Программирование флешек emmc. Выход из строя eMMC памяти на планшетах и телефонах. Чем отличается eMMC и SSD

1. Что такое eMMC память

MultiMedia Card (MMC. eMMC - улучшенная версия MMC) - портативная флеш-карта памяти, использующаяся для записи и хранения информации в электронных устройствах: планшетах, сотовых телефонах и т. д.

2. И все же, что представляет из себя eMMC память?

eMMC это стандарт архитектуры, состоящий из интерфейса ММС, флеш-памяти (NAND) и контроллера. Все компоненты находятся в компактном корпусе типа BGA. Обычно eMMC содержит следующие разделы:

BOOT - раздел, в котором хранится загрузочный образ устройства.
RMP - шифрованный раздел. Служит для защиты от записи пониженной версии загрузчика. Применяется не всегда.
USER AREA - раздел с пользовательскими данными. Занимает бОльшую часть памяти.
Также в блоке NAND расположена служебная информация. Одним из важных параметров является CSD (Card-specific data, содержит всевозможную информацию о карте памяти): если выставлен флаг перманентной защиты у аппарата, то он будет включатся и работать, но все изменения будут обнуляться после перезагрузки.

3. Основные проблемы eMMC карт

Благодаря народным умельцам на просторах интернета существует некоторое количество аккумулированной информации по причинам выхода из строя eMMC памяти. Зачастую, производители "халтурят", не до конца тестируя и проверяя контроллеры на наличие ошибок, что потом выливается в частичную или полную потерю данных карточки. Конечно, все причинно-следственные связи от аппарата к аппарату разнятся и в каждой новой версии eMMC могут присутствовать новые "глюки". Большинство программных ошибок, дающих зависание телефона на логотипе, поддается "лечению" перепрошивкой раздела boot. Аппаратные же недоработки ремонту не подлежат и потребуется заменить флеш-память на новую.

Если вы столкнулись с проблемами:

невозможно включить устройство
постоянные ошибки Google
зависания
невозможно сделать сброс устройства, либо появление приложений после их удаления
а также, если устройство висит на логотипе

то значит, это неисправность еММС памяти.

В современном мире телефон давно вышел за рамки простого средства связи и стал одним из атрибутов практически любого человека. Рынок полон смартфонами в самых разных ценовых категориях, так что позволить себе современный девайс могут многие жители планеты. Однако, как и любая техника, даже самые хорошие телефоны имеют свой эксплуатационный ресурс и со временем требуют ремонта.

Для многих пользователей смартфонов однажды становится актуальным вопрос ремонта или замены флеш-памяти - одного из важнейших узлов современных мобильных устройств. Все известные бренды на данный момент используют в качестве хранилища памяти используют чипы eMMC, eMCP. Что это такое? Это микросхема энергонезависимой памяти, не стоит путать с картой памяти, либо с USB-флеш-накопителем. Благодаря компактности, универсальности, механической прочности, скорости работы и большому объемы памяти данная микросхема стала популярна в изготовлении цифровой техники. Но есть и слабые стороны: относительно не долгий срок эксплуатации и чувствительность к электростатическому заряду.

Основные причины выхода из строя:

механические повреждения устройства(падения)
попадание жидкости в гаджет
заводской дефект
естесственный износ

Признаки необходимости ремонта флеш-памяти

Когда становится понятно, что необходимо отправиться в сервисный центр? Если телефон значительно подтормаживает и подвисает, работает нестабильно, перегружается без причины, не сохранияет либо не позволяет удалить данные, висит на заставке - это может быть верный признак того, что пора озаботиться вопросом ремонта смартфона и диагностики на предмет исправности флеш-памяти. Впрочем, нельзя со 100% уверенностью сказать, что вышеозначенные проблемы однозначно связаны с неполадками в работе чипа - достоверная причина будет ясна только после профессиональной диагностики. А вот если девайс просто выключился и никак не реагирует на кнопку включения (при условии, что он заряжен) - это большая вероятность того, что flash-память вышла из строя. Частой причиной такой поломки является неудачная схема электропитания в конкретной модели телефона.

