XDA สัมภาษณ์ Stan Dmitriev จาก Tuxera บริษัทฟินแลนด์ที่เชี่ยวชาญด้านระบบไฟล์ Stan พูดคุยเกี่ยวกับระบบไฟล์และอนาคตของ F2FS
ระบบไฟล์ไม่ได้ถูกกล่าวถึงใน XDA หรือฟอรัมอื่นๆ บ่อยนัก หัวข้อนี้เกี่ยวข้องกับการพัฒนาในระดับต่ำจำนวนมาก ดังนั้นนักพัฒนาจึงเลือกที่จะมุ่งเน้นไปที่แอปพลิเคชัน ROM หรือเคอร์เนล อย่างไรก็ตาม ระบบไฟล์ถือเป็นส่วนสำคัญของทุกพื้นที่จัดเก็บข้อมูล เป็นเทคโนโลยีที่สรุปวิธีการจัดเก็บและดึงข้อมูลในที่จัดเก็บข้อมูลของอุปกรณ์ของคุณ มีระบบไฟล์หลายประเภท - แต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง - และการเลือกประเภทหนึ่งทับกันสามารถสร้างความแตกต่างอย่างมากในด้านความเสถียรและประสิทธิภาพ แล้ว OEM จะตัดสินใจเลือกได้อย่างไร? ฉันมีความยินดีที่ได้พูดคุยกับ สแตน ดิมิทรีเยฟผู้จัดการฝ่ายประชาสัมพันธ์และการสื่อสารของ ทักเซร่าเป็นบริษัทสัญชาติฟินแลนด์ที่ให้บริการโซลูชั่นระบบไฟล์แก่ OEM รายใหญ่หลายราย
ถาม: ช่วยแนะนำตัวเองกับทักเซร่าหน่อยได้ไหม?
ตอบ: ฉันชื่อสแตน ดิมิทรีเยฟ นับตั้งแต่ฉันได้โทรศัพท์ Android เครื่องแรก (HTC EVO 3D) ฉันก็กลายเป็นแฟนตัวยงของชุมชน XDA สมมติว่าฉันได้ติดตั้ง ROM แบบกำหนดเองและทำให้การรับประกันของฉันเป็นโมฆะในวันแรก ( สแตน. มิทรีเยฟ เป็นสมาชิกฟอรัมบน XDA) เมื่อสองสามปีก่อน ฉันร่วมก่อตั้งโครงการสตาร์ทอัพชื่อ Corgi สำหรับ Feedly ในเวลานั้นชุมชน XDA ช่วยเราอย่างมากในการกำหนดและพัฒนาแอปพลิเคชัน
ปัจจุบัน ฉันเป็นผู้จัดการฝ่ายประชาสัมพันธ์และการสื่อสารของ Tuxera ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์จัดเก็บข้อมูลแบบฝังตัวชั้นนำ ระบบไฟล์ หากพูดให้ชัดเจนคือเป็นบริษัทในตลาด ซอฟต์แวร์ของเราขับเคลื่อนอุปกรณ์มากกว่าหนึ่งพันล้านเครื่อง และสามารถพบได้ในโทรศัพท์ รถยนต์ เราเตอร์ โดรน และกล้องรุ่นใหม่ล่าสุด เรื่องราวของบริษัทเริ่มต้นด้วย NTFS-3G เมื่อประธานและ CTO ของเรา Szabolcs “Szaka” Szakactics ทำให้ NTFS ทำงานร่วมกับอุปกรณ์ Linux ได้ ปัจจุบัน เราพัฒนาระบบไฟล์และการใช้งานของเราเองทั้งสำหรับการจัดเก็บข้อมูลภายนอกและที่เก็บข้อมูลแบบฝัง และทำงานร่วมกับบริษัทยานยนต์ส่วนใหญ่และบริษัทสมาร์ทโฟนหลายแห่ง
