XDA mewawancarai Stan Dmitriev dari Tuxera, sebuah perusahaan Finlandia yang berspesialisasi dalam sistem file. Stan membahas sistem file dan masa depan F2FS.
Sistem file tidak terlalu sering dibahas di XDA atau forum lainnya. Topiknya melibatkan banyak pengembangan tingkat rendah, sehingga pengembang lebih memilih untuk fokus pada aplikasi, ROM, atau kernel. Meskipun demikian, sistem file adalah bagian penting dari setiap penyimpanan. Ini adalah teknologi yang menguraikan bagaimana data dalam penyimpanan perangkat Anda disimpan dan diambil. Ada banyak jenis sistem file—masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing—dan memilih satu sama lain dapat membuat perbedaan besar dalam stabilitas dan kinerja. Jadi bagaimana OEM membuat pilihan itu? Saya merasa senang untuk berbicara dengannya Stan Dimitriev, Manajer Humas & Komunikasi di Tuxera, sebuah perusahaan Finlandia yang menyediakan solusi sistem file untuk banyak OEM besar.
Q: Bisakah Anda memperkenalkan diri dan Tuxera?
J: Saya Stan Dmitriev. Sejak saya mendapatkan ponsel Android pertama saya (HTC EVO 3D), saya menjadi penggemar aktif komunitas XDA. Anggap saja saya telah menginstal ROM khusus dan membatalkan garansi pada hari pertama (Stan. Dmitriev adalah Anggota Forum di XDA). Beberapa tahun yang lalu, saya ikut mendirikan proyek startup bernama Corgi untuk Feedly, saat itu komunitas XDA banyak membantu kami dalam mendefinisikan dan mengembangkan aplikasi.
Saat ini saya adalah Manajer PR & Komunikasi di Tuxera, yang merupakan perusahaan perangkat lunak penyimpanan tertanam terkemuka, tepatnya sistem file, di pasar. Perangkat lunak kami mendukung lebih dari satu miliar perangkat dan dapat ditemukan di ponsel, mobil, router, drone, dan kamera andalan terbaru. Kisah perusahaan ini dimulai dengan NTFS-3G, ketika Presiden dan CTO kami Szabolcs “Szaka” Szakactics membuat NTFS untuk bekerja dengan perangkat Linux. Saat ini, kami mengembangkan sistem file dan implementasi kami sendiri baik untuk penyimpanan eksternal maupun tertanam dan bekerja dengan sebagian besar perusahaan otomotif di luar sana serta banyak perusahaan ponsel pintar.
Di sini, di Tuxera kami cukup sering mengunjungi forum XDA, terutama ketika memecahkan masalah perangkat yang mengalami brick atau mencari ROM / kernel khusus untuk dimainkan. Banyak rekan saya yang sering mengunjungi XDA untuk membaca berita teknologi terkini seputar ekosistem Android dan Linux.
T: Sistem File merupakan bagian integral dari perangkat kami, namun sangat sedikit orang yang mengetahui peran, peningkatan, kekuatan, dan kelemahannya. Apa manfaatnya, dan mengapa lebih banyak orang harus tertarik pada sistem file yang menyimpan data mereka?
J: Sistem File adalah elemen penting dari kernel Linux yang bertanggung jawab atas semua interaksi antara perangkat dan penyimpanannya. Setiap kali Anda mengambil gambar, membuka aplikasi, atau menonton video – sistem file memainkan peran inti OS untuk mengakses dan menyimpan semua file. Sistem file tidak begitu menarik selama beberapa waktu, alasan utamanya adalah hambatan kinerja berasal dari penyimpanan.
Namun karena kecepatan flash menjadi sangat cepat, terutama dengan diperkenalkannya UFS, kini perangkat lunak perlu dimodernisasi untuk mengimbangi kinerja flash. Sistem file tidak hanya dapat memengaruhi kecepatan penyimpanan, tetapi juga berperan penting dalam menjaga kinerja ponsel dalam jangka panjang. Jika dilakukan salah, penyimpanan akan menjadi terfragmentasi, sebuah fenomena di mana penggunaan penyimpanan yang tidak efisien dapat menurunkan kinerja perangkat. Mengurangi kemungkinan tersebut seminimal mungkin, merupakan karakteristik penting dari sistem file.
T: Apa itu F2FS (primer), dan mengapa F2FS mulai hadir di Android? OEM mana yang memimpin?
J: F2FS adalah sistem file sumber terbuka, dengan tujuan utama dirancang untuk arsitektur penyimpanan flash. Penyimpanan NAND (flash) digunakan di semua ponsel Android saat ini biasanya sebagai solusi eMMC atau UFS. Proyek ini awalnya dikembangkan oleh Samsung dan telah mendapatkan minat yang kuat dari beberapa OEM seluler. Kami tidak memiliki data OEM mana yang memulai perubahan ini. Tapi dari apa yang saya tahu, secara pribadi, Motorola adalah yang pertama, dan banyak OEM lain seperti OnePlus dan Huawei segera mengikuti perubahan ini.