Подводные камни ремонта микрочипа памяти

Стоит обратить внимание на то, что традиционно единственной опцией, которую вам предложат в авторизированном сервисном центре будет замена системной платы (замена нерабочего узла на рабочий). Это связано с политикой многих компаний-производителей, запрещающей вмешательство в чипы, способное значительно удешевить ремонт. В итоге, мы имеем замененную плату и «заоблачную» стоимость починки. Это достаточно дорогостоящий вид ремонта, который подчас может составлять до 70% стоимости агрегата. Такой путь устраивает далеко не каждого собственника.

Многие сервисные центры «попроще» предлагают более дешевые варианты ремонта. Как правило, данный ремонт связан с нагревом микросхем и имеет непродолжительный эффект.

Владельцу гаджета необходимо помнить, что замена чипа флеш-памяти - процедура достаточно сложная и высокоточная, которая требует профессиональных навыков и специализированного оборудования.

Как происходит замена флеш-памяти?

Процесс замены осуществляется в несколько этапов. Вначале произведения замены необходимо разобрать телефон и выпаять чип при соблюдении некоторых технически сложных требований. Далее подготавливается новый чип: прошивается и аккуратно формируются шарики припоя. После этого чип устанавливается на плату. Последним этапом при помощи особого программатора на агрегат устанавливается прошивка. Если работы выполнял квалифицированный мастер, после сборки и тестирования телефон будет полностью готов к эксплуатации и характеристики его работы нисколько не ухудшатся. Напротив, путем замены flash-memory можно увеличить память устройства.

Отдав предпочтение замене flash-памяти вместо замены платы, владелец девайса часто остается в выигрыше и в материальном, и в техническом плане.

С телефонами марок Huawei, Samsung , HTC, LG, Lenovo и других популярных брендов поиск адекватного мастера и заказ услуги по замене флеш-памяти не составит почти никакого труда, а вот владельцам iPhone в этом плане придется сильно постараться - мало кто берется за высокоточный ремонт сложной «яблочной» техники. И стоит иметь в виду - если микрочип памяти на iPhone полностью вышел из строя, замена выполняется с помощью 3-4 микросхем попутно (зависит от конкретной модели) и из-за этого может стоить даже дороже, чем замена платы.

Почему стоит доверить замену флеш-памяти сервис-центру ge store

Наличие профессионального оборудование и качественных запчастей
Оперативное исполнение данной работы
Огромный опыт работы компетентных инженеров в этой области
Привлекательные цены
И конечно предоставление гарантии на работы и запчасти

В результате сотрудничества двух организаций Multi Media Card Association (MMCA) и JEDEC Solid State Technology Association (JEDEC) появился новый стандарт eMMC. С одной стороны, он использует наработки по стандартизации NAND FLASH от MMCA, с другой стороны, соответствует требованиям JEDEC по корпусному исполнению.

Каковы же основные особенности eMMC-памяти? Во-первых, она объединяет в себе NAND FLASH и MMC-контроллер. Во-вторых, eMMC выпускается в стандартном корпусном исполнении JEDEC® MO-304 (100-выводной BGA) или MO-276 (153-выводной BGA).

Наличие MMC-контроллера дает пользователю очевидные преимущества (Рис. 2). При использовании простой NAND FLASH необходим программный драйвер, который будет решать все вопросы по обеспечению целостности информации: контроль ошибок, определение битых секторов и т.д. В eMCC все эти функции берет на себя встроенный MMC-контроллер памяти. В результате нагрузка на управляющий процессор или микроконтроллер снижается. Кроме того, eMMC оказывается более защищенным носителем информации.


Рис. 2.

В отличие от других носителей (например, SD-карты), eMMC - встраиваемый тип памяти. Микросхемы eMMC предназначены для монтажа на печатную плату. В итоге, они представляют собой более медленную, но и более дешевую альтернативу SSD для различных приложений (планшеты, смартфоны и т.д.). Стандартизация корпусного исполнения в данном случае - логичный шаг для упрощения проектирования устройств с eMMC.

Таким образом, eMMC становится идеальным выбором в качестве встроенной памяти различных приложений: планшеты, смартфоны, навигаторы и т.д. Однако есть области, в которых требования к надежности носителей информации оказываются достаточно жесткими. Например, в автомобильной и промышленной электронике. Именно для этих областей компания SMART Modular Technologies разработала eMMC серии SH8M повышенной надежности (Рис. 3).


Рис. 3.

SH8M - микросхемы eMMC-памяти объемом 8/ 16/ 32/ 64 Гбайт. SH8M отвечают требованиям JEDEC/ MMC4.51 и выпускаются в двух вариантах корпусного исполнения: JEDEC® MO-304 (100-выводной BGA) или MO-276 (153-выводной BGA).