ที่ Tuxera เรามักจะเยี่ยมชมฟอรัม XDA โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อแก้ไขปัญหาอุปกรณ์ที่ปิดกั้นหรือค้นหา ROM / เคอร์เนลที่กำหนดเองเพื่อเล่นด้วย เพื่อนร่วมงานของฉันหลายคนเยี่ยมชม XDA บ่อยครั้งเพื่ออ่านเกี่ยวกับข่าวเทคโนโลยีเชิงลึกล่าสุดเกี่ยวกับระบบนิเวศของ Android และ Linux
ถาม: ระบบไฟล์เป็นส่วนสำคัญของอุปกรณ์ของเรา แต่มีเพียงไม่กี่คนที่ทราบเกี่ยวกับบทบาท การปรับปรุง จุดแข็ง และจุดอ่อนของตน ของขวัญจากสิ่งนี้คืออะไร และเหตุใดผู้คนจึงควรสนใจระบบไฟล์ที่รวบรวมข้อมูลของตนไว้ด้วยกันมากขึ้น
ตอบ: ระบบไฟล์เป็นองค์ประกอบสำคัญของเคอร์เนล Linux ที่รับผิดชอบการโต้ตอบทั้งหมดระหว่างอุปกรณ์และพื้นที่เก็บข้อมูล ทุกครั้งที่คุณถ่ายภาพ เปิดแอป หรือดูวิดีโอ ระบบไฟล์จะมีบทบาทหลักสำหรับระบบปฏิบัติการในการเข้าถึงและจัดเก็บไฟล์ทั้งหมด ระบบไฟล์ไม่ได้น่าตื่นเต้นนักมาระยะหนึ่งแล้ว สาเหตุหลักก็คือปัญหาคอขวดในด้านประสิทธิภาพมาจากที่จัดเก็บข้อมูล
แต่เนื่องจากความเร็วแฟลชเริ่มเร็วมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการเปิดตัว UFS ซอฟต์แวร์จึงจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงให้ทันสมัยเพื่อให้ทันกับประสิทธิภาพของแฟลช ระบบไฟล์ไม่เพียงส่งผลต่อความเร็วในการจัดเก็บข้อมูลเท่านั้น แต่ยังมีบทบาทสำคัญในการรักษาประสิทธิภาพของโทรศัพท์ในระยะยาวอีกด้วย หากทำผิด พื้นที่จัดเก็บข้อมูลจะกระจัดกระจาย ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่การใช้พื้นที่จัดเก็บข้อมูลอย่างไม่มีประสิทธิภาพสามารถลดประสิทธิภาพของอุปกรณ์ได้ การลดความเป็นไปได้ดังกล่าวให้เหลือน้อยที่สุดถือเป็นคุณลักษณะที่สำคัญของระบบไฟล์
ถาม: F2FS (ไพรเมอร์) คืออะไร และเหตุใดจึงเริ่มมาถึง Android OEM รายใดเป็นผู้นำค่าใช้จ่าย?
ตอบ: F2FS คือระบบไฟล์แบบโอเพ่นซอร์ส โดยมีจุดประสงค์หลักที่ออกแบบมาสำหรับสถาปัตยกรรมการจัดเก็บข้อมูลแบบแฟลช ที่เก็บข้อมูล NAND (แฟลช) ใช้ในโทรศัพท์ Android ทุกรุ่นในปัจจุบัน โดยปกติจะเป็นโซลูชัน eMMC หรือ UFS โปรเจ็กต์นี้ได้รับการพัฒนาโดย Samsung ในขั้นต้นและได้รับความสนใจอย่างมากจาก OEM สำหรับอุปกรณ์เคลื่อนที่บางราย เราไม่มีข้อมูลที่ OEM เป็นผู้เริ่มการเปลี่ยนแปลงนี้ แต่จากสิ่งที่ฉันรู้เป็นการส่วนตัว Motorola เป็นเจ้าแรก โดยมี OEM อื่นๆ มากมาย เช่น OnePlus และ Huawei ตามมาด้วยการเปลี่ยนแปลงนี้ในไม่ช้า
ถาม: มีข้อดีอะไรบ้าง? OEM อ้างถึงการดำเนินการจัดเก็บข้อมูลที่เร็วขึ้นและประสิทธิภาพของ UI แต่มีข้อดีอื่น ๆ อีกหรือไม่
