:

iPhone 11 Pro — NVMe
Oneplus 8 Pro — UFS 3.0
Redmi K 30 Pro — UFS 3.1
и Macbook Pro 16 — NVMe

В итоге побеждает дружба, в последовательной записи вроде бы все очень неплохо у Apple, но по произвольной они подчистую сливают Android-смартфонам. В копировании — буквальное равенство результатов. При этом заметьте, что Poco F2 Pro с UFS 3.1 показал себя в тестах никак и проиграл и Sony Xperia 1 II, и OnePlus 8 Pro. Возможно решает не только это! А вот в сравнении с «взрослым» NVMe в ноутбуках мобильный NVMe в 3-4 раза медленнее и это конечно не радует. С другой стороны это значит, что смартфонам есть куда расти!

Еще раз хотим поблагодарить Максима за помощь и инструкции! Помните, тест не из лёгких, поэтому если у вас будет вылетать не ругайтесь!

Память на Android. Все разделы памяти Андроид устройств

ROM и RAM память на Android

Многим пользователям, впервые получившим во владение устройство на Android OS, бывает трудно разобраться во всех тонкостях этой системы . Более того, не все опытные юзеры могут похвастаться, что досконально изучили платформу, на которой базируется больше 86%* всех продаваемых мобильных устройств в мире.

*по данным на декабрь 2016 года

А так как одним из важных и популярных вопросов для рядовых пользователей продуктов IT-индустрии был и остаётся вопрос памяти устройства, то данная тема не обошла стороной и операционную систему от компании G o o g l e .
Ниже мы разберём эту тему и ответим на вопрос, какие бывают виды памяти в системе Android OS.

Содержание статьи:

Группировка типов памяти устройств

Сперва рассмотрим, какие виды памяти существуют в принципе. Данная группировка не зависит от используемой на устройстве операционной системы, будь то Android , Windows , MacOS , iOS , Linux или другие, менее распространённые платформы.

Все запоминающие устройства в электронике можно разделить на две основные группы:

Энергозависимая память. RAM
Энергонезависимая память. ROM

С энергонезависимой памятью понятно, мы обозначили её как RAM (Random Access Memory — Запоминающее устройство с произвольной выборкой).
А вот обозвать всю энергонезависимую память как ROM — это грубое допущение, так как ROM — Read-Only Memory, то есть допускает лишь чтение, но в группу энергонезависимой памяти входят и устройства, позволяющие пользователя перезаписывать данные. Однако, мы позволим себе это обобщение, а позже вскользь отметим особенности различных групп ROM-памяти.

Если из типа энергозависимой памяти в Андроид устройствах можно выделить только оперативную память , то энергонезависимая память, в свою очередь, разбивается на различные разделы: системный раздел (который сам ещё делится на разделы), внутренняя память устройства (Internal storage), флеш-память (карта памяти). Об этом мы и поговорим ниже.
А пока приведём таблицу, отображающую, к какой группе относится каждый из типов памяти, встречающийся на современных Андроид смартфонах, с приведением наиболее часто используемых обозначений.

Типы памяти в системе Android

Энергозависимая память. RAM	Оперативная память. ОЗУ
Энергонезависимая память. ROM	Прошиваемый раздел. PROM	Bootloader
		Recovery
		Boot
		System
	Перезаписываемый раздел. EEPROM	Internal phone storage	Data
		Internal phone storage	User
		SD-карта

В конце статьи мы приведём ещё одну таблицу, в которой весьма условно попробуем сопоставить рассмотренные разделы системы Андроид и разделы/каталоги Windows OS.

Энергозависимая память. RAM

Что же такое энергозависимая память, и почему она так называется?

Энергозависимая память (Volatile memory) — тип памяти, которому для сохранения информации требуется постоянное электрическое питание

Это определение достаточно грубое, но прекрасно отражает принцип работы устройства.

В процессе работы системы в энергозависимую память загружаются необходимые данные. Информация хранится и изменятся в соответствующем модуле ровно до тех пор, пока на него подаётся питание (электричество).
Как только подача энергии прекращается , вся информация из энергозависимой памяти утрачивается . Собственно, поэтому данный тип памяти называется энергозависимой .

В качестве лучшего примера, понятного для большинства читателей, можно привести Оперативную память.

Оперативная память

С данным понятием знакомы многие, для тех же, кто не совсем понимает, о чём пойдёт речь ниже, дадим общее определение этому термину.

Оперативная память — это энергозависимая часть устройства, в котором хранится обрабатываемый в данный отрезок времени код и данные, требующие моментального доступа

Оперативная память часто может обозначаться следующими аббревиатурами:

RAM — Random Access Memory , что в переводе с английского языка означает » память с произвольным доступом «;
ОЗУ — что расшифровывается как » оперативное запоминающее устройство «.