Основной отличительной чертой SH8M является высокий уровень надежности, что обеспечивается двумя факторами: широким диапазоном рабочих температур и соответствием требованиям стандартов AEC-Q100.

Для пользователей доступны два варианта исполнения SH8M с различными температурными диапазонами. Версия Extended допускает работу в диапазоне -25...+85 °C. А версия Industrial в диапазоне -40...+85 °C. Версия Extended, очевидно, предназначена для коммерческих приложений, в то время как микросхемы с диапазоном Industrial найдут применение в автомобильной и промышленной электронике.

SH8M соответствует требованиям стандартов для автомобильных приложений AEC-Q100:

AEC-Q100-002-E Human Body Model (HBM) ± 2000 В класс H2;
AEC-Q100-003-E Machine Model (MM) ± 200 D класс M3;
AEC-Q100-011 Rev-C Charge Device Model (CDM) ±750 В класс С5;
AEC-Q100-004-D.

Для именования микросхем используется достаточно сложное обозначение, которое включает: серию памяти (SH8M), код объема памяти, тип корпуса, тип конфигурации, код программой версии, форму поставки, версию температурного исполнения.

Самым большим объемом памяти 64 Гбайт в данной линейке могут похвастаться микросхемы:

SH8M64GAITDFAAE01 - 64 Гбайт, -25...+85 °C (версия Extended), JEDEC® MO-304 (100-выводной BGA);
SH8M64GAITDFAAI01 - 64 Гбайт, -40...+85 °C (версия Industrial), JEDEC® MO-304 (100-выводной BGA);
SH8M64GBGTDFAAE01 - 64 Гбайт, -25...+85 °C (версия Extended), JEDEC® MO-276 (153-выводной BGA);
SH8M64GBGTDFAAI01 - 64 Гбайт, -40...+85 °C (версия Industrial), JEDEC® MO-276 (153-выводной BGA).

Высокий уровень защиты SH8M делает возможным их использование в автомобильной и промышленной электронике, а также в других ответственных приложениях. Однако полный список областей их применения значительно шире и включает в себя следующие пункты:

автомобильная электроника;
промышленная электроника;
медицинское оборудование;
сетевое оборудование;
RFID-сканеры;
VoIP;
серверы и т.д.

Характеристики микросхем памяти серии SH8M:

Тип памяти: eMMC NAND FLASH;
Объем памяти: 8/ 16/ 32/ 64 Гбайт;
Интерфейс связи: параллельный (8 линий данных и сигналы управления);
Частота тактирования: до 53 МГц (SDR/ DDR);
Особенности MMC: поддержка JEDEC/ MMC 4.51;
Совместимость с предыдущими стандартами MMC: есть;
Напряжение питания VCC: 2.7...3.6 В; VCCQ: 1,7...1,95 В или 2.7...3.6 В;
Диапазон рабочих температур: -25...+85 °C (версия Extended), -40...+85 °C (версия Industrial);
Диапазон температур хранения: -40...+85 °C;
Корпусное исполнение: JEDEC® MO-304 (100-выводной BGA) или MO-276 (153-выводной BGA).

О компании

SMART Modular Technologies - крупный производитель различных типов носителей информации. Номенклатура компании включает в себя три основных сегмента: оперативная DRAM-память (DDR, DDR2, DDR3, DDR4), встраиваемая память (Embedded USB, eMMC, M.2 SATA, mSATA), съемные носители информации (CF Card, microSD, SATA SSD, SD Card, USB Flash Drive).

И P10 Plus поступили в продажу со скандалом: из-за дефицита использовались разные модули флэш-памяти. У одних был eMMC 5.1, в других – UFS 2.0, в третьих – UFS 2.1. Конечно, на фоне гнущегося iPhone 6 Plus и взрывающегося Samsung Galaxy Note 7 это не скандал, а скандальчик, но все равно неприятно. Все-таки, eMMC 5.1 примерно в три раза медленнее UFS 2.1.

Если вам кажется, что единственная характеристика памяти – это ее количество, то вы ошибаетесь. В этой статье расскажем, какие типы памяти используются в мобильных устройствах, чем они отличаются между собой и какой из них предпочтительнее.