ตอบ: ขว้าง ค่อนข้างเรียบง่าย F2FS นำเสนอประสิทธิภาพที่สูงกว่ามาสู่การจัดเก็บข้อมูลแบบแฟลช ระบบของคุณจะบูตเร็วขึ้น (ความเร็วในการอ่านเร็วขึ้น) ความเร็วในการเขียนจะสูงขึ้น ทำให้สามารถบันทึกวิดีโอ 4K ที่หนักหน่วง อัตราเฟรมสโลว์โมชั่นที่สูงขึ้น และวิดีโอ 360 องศา นอกจากนี้ เวลาแฝงระหว่างระบบและพื้นที่จัดเก็บข้อมูลจะต่ำมาก ซึ่งหมายความว่าแอนิเมชั่นและแอปที่เปิดอยู่จะรู้สึกกระปรี้กระเปร่ามากขึ้น
ถาม: โดยเฉพาะปัญหาต่างๆ ดูเหมือนจะเน้นไปที่ประสิทธิภาพที่ลดลง คุณช่วยอธิบายเรื่องนี้ให้ลึกซึ้งกว่านี้ได้ไหม? สาเหตุคืออะไร?
ตอบ: แนวคิดของ F2FS นั้นยอดเยี่ยมมากจริงๆ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่รวดเร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้สำหรับอุปกรณ์แฟลช แต่สิ่งสำคัญคือต้องให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพในระยะยาวด้วย ฮาร์ดแวร์สามารถทำงานได้อย่างรวดเร็วเมื่อแกะกล่อง แต่การรักษาความเร็วเหล่านี้อย่างต่อเนื่องถือเป็นความท้าทายที่ยากกว่ามาก สำหรับกรณีการใช้งาน Android พื้นที่จัดเก็บข้อมูลของอุปกรณ์เกือบเต็มเกือบตลอดเวลา และบางครั้งมีการดำเนินการอ่านเขียนหลายพันรายการเกิดขึ้นแม้ในเสี้ยววินาที แอพยอดนิยมหลายตัวใช้บริการในเบื้องหลัง ซึ่งหมายความว่าแอพกำลังดำเนินการอ่าน/เขียนบางอย่างแม้ว่าคุณจะไม่ได้เปิดก็ตาม หากทำผิด การดำเนินการเขียนอาจเพิ่มการกระจายตัวของพื้นที่จัดเก็บได้อย่างมาก ทำให้การดำเนินการอ่าน/เขียนครั้งต่อไปช้าลงไปอีก
เรามองว่าการกระจายตัวของพื้นที่เก็บข้อมูลเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้ประสิทธิภาพลดลงในอุปกรณ์ Android ตอนนี้สิ่งที่ต้องพิจารณาคือปัญหามีสาเหตุมาจากความเข้ากันได้ของฮาร์ดแวร์หรือไม่และการทำงานของระบบไฟล์เป็นอย่างไร การจัดเก็บข้อมูลจาก OEM ต่างๆ หรือสถาปัตยกรรม F2FS มุ่งเน้นไปที่ความเร็วเริ่มต้นหรือไม่ และสิ่งนี้ส่งผลต่อระยะยาวหรือไม่ ผลงาน. ปัญหายังอาจเกิดจากข้อบกพร่อง เนื่องจากระบบไฟล์ยังอยู่ระหว่างการพัฒนา
ถาม: มีปัญหาด้านประสิทธิภาพหรือความน่าเชื่อถืออื่นๆ ที่ไม่ค่อยมีใครรู้จักหรือไม่
ตอบ: สิ่งหนึ่งที่น่าสนใจที่เราพบคือ F2FS มีค่าใช้จ่ายที่ไม่คาดคิด ซึ่งก็คือพื้นที่จัดเก็บข้อมูลของคุณอย่างน้อยสองสามร้อย MB สำหรับแคชและการบำรุงรักษาพื้นที่จัดเก็บข้อมูล สิ่งนี้สมเหตุสