Apple erzählt uns nicht viel über die Innenseiten seiner Geräte. Als ob wir ein schreckliches Geheimnis vor uns verstecken würden!
Wussten Sie zum Beispiel, dass iPhone und Android einen völlig anderen Flash-Speicher verwenden? NVMe auf dem iPhone und UFS auf Android.
Vielleicht ist dies das Geheimnis der Geschwindigkeit von Apple-Geräten? Heute werden wir herausfinden, wie Flash-Speicher funktioniert. Finden Sie heraus, wie sich die Speicherstandards unterscheiden? Und vor allem - vergleichen wir, wer schneller als Android oder iPhone ist! Sie werden solche Informationen nirgendwo anders finden. Also lesen Sie weiter und schauen Sie bis zum Ende!
Flash-Speicher
Beginnen wir mit der Tatsache, dass Flash-Laufwerke, Speicherkarten, Smartphones und SSD-Festplatten überall denselben Speichertyp verwenden - Flash-Speicher. Dies ist eine moderne Technologie, die magnetische Speichermedien, dh Festplatten, ersetzt hat.
Flash hat viele Vorteile. Es ist energieeffizient, billig, langlebig und wahnsinnig kompakt. Ein münzgroßer Chip passt auf ein Terabyte Daten!
Die Größe des Toshiba-Chips auf dem Foto beträgt 16 x 20 mm.
Aber wie schaffen Sie es, so große Informationsmengen in so kleinen Größen zu speichern?
Wie funktioniert der Flash-Speicher?
Schauen wir uns an, wie Flash-Speicher funktioniert.
Die Grundeinheit des modernen Flash-Speichers ist eine CTF-Zelle. Es steht für Charge Trap Flash-Speicherzelle, dh Speicher mit Ladungsfalle. Und dies ist keine figurative Falle, sondern eine echte.
Diese Zelle ist in der Lage, Elektronen in sich selbst einzuschließen und jahrelang zu speichern! Ein bisschen wie eine Falle aus dem Ghostbusters-Film. Selbst wenn Ihre SSD an nichts angeschlossen ist und nur in Ihrem Nachttisch liegt, sollten Sie wissen, dass sie voller Energie ist.
Das Vorhandensein oder Fehlen einer Ladung in der Zelle wird vom Computer als Nullen und Einsen interpretiert. Im Allgemeinen wie alles in der Welt der Technologie.
Es gibt viele solcher Zellen und sie stehen übereinander. Daher wird diese Anordnung von Zellen als vertikales NAND oder VNAND bezeichnet. Es ist äußerst effizient und sehr interessant organisiert.
Mehrstöckiger Speicher
Eine kleine Analogie. Stellen Sie sich vor, der Speicher ist ein riesiger mehrstöckiger Wohnkomplex, in dem jede Wohnung eine Speicherzelle ist.
In einem Gebäude dieses Wohnkomplexes gibt es also immer 6 Eingänge, 32 Wohnungen befinden sich auf jeder Etage eines Eingangs, d. H. Speicherzellen. Und es kann bis zu 136 Stockwerke in einem solchen Haus geben, aber nur, wenn dies das modernste Haus ist. Ein solches Haus mit sechs Eingängen wird als Speicherblock bezeichnet.
Warum bin ich das alles? Der NAND-Speicher ist so organisiert, dass er nicht einfach Daten in eine bestimmte Zelle, einen Brunnen oder eine Wohnung lesen und schreiben kann. Sie liest oder überschreibt sofort den gesamten Eingang!
Und wenn Sie etwas löschen müssen, wird das ganze Haus auf einmal gelöscht, dh ein Speicherblock. Auch wenn Sie sich gerade entschlossen haben, den Teppich in derselben Wohnung wegzuwerfen, spielt das keine Rolle. Das ganze Haus soll abgerissen werden!
Bevor Sie etwas löschen, müssen Sie daher zunächst alle Informationen in den benachbarten Block kopieren.
Und wenn auf der Festplatte nur noch wenig Speicher vorhanden ist, weniger als 30% der Gesamtmenge, verlangsamt sich die Geschwindigkeit einer solchen Festplatte erheblich. Einfach, weil Sie nach freiem Speicherplatz für Blockkopien suchen müssen.
Stellen Sie also sicher, dass Ihr Telefon- oder SSD-Speicher nicht mehr als 70% voll ist! Sonst wird alles langweilig.
Aus dem gleichen Grund verbraucht das Löschen von Informationen übrigens viel mehr Energie als das Lesen und Schreiben. Wenn Sie also Batterie sparen möchten, löschen Sie Dateien weniger!