На что влияет скорость памяти смартфона

Скорость памяти напрямую влияет на быстродействие девайса. Все операции так или иначе связаны с данными, которые хранятся на устройстве, и если они обрабатываются быстрее, то и все процессы ускоряются.

То, насколько быстро будет работать смартфон, зависит от скорости чтения. Запись в этом плане не так важна – она везде значительно выше, чем нужно. Трудно придумать что-то сложнее для памяти, чем запись видео в 4K, но и здесь необходима скорость всего около 30 МБ/с (для качества видео со смартфона этого пока достаточно). Поэтому если вы не часто перекидываете файлы с компьютера на смартфон, то про скорость записи можно забыть.

Huawei P10, попавшийся на разных типах памяти

Быстродействие памяти зависит и от ее объема. Чем больше свободного пространства – тем больше каналов, в которых информация может параллельно обрабатываться. Когда вы забиваете доступный объём под завязку, каналов становится меньше и скорость падает. Забить под завязку 32 ГБ гораздо проще, чем 128 и уж тем более 256 ГБ, поэтому базовые версии смартфонов будут медленнее. Но почувствуете вы это только при записи больших объемов информации. Отчасти с этим связано то, что смартфоны со временем хуже работают. Поэтому рекомендуем всегда держать свободным около 5 ГБ памяти. Не меньше.

eMMC

Если не вдаваться в хитросплетения технологий и всяких терминов, то eMMC – это обычная флешка, которая используется в качестве постоянной памяти. Этот формат очень популярен в мобильных устройствах. До недавнего времени он использовался практически везде: в смартфонах, планшетах, плеерах, хромбуках и некоторых трансформерах. Даже в недавно протестированном нами был задействован этот тип накопителя.

Jumper EZbook 3 - ноутбук с памятью формата eMMC — чувствует он при этом себя хорошо

Последняя версия формата, eMMC 5.1, вышла в 2015 году. Скорость чтения составляет 250 МБ/с, записи – 125 МБ/с.

UFS

UFS – это главный соперник eMMC в мобильных устройствах, а Samsung и вовсе называет технологию не иначе как «будущее флэш-памяти». Она действительно намного быстрее конкурента за счет улучшенного принципа работы. В eMMC процессы чтения и записи происходят по очереди (Half Duplex), а в UFS – одновременно (Full Duplex).

Отличие принципа работы UFS от eMMC

Из-за этого UFS значительно быстрее и расходует меньше энергии. Стандарт UFS 2.0 осуществляет чтение со скоростью 350 МБ/с, запись – 150 МБ/с.

UFS 2.1, который используется в последних флагманах ( , ), еще быстрее: 750 МБ/с на чтение и 250 МБ/с на запись.

SSD

В устройствах побольше стоят полноценные SSD-диски – в планшетах, трансформерах, хромбуках. Как правило, используется сочетание SSD и Micro SD: на твердотельном диске находится система и самые важные приложения, а все остальное хранится на карте памяти.

SSD в основном подключаются через интерфейс SATA, и скорость чтения у них примерно на уровне eMMC 5.1. Если используется SATA третьего поколения, то максимальная скорость чтения составит 600 МБ/с, что все равно меньше, чем у UFS 2.1.

Есть еще не очень распространенный вариант (пока что) с подключением через PCI-e. У такой памяти скорость доходит примерно до 4 ГБ/с. Отличное подспорье, например, для монтажа видео в 4K, но на мобильных устройствах навряд ли этим кто-то занимается.

Производители памяти

Мы все прекрасно знаем производителей процессоров. Компании, которые делают дисплеи, тоже на слуху. А кто производит модули ПЗУ? Давайте разбираться.

Samsung делает память сама. Компания усерднее остальных продвигает стандарт UFS, поэтому Galaxy S7 оснащался UFS 2.0, а S8 – UFS 2.1. Корейцы также продают память другим производителям. Этим пользуются LG, Huawei и HTC.

В Samsung Galaxy S8 установлена память Toshiba 64 GB UFS 2.1 (взято с ifixit.com)

Модули памяти для iPhone 7 делает южнокорейский производитель – но не Samsung, а SK Hynix. Впрочем, Apple за производителей памяти не держится: для ее делала Toshiba, для – SanDisk, для iPhone 5S – снова SK Hynix.

Toshiba поставляла и поставляет память также для смартфонов Xiaomi и Meizu. Всё это наиболее крупные игроки рынка.

