eMMC真能優化成UFS?談談手機快閃儲存器的檔案系統

2022-08-09 19:54:22 字數 2165 閱讀 3834

和ufs快閃儲存器相比,emmc的效能更弱,同一型號的手機混用這兩種規格的快閃儲存器,讓一些消費者感到了不滿。對此,廠商稱通過優化,emmc的產品也可以獲得優秀的體驗。這個優化到底是怎麼回事?根據以往的一些宣傳,可以推斷出是由於儲存器使用了更先進的檔案系統——f2fs。

對於儲存器的檔案系統,很多朋友或許並不太關注。但在使用上,不可避免地會感受到不同檔案系統之間的區別——最直觀的,莫過於相容問題,例如ntfs檔案系統的硬碟插到mac電腦中無法寫入,winxp無法辨別exfat檔案系統等等。為什麼儲存器會選擇不同的檔案系統?乙個優秀的檔案系統,真的能把emmc優化成ufs嗎?今天就一起來談談這問題吧。

檔案系統有啥用?

我們知道,在使用硬碟、u盤等儲存器之前,需要進行格式化。而格式化的時候,會看到有很多檔案系統可以選擇。例如,在win系統下,可以把格式化為ntfs、fat32等等,在linux下可以格式化為ext3、ext4等等,在macos中可以格式化為hfs+、apfs等等。這些不同的檔案系統,都有著乙個共同的作用,那就是組織起儲存器上的資料,讓作業系統和使用者更容易辨認和操作。

例如,在hdd硬碟上,資料是由扇區來儲存的。什麼是扇區?hdd的碟片是乙個同心圓,把圓分成乙個個小小的扇形,資料在這些扇形中儲存,這些扇形就被稱之為扇區。扇區儲存著資料,但是作業系統並不會直接讓使用者訪問乙個個扇區——辨認不同的扇區靠的是實體地址,作為乙個使用者,面對著「01de」「02fd」這樣的實體地址,壓根就無從下手。大家找蒼老師的影視作品,都是到「搖桿驅動程式」的資料夾中去找,哪有找扇區實體地址的道理?

要把扇區組織起來,變成使用者易於理解的各種檔案、資料夾,就得檔案系統來發揮作用了。我們知道,幾十百來個人的廣場舞,尚有令人眼花繚亂的陣仗,更何況是天文數字一般的扇區。不同的作業系統,組織資料的方式各不相同,於是就誕生了各種各樣的檔案系統。

這些不同的檔案系統,特性也不盡相同,而且還有這優劣之分。例如大家非常熟悉的fat32和ntfs,ntfs就明顯要比fat32更加先進——fat32無法建立起2t以上的分割槽、儲存4g以上的檔案,而ntfs則可以輕鬆做到;在安全方面,ntfs支援檔案加密、許可權控制等特性,還支援日誌,而fat32則都不支援。另外,在效能方面,ntfs對fat32也是有著明顯優勢。因此,如果檔案系統更先進,的確可以把儲存器「優化」得更上乙個檔次。

專為快閃儲存器而生的檔案系統f2fs

檔案系統的選擇是有講究的。例如在大容量硬碟流行、注重安全性的今天,在win系統中使用的硬碟基本都會格式化成ntfs;而為了壽命和相容性的考慮(ntfs的日誌會請求更多讀寫,對快閃儲存器壽命不利),u盤、儲存卡又往往格式化成為fat32。安卓手機又普遍使用什麼檔案系統呢?我們知道安卓基於linux,因此也繼承了linux的很多特性,大多數安卓機的快閃儲存器都跟隨了linux的主流檔案系統,格式化成為了ext4。

ext4是一種很優秀的檔案系統,它支援無限子目錄、多塊分配、日誌記錄等先進特性。不過,它是否適合手機?還真不一定。ext4在2023年首次出現,當時的儲存介質普遍還是hdd。而現在安卓機使用的都是快閃儲存器,ext4並沒有針對快閃儲存器作太多的優化。

hdd和快閃儲存器的結構天差地別,資料的組織也並不一樣。在物理結構上,快閃儲存器並不存在扇區,因此需要經由ftl層來模擬hdd的扇區以實現對檔案系統的相容。加上檔案系統沒有對快閃儲存器作什麼優化,所以效率會受到影響。那麼有沒有為快閃儲存器作優化的檔案系統?f2fs便是了。

f2fs檔案系統的全稱是「flash friendly file system」,看名字就知道,這是專門為快閃儲存器而生的檔案系統。這個檔案系統來自三星,在2023年底被linux核心所支援,自然也能夠用於安卓機上。f2fs的確做了很多針對快閃儲存器的優化,最重要的就是基於快閃儲存器的塊來進行讀寫,小檔案的隨機讀寫效能大大提高。

emmc真能優化成ufs?

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