В процессе работы системы в оперативную память подгружаются данные и код , к которым в настоящий момент происходит обращение процессора. Эта информация хранится и изменяется в соответствующем модуле ровно до тех пор, пока на него подаётся питание (электричество). Как только подача энергии прекращается , вся информация из оперативной памяти утрачивается .

В некоторых системах возможна реализация резервного копирования данных из RAM на модуль энергонезависимой памяти, но данный вопрос выходит за рамки текущей статьи и не отменяет различий в функциональных особенностях этих видов устройств

Узнать размер оперативной памяти аппарата и объём свободной памяти можно не только при помощи сторонних программ, отображающих подобную информацию, но и стандартными средствами. Например, на некоторых устройствах искомые цифры можно увидеть, открыв меню Приложения в настройках телефона и перейдя на вкладку Запущенные

Здесь мы видим, какой объём ОЗУ занят системой, запущенными на данный момент приложениями и сколько Мегабайт (в нашем случае) ещё свободны для использования.
Также сведения об общем размере доступной памяти публикуются в технической информации устройства.

В системе Андроид размер оперативной памяти играет важную роль . Кроме того, что некоторые программы сами по себе достаточно требовательны к железу устройства, важность размера и производительности RAM раздела усугубляется наличием многозадачности в Android OS.

Многозадачность — это способность операционной системы параллельно, в один момент времени, выполнять две и более различные задачи

Андроид система самостоятельно управляет оперативной памятью устройства. В ОЗУ постоянно держатся запущенными нужные в данный момент системе и пользователю программы и службы. При запуске новых приложений софт, имеющий наименьший приоритет по отношению к другим программам, будет выгружен из оперативной памяти .

Однако, если пользователя не устраивает то, каким образом система распоряжается имеющимся объёмом раздела RAM, он может самостоятельно влиять на список программ, находящихся в памяти .
Управлять запущенными приложениями и службами , выгружать их, автоматически завершать или полностью запрещать запуск можно с помощью многочисленных программ Таск киллеров (Task killer) и менеджеров автозагрузки.

Важно понимать, что в погоне за большим объёмом свободной оперативной памяти не стоит действовать в ущерб удобству использования аппарата

Энергонезависимая память. ROM

Энергонезависимая память (Non Volatile Random Access Memory) — тип устройств памяти, которым для хранения информации не требуется постоянное наличие электрического питания

Читать статью Как включить громкую связь на смартфоне Андроид?

Этот тип памяти используется в разных целях: хранение файлов прошивки (операционной системы устройства), размещение разделов восстановления , размещение системных разделов , запись и хранение пользовательских данных и так далее.

В ходе использования энергонезависимой памяти системой и пользователем на устройство записывается любая информация , соответствующая разделу памяти, которая может считываться оттуда при необходимости. При отключении оборудования и прекращении подачи питания на устройство информация с него не пропадает , после повторного запуска системы все данные вновь будут доступны . То есть данный тип памяти не зависит от наличия питания и потому зовётся энергонезависимым .

Простые примеры энергонезависимых устройств хранения информации: жесткий диск (HDD), твёрдотельные накопители (SSD), флеш-память (SD).

Прошиваемый раздел в Android. PROM

Аббревиатура PROM расшифровывается как Programmable Read-Only Memory, что в переводе с английского означает «Программируемая память только для чтения«, говоря более грамотным языком — Программируемое постоянное запоминающее устройство, сокращённо ППЗУ. Отсюда можно вывести определение:

Прошиваемый раздел PROM (Programmable Read-Only Memory) — постоянный сектор памяти, изменение которого доступно только при помощи прошивки

Рассмотрим основные разделы операционной системы Андроид , относящиеся к PROM, в порядке обращения к ним:

Bootloader (HBOOT) — загрузчик операционной системы. Это сектор памяти, который первым реагирует на включение аппарата. Пользователю интересен тем, что анализирует, нажаты ли в момент включения дополнительные кнопки, и определяет, в каком режиме необходимо запускать устройство . Используется для прошивки смартфона.
Recovery — раздел, содержащий системное программное обеспечение, предназначенное для диагностики аппарата, восстановления системы и создания её резервных копий.
Современные кастомные рекавери (custom recovery) имеют более широкий функционал, позволяют устанавливать сторонние прошивки , имеют встроенный менеджер файлов и так далее.
Boot — раздел памяти в системе Android, содержащий ядро ОС , драйвера и файлы, необходимые для управления устройство на низком уровне (команды процессора и памяти). Возможна перезапись этого раздела без замены основной прошивки.
System — системный раздел, содержащий файлы прошивки , стандартных программ и библиотеки операционной системы. Содержимое раздела System возможно изменять при наличии у пользователя прав суперпользователя root. К примеру, отредактировав должным образом файл hosts, находящийся по пути /system/etc/hosts , можно избавить от рекламы на телефоне Андроид (подробнее об этом в соответствующей статье: Убираем рекламу на Android. Файл hosts)