А в реальности что?

А в реальности мы получаем сэкономленные секунды, если речь идет о противостоянии смартфонов с памятью eMMC 5.1 и UFS 2.1 при прочих равных. Все прогружается быстрее, но много ли приложений и игр для смартфонов запускаются настолько долго, чтобы даже трехкратная разница была ощутима? Разве что требовательные игры вроде World of Tanks Blitz.

Память в Samsung Galaxy S8 (UFS 2.1) - одна из самых быстрых в смартфонах. Но скорость работы в целом от памяти зависит не сильно

Также быстрее перекидываются данные с компьютера – видео, фотографии и все остальное. Если вы часто обмениваетесь файлами с ПК, то лучше подобрать смартфон с UFS 2.1.

Большинству же пользователей думать о том, какая память установлена в его смартфоне, не нужно. Преимущество в скорости не настолько сильно сказывается на производительности, чтобы сломя голову бежать за смартфоном именно с UFS 2.1 и забраковать понравившийся телефон только из-за наличия eMMC 5.1.

16 GB eMMC Module C2 Android Black представляет собой встраиваемый накопитель от компании Samsung на основе флеш-памяти объемом 16 GB с предустановленной операционной системой Anroid 5x или более поздней версии для применения в составе SBC ODROID-2. Модуль готов к работе из коробки. Интерфейс eMMC версии 5.0 или выше: HS400 интерфейс с 8-битным режимом DDR. Чипсет eMMC совместим только с процессорами Amlogic серий S905 и S805 (ODROID-C1+/ C0/ C2).

Чипсеты модулей несовместимы с сериями ODROID-XU4/ XU3/ U3/ U2/ X.

Компания Hardkernel поставляет модули eMMC объемом от 8 GB до 64 GB.

Рис. 1. Внешний вид модуля eMMC сверху и снизу

Для обновления операционной системы, установленной на eMMC Module, в комплект поставки входит eMMC Module Reader, посредством которого совместно с USB карт ридером можно подключиться к USB порту PC (Рис. 2).

Рис. 2. eMMC Module Reader. Вид сверху и снизу

Рис. 3. eMMC Module, установленный на eMMC Module Reader

Рис. 4. eMMC Module подключен через eMMC Module Reader к карт-ридеру Transcend USB (в комплект поставки не входит)

Рис. 5. Подключение модуля eMMC к карт-ридеру Transcend USB (в комплект поставки не входит)

ODROID-C2 может загружать операционную систему как с microSD карты, так и с eMMC модуля. Но при этом необходимо учитывать, что скорость чтения данных процессором с eMMC модуля в 7 раз быстрее, чем с microSD карты 10 класса. MicroSD UHS-1 карта в режиме чтения ориентировочно в 2 раза быстрее, чем карта MicroSD Class-10. Преимущество использования MicroSD UHS-1 - в бюджетности варианта.

Для получения информации по скорости обмена необходимо ввести в командной строке:

Команда измерения скорости записи:
$ dd if=/dev/zero of=test.tmp oflag=direct bs=8M count=64
Команда измерения скорости чтения:
$ dd if=test.tmp of=/dev/null iflag=direct bs=8M count=64

На Рис. 6 и в Таблице 1 показаны результаты тестирования карт памяти и eMMC модулей в режимах чтения и записи для SBC ODROID-C2, ODROID-C1 и Raspberry Pi2.

Рис. 6. Результаты тестирования карт памяти и eMMC модулей в режимах чтения и записи для SBC ODROID-C2, ODROID-C1 и Raspberry Pi2

Таблица 1. Скорости записи и чтения различными прцессорами для eMMC и MicroSD


MicroSD UHS-1 Read(MB/s)
MicroSD UHS-1 Write(MB/s)

eMMC Write(MB/s)

Отличительные особенности:

объем памяти 16 GB;
установленная ОС Android 5x или более поздняя версия;
интерфейс eMMC версии 5;
совместимость чипсета eMMC только с процессорами Amlogic серий S905 и S805 (ODROID-C1+/ C0/ C2);
чипсеты модулей несовместимы с ODROID-XU4/ XU3/ U3/ U2/ X серий ;
наличие в комплекте eMMC Module Reader;
высокая скорость чтения процессором данных с eMMC по сравнению с microSD.

Анонс составил и подготовил
Шрага Александр,
a.