T: Apa saja manfaat yang diberikannya? OEM menyebutkan operasi penyimpanan yang lebih cepat dan kinerja UI, tetapi apakah ada keuntungan lain?
J: Itu melempar cukup sederhana, F2FS menghadirkan kinerja lebih tinggi pada penyimpanan berbasis flash. Sistem Anda akan melakukan booting lebih cepat (kecepatan baca lebih cepat), kecepatan tulis akan lebih tinggi, memungkinkan perekaman 4K yang berat, gerakan lambat dengan kecepatan bingkai lebih tinggi, dan video 360 derajat. Selain itu, latensi antara sistem dan penyimpanan akan sangat rendah, yang berarti animasi dan pembukaan aplikasi akan terasa lebih cepat.
T: Permasalahannya, khususnya, tampaknya berpusat pada penurunan kinerja. Bisakah Anda menjelaskannya secara lebih mendalam? Apa penyebabnya?
J: Ide F2FS sungguh luar biasa, untuk mencapai kinerja tercepat untuk perangkat flash. Namun penting juga untuk fokus pada kinerja dalam jangka panjang. Perangkat keras selalu dapat bekerja dengan cepat, namun mempertahankan kecepatan ini secara terus-menerus merupakan tantangan yang jauh lebih sulit. Untuk kasus penggunaan Android, penyimpanan perangkat hampir selalu penuh, dan ada ribuan operasi baca tulis yang terkadang terjadi bahkan dalam hitungan detik. Banyak aplikasi populer menjalankan layanan di latar belakang, ini berarti aplikasi tersebut melakukan beberapa operasi baca/tulis bahkan saat Anda tidak membukanya. Jika dilakukan secara salah, operasi tulis dapat secara drastis meningkatkan fragmentasi penyimpanan, membuat setiap operasi baca/tulis berikutnya menjadi lebih lambat.
Kami melihat fragmentasi penyimpanan sebagai salah satu penyebab penurunan kinerja perangkat Android. Sekarang yang harus ditentukan adalah, apakah masalah tersebut disebabkan oleh kompatibilitas perangkat keras dan bagaimana kinerja sistem file penyimpanan dari berbagai OEM, atau apakah arsitektur F2FS berfokus pada kecepatan awal, dan ini berdampak pada jangka panjang pertunjukan. Masalah ini juga bisa disebabkan oleh bug, karena sistem file masih dalam pengembangan.
T: Apakah ada masalah kinerja atau keandalan lain yang kurang diketahui?
J: Satu hal menarik yang kami temukan adalah F2FS memiliki overhead yang tidak terduga, setidaknya beberapa ratus MB penyimpanan Anda untuk caching dan pemeliharaan penyimpanan. Ini jelas masuk akal jika Anda memiliki penyimpanan 64GB atau lebih, tetapi pada ponsel beranggaran terbatas dengan ukuran ROM 8GB dan 16GB, ini mungkin menjadi masalah.
Temuan utamanya adalah implementasi F2FS saat ini sangat bagus untuk lingkungan read-only ketika Anda ingin mencapai kecepatan yang lebih tinggi. F2FS perlu fokus pada peningkatan kinerja penyimpanan jangka panjangnya dalam interaksi tinggi dengan file kecil, seperti yang terjadi di lingkungan Android.
Ini adalah pertarungan teori. Anda dapat membayangkan bahwa kinerja perangkat kerasnya sangat cepat sehingga degradasi tidak akan menjadi masalah. Atau Anda melihatnya sebaliknya, dimana perangkat kerasnya sangat cepat, sehingga memiliki kinerja yang sedikit lebih lambat yang dapat dipertahankan dalam jangka panjang, adalah hal yang harus dicapai. F2FS memilih pendekatan pertama, dan tidak ada pilihan yang salah di sini, ini adalah eksperimen penting yang harus dilakukan, dan kurva pembelajaran bagi seluruh industri. Meskipun demikian, apa yang kami lihat saat ini adalah kinerja jangka panjang harus menjadi fokus utama saat ini.
T: Beberapa OEM telah menghentikan penggunaan F2FS, sementara OEM lain seperti Huawei masih mendukung F2FS pada perangkat terbaru. Apakah menurut Anda ada trennya? (Adopsi lambat, atau pengabaian total)
J: Ada beberapa skenario mengapa OEM terus menggunakan F2FS.
OEM dapat menerapkan F2FS sendiri, yang memberikan beberapa perbaikan pada masalah umum.
OEM dapat memiliki hubungan yang sangat baik dengan produsen penyimpanan flash, karena memiliki akses ke lapisan FTL NAND dan penyetelan agar sistem file dapat bekerja dengan baik dengan perangkat keras dapat membawa perbaikan yang signifikan, termasuk pada fragmentasi flash penyimpanan.
OEM mungkin lebih memilih untuk fokus pada performa awal ponsel, karena rata-rata siklus hidup ponsel cerdas adalah sekitar 2 tahun, dan jika ponsel menjadi lambat, mereka akan membeli yang baru.