Сброс настроек в Андроид ОС

Все четыре раздела памяти Андроид, описанные выше, являются системными и условно нередактируемыми.
С этим связана ещё одна особенность данных разделов: если вы делаете возврат к стандартным настройкам аппарата ( полный сброс ) из меню устройства или Wipe data/factory reset из Recoery, то вышеперечисленные разделы форматированию НЕ ПОДВЕРГАЮТСЯ.
Если в одной из этих областей произошёл сбой или возникли какие-то другие проблемы, то для их исправления необходимо будет прошивать устройство полностью или соответствующую часть памяти.

Теперь рассмотрим ту часть памяти, которая может изменяться пользователем самостоятельно и без root прав .

Перезаписываемый раздел в Android. EEPROM

EEPROM расшифровывается как Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, что с английского переводится следующим образом: Электрически стираемое перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство.
По сути это означает, что устройство способно хранить записанные на него данные, но позволяет многократно редактировать информацию без наличия особых прав (прав суперпользователя).

Анализ памяти на Андроид в Titanium Backup

Сама технология EEPROM на сегодняшний день является устаревшей и не применяется в производстве современных модулей памяти , но название по привычке используется для обозначения устройств хранения информации небольшой ёмкости .

Перезаписываемый раздел EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) — постоянный сектор памяти с открытым доступом к изменению хранящейся в нём информации

К перезаписываем разделам системы относится как внутренняя память Андроид, доступная пользователю, так и карта памяти на Андроид, если таковая имеется.

MicroSD карта памяти

Внутренняя память устройства (Internal phone storage) — та часть модуля памяти смартфона, которая не занята системными разделами и доступна пользователю для размещения приложений, медиа-контента и документов. Часть памяти, на которую устанавливается софт , определяется как раздел Data, а часть, занятая пользовательскими файлами — как User.
Зачастую реальной границы между этими областями нет, и тогда распределение памяти зависит только от нужд владельца устройства.
SD-карта (SDHC) — флеш-память, доступная пользователю в полном объёме. Всё пространство флешки может использоваться для хранения личных файлов. Кроме того, может быть произведена как установка приложений на карту памяти Андроид, так и перенос программ и игр Андроид на карту памяти (если данная возможность реализована в установленной версии операционной системы). SDHC-память может быть не только внешней, но и внутренней, распаяной на плате аппарата. В статье Разрешение на запись в корень sd-карты на Android 4.4+рассмотрен способ обхода ограничения, введённого Google, для новых версий своей системы.

Internal phone storage и SD-карта напрямую не оказывают влияние на работу системы Андроид, однако,в случае неполадок и неисправностей, могут вызывать существенные сбои в работе всей ОС.

Теперь, как и обещали в начале записи, сопоставим память Андроид ОС и память системы Windows . Сопоставление приводим лишь для ознакомления, на самом деле, конечно, данные приведены с грубыми допущениями.

Типы памяти в системе Android

Android OS	OS Windows
Оперативная память. ОЗУ	Оперативная память. ОЗУ
Bootloader	Раздел «Зарезервированно системой»
Recovery	Разделы восстановления ноутбуков
Boot	C:WindowsSystem32ntoskrnl.exe
System	Системный каталог. Диск C:
Data	Каталог C:Program Files
User	C:UsersИмя_пользователя
SD-карта	Дополнительные HDD/SSD/USB

Мы поговорили о том, какие бывают разделы памяти в Андроид ОС. Рассмотрели основные типы памяти Android.
Всем производительной памяти и объёмных накопителей.

Анатомия смартфона: LPDDR4, UFS, microSD — разбираемся в типах памяти

Если основные названия чипсетов, как правило, на слуху, то на тип памяти мало кто вообще обращает внимание. Вместе с тем это важный параметр при выборе, например, игровых гаджетов. Память напрямую влияет на комфорт использования смартфона и его производительность. В статье мы расскажем, какая память бывает в карманных устройствах и на что обращать внимание при выборе.

В современных смартфонах есть три типа памяти: оперативная, внутренняя и внешняя. Но если характеристики карт памяти вы легко можете узнать при покупке, то типы ОЗУ и ПЗУ производители гаджетов зачастую не указывают. Чаще всего так происходит, когда компания использует медленную память и ей нечем похвастать — это должно стать первым звоночком при выборе устройства.

Оперативная память (RAM/ОЗУ)

С оперативной памятью в смартфонах всё сравнительно просто: во всех современных гаджетах используется технология LPDDR — модификация используемой на обычных ПК технологии DDR. Приставка LP (Low Power) означает низкое энергопотребление, которое достигается, в основном, за счёт снижения рабочего напряжения и пропускной способности.