Ich möchte Sie daran erinnern, dass Festplatten, bei denen es sich um Festplatten handelt, ein anderes Problem darstellen. Dort werden Informationen zellenweise ausgelesen. Die Festplatte dreht sich und der Lesekopf bewegt sich über die gesamte Oberfläche der Festplatte hin und her. Und wenn die Dateien in Fragmente aufgeteilt werden, die an verschiedenen Enden der Festplatte gespeichert sind, sinkt die Geschwindigkeit. Daher ist die Defragmentierung für die Festplatte nützlich.
Was ist eine Spezifikation?
Aber zurück zum Flash-Speicher. Natürlich ist ein Chip mit einem Speicher an sich nutzlos, weil diese gesamte komplexe Struktur irgendwie verwaltet werden muss. Daher gibt es ganze Technologie-Stacks, die alles regieren. Diese werden als Standards oder Spezifikationen bezeichnet.
Ein Mal noch!
Es gibt einen Chip mit Flash-Speicher, normalerweise NAND-Speicher. Die Daten werden dort gespeichert.
Und es gibt eine Spezifikation - eine ganze Reihe von Technologien rund um Chip, Software und Hardware, die die Interaktion mit dem Speicher ermöglichen. Je intelligenter die Spezifikation, desto schneller arbeitet der Speicher.
Welche technischen Daten werden in unseren Smartphones verwendet und welche sind die intelligentesten? Lass es uns herausfinden.
eMMC
Die Veröffentlichung des ersten iPhone im Jahr 2007 führte zum Auslaufen der Speicherkarten. Es besteht Bedarf an einem neuen Standard für kostengünstigen Flash-Speicher für mobile Geräte. So erschien eMMC, dh eingebettete Multimedia-Karte oder eingebettete Multimedia-Karte. Das heißt, genau wie eSIM (Embedded SIM).
Der eMMC-Standard wurde schrittweise aktualisiert und seine Geschwindigkeit ist gestiegen. Und eMMC wird immer noch in den meisten Smartphones verwendet, aber dieser Standard ist eindeutig kein Rekordhalter in Bezug auf Geschwindigkeit und verliert viel an denselben SSD-Laufwerken.
UFS
Dann erschien 2014 ein neuer Standard mit dem unbescheidenen Namen Universal Flash Storage oder UFS! Der neue Standard war in jeder Hinsicht besser als eMMC.
Erstens hat UFS eine serielle Schnittstelle. Dies bedeutet, dass Sie gleichzeitig schreiben und lesen können. eMMC konnte nur eines tun. Daher ist UFS schneller!
Zweitens ist es im Leerlauf doppelt so energieeffizient.
Funktioniert besser mit der Auslagerungsdatei, wenn der RAM voll ist. Und doch gibt es UFS-Speicherkarten, die nahtlos in den internen Speicher integriert werden können! Dies ist ein vollwertiger modularer Speicher!
Aus diesem Grund ist es übrigens richtiger, den internen Speicher des Telefon-eUFS aufzurufen. Eingebettet, erinnerst du dich?
UFS wurde 2015 sofort in Version 2.0 veröffentlicht, und das erste Telefon mit diesem Standard war das Samsung Galaxy S6. Samsung war so stolz auf die Speichergeschwindigkeit, dass sogar der microSD-Steckplatz des Galaxy S6 über Bord geworfen wurde. Es scheint, dass das Schicksal der Flash-Speicherstandards eine ausgemachte Sache ist - hier ist er der neue König. Das weltweit neue USB-Flash-Laufwerk.
Aber plötzlich kommt das iPhone 6s heraus und wir sehen es!
Was? Wie ist das möglich? Was ist das Wunder des Gedächtnisses in diesen iPhones? Es sieht so aus, als ob Apple seinen eigenen Weg gegangen ist. Wenn die eMMC- und UFS-Standards die Erben von Kinderspeicherkarten sind, ist der Speicher im iPhone der direkte Erbe von SSD-Laufwerken für Erwachsene. Weil das iPhone die NVMe-Speicherspezifikation verwendet. Der gleiche Speicher wird in Computern und Laptops verwendet.
NVMe
Der Name NVMe ist ziemlich schwer zu entschlüsseln - NVM Express (NVMe, NVMHCI - aus der englischen Schnittstellenspezifikation für nichtflüchtige Speicher-Host-Controller).
Aber das Schlüsselwort im Titel ist Express! Warum?
Die NVMe-Spezifikation wurde speziell für PCI Express-basierte NAND-SSDs entwickelt.
NVMe wurde von Grund auf als eine neue Möglichkeit entwickelt, effizient mit SSDs zu arbeiten. Sie entfernten alles Unnötige und konzentrierten sich auf Geschwindigkeit.
Daher hat NVMe aufgrund seines kurzen Technologie-Stacks einen großen Vorteil gegenüber den übrigen Standards für zufällige Schreib- und Leseblöcke.