OEM juga dapat menjalankan beberapa layanan defragmentasi, ini sebagian dapat menyelesaikan masalah F2FS.
Ini adalah beberapa skenario yang mungkin terjadi, pada saat yang sama, kami melihat beberapa OEM sudah melakukannya kembali menggunakan Ext4, misalnya OnePlus 3T menggunakan F2FS, tetapi semua model OnePlus yang lebih baru menggunakan Ekst4.
T: F2FS saat ini memerlukan solusi defragmentasi saat bepergian, yang dapat mengatasi masalah yang saat ini muncul pada F2FS.
J: Alat defragmentasi telah ada sejak lama, keuntungan utamanya adalah alat tersebut dapat mengalokasikan ulang/menulis ulang blok memori untuk mengurangi fragmentasi penyimpanan. Namun masalah dengan pendekatan ini adalah Anda menulis ulang sel memori flash, sehingga mengurangi masa pakai penyimpanan. Skenario terbaik adalah menulis data secara cerdas. Melakukan pengendalian kerusakan bukanlah solusi yang tepat.
Anggap saja seperti membuat ruangan berantakan dengan membuang banyak barang ke mana-mana, lalu mulai menatanya ke dalam laci. Mengapa tidak langsung melakukannya?
T: Apakah OEM berhasil melakukan tindakan balasan atau mengatasi beberapa masalah yang menghambat F2FS? Misalnya, Huawei menolak penurunan kinerja dan mengiklankan UX yang lebih cepat dari waktu ke waktu, sebagian berkat “AI” mereka.
J: Jika AI dapat menganalisis perilaku penyimpanan dan menulis ulang sistem file agar berfungsi pada perangkat flash tertentu, hal ini mungkin dapat memecahkan masalah fragmentasi. AI juga dapat menganalisis aplikasi atau fitur mana yang paling sering digunakan seseorang, dan memuat/menyimpannya terlebih dahulu oleh karena itu – membuat fitur ponsel terasa lebih cepat, hal ini tidak akan menyelesaikan masalah fragmentasi meskipun. Asumsi utama saya adalah bahwa sebagian besar pengoptimalan terkait dengan ruang pengguna, dan bukan pengoptimalan sistem file berteknologi mendalam.
T: Apa saja perkembangan sistem file menarik lainnya yang harus kita waspadai? Bagaimana pengaruhnya terhadap pengalaman pengguna, meskipun pada tingkat yang tidak kentara atau rendah?
J: F2FS dan Ext4 masih sangat penting dan merupakan sistem file andalan untuk open source. Ext4 lebih matang dan dapat diandalkan namun mungkin membatasi kinerja flash; F2FS lebih cepat tetapi juga lebih eksperimental. Seluruh situasi di mana perangkat lunak menjadi hambatan inilah yang membuat sistem file kembali menarik. Kami beralih dari setiap detik, ke setiap milidetik, lingkungan dan sistem file akan memainkan peran penting dalam peningkatan kinerja ini. Perkembangan paling menarik untuk Sistem File adalah menciptakan solusi flash yang benar-benar dioptimalkan yang dapat menjaga kinerja flash.
Di Tuxera, kami mengembangkan Sistem File Flash Tuxera, di mana kami melakukan hal-hal seperti perangkat lunak khusus perangkat keras pengoptimalan memastikan bahwa sistem file dioptimalkan untuk perangkat, kasus penggunaan, dan flash tertentu Penyimpanan. Hadir di bidang otomotif, kami terutama berfokus pada kinerja jangka panjang dan penurunan memori flash. Ini lebih merupakan jenis optimasi perangkat keras x perangkat lunak, yang biasa dibicarakan Steve Jobs. Menerapkan Pembelajaran Mesin untuk menciptakan “driver” seperti itu adalah sesuatu yang menurut kami akan sangat menarik bagi seluruh industri penyimpanan.
T: Penyimpanan flash fisik kami juga semakin cepat. Bagaimana Anda melihat fakta ini berdampak pada pengalaman pengguna akhir dan masa depan sistem file?
J: Seiring dengan semakin cepatnya perangkat keras, perangkat lunak perlu memastikan bahwa ia dapat mengikuti arsitektur perangkat keras canggih ini, ini adalah tantangan utama yang harus dipecahkan oleh sistem file saat ini. Anda dapat memiliki karakteristik kecepatan baca dan tulis yang luar biasa pada perangkat, namun jika tumpukan perangkat lunak menghadirkan latensi tambahan - pengalaman pengguna tidak akan terasa begitu cepat. Ini adalah waktu yang menarik untuk pengembangan sistem file, karena jelas ada kebutuhan akan teknologi seluler yang lebih cepat, lebih cepat, dan lebih andal.
Namun seiring dengan semakin cepatnya kecepatan flash, pertanyaan utamanya adalah, pada kecepatan berapa performa menjadi tidak relevan? Anggap saja seperti resolusi layar Retina, di mana Kepadatan Piksel yang lebih tinggi tidak membuat gambar menjadi lebih tajam di mata manusia.
T: Terima kasih atas waktu Anda.
J: Terima kasih!