Was bedeutet das?
Diese Eigenschaft ist besonders nützlich für ein Betriebssystem, das ständig eine Reihe kleiner 4-KB-Dateien liest und generiert. Das zufällige Lesen und Schreiben von NVMe macht das iPhone so schnell.
Aber natürlich konnte Apple nicht einfach eine ganze SSD in ein Smartphone packen. Sie modifizierten das NVMe-Protokoll und entwickelten einen eigenen PCI-E-Controller.
Daher ist das iPhone eine absolut einzigartige Lösung, die einst revolutionär war. Und sie haben nicht einmal etwas darüber gesagt! Wie Apple es immer tut.
Mit dem MacBook ist es genauso. Apple war der erste, der die Festplatte über Bord geworfen hat. Und sie haben immer den schnellsten Speicher in den Laptops. Dies ist vor allem der Grund, warum sich Macs selbst auf schwächerer Hardware schneller anfühlen als Windows-Laptops.
Tests
Aber zurück zu den Smartphones. Wir haben herausgefunden, dass Android UFS-Speicher und iPhones NVMe verwenden. Das Problem ist jedoch, dass es schwer zu sagen ist, welcher Speicher tatsächlich schneller ist.
Sagen wir einfach, es ist ein cooler Vergleich von Micron. Basierend auf einem benutzerdefinierten Android-Gerät haben sie NVMe und UFS 2.1 verglichen und in jeder Hinsicht den Vorteil von NVMe erhalten! Wie diese:
- Sequentielles Schreiben> 28%
- Sequentielles Lesen> 15% schneller beim sequentiellen Lesen.
- IOPS (zufälliges Schreiben und Lesen)> 30%
CPDT-Benchmark
Aber wen interessiert das schon? Jetzt gibt es viele Orte, an denen es UFS 3.0 gibt, und im Redmi K30 Pro gibt es im Allgemeinen UFS 3.1.
Schauen Sie, UFS 3.1 ist in verschiedenen Indikatoren bis zu achtmal schneller als UFS 2.0. Hier ist was zu vergleichen!
UFS 2.0 vs UFS 3.1
- Sequentielles Lesen - 6X
- Sequentielles Schreiben - 8X
- Zufälliges Lesen - 5.3X
- Zufälliges Schreiben - 5X
Sie müssen also nur den gleichen Test für iPhone und Android herunterladen und fertig! Wir werden herausfinden, wer der Champion ist. Weißt du was? Es gibt keinen solchen Test! Glauben Sie uns, wir haben gesucht. Es gibt kontroverse Tests mit einer unverständlichen Methodik (PerfomanceTest), aber nichts Anständiges.
Außer ... Dieser wunderbare Test: Plattformübergreifender Festplattentest . Funktioniert auf allen Plattformen. Die Testmethode wird ausführlich beschrieben. Und es gibt sogar Testergebnisse für einige iPhones:
Aber Pech, die iOS-Version der App wurde nie veröffentlicht.
Aber wir haben nicht verzweifelt! Wie sich herausstellte, heißt der Entwickler Maxim, er kommt aus Minsk. Deshalb haben wir ihn kontaktiert und Max hat uns freundlicherweise eine Entwicklerversion der Anwendung für iOS zur Verfügung gestellt.
Daher werden wir heute wahrscheinlich herausfinden, wo der Speicher schneller ist: Auf den neuesten iPhones oder auf den coolsten Android-Smartphones:
- iPhone 11 Pro - NVMe
- Oneplus 8 Pro - UFS 3.0
- Redmi K 30 Pro - UFS 3.1
- und Macbook Pro 16 - NVMe
Infolgedessen gewinnt die Freundschaft, in einer sequentiellen Aufnahme scheint alles mit Apple sehr gut zu sein, aber in einer willkürlichen Version verschmelzen sie vollständig mit Android-Smartphones. Beim Kopieren - buchstäbliche Gleichheit der Ergebnisse. Beachten Sie, dass sich der Poco F2 Pro mit UFS 3.1 in den Tests in keiner Weise gezeigt hat und sowohl gegen das Sony Xperia 1 II als auch gegen OnePlus 8 Pro verloren hat. Vielleicht löst es nicht nur das! Aber im Vergleich zum "erwachsenen" NVMe in Laptops ist das mobile NVMe 3-4 mal langsamer und dies ist sicherlich nicht ermutigend. Auf der anderen Seite bedeutet dies, dass Smartphones Raum zum Wachsen haben!
Wir möchten uns noch einmal bei Maxim für seine Hilfe und Anweisungen bedanken! Denken Sie daran, der Test ist nicht einfach. Wenn Sie also abstürzen, schwören Sie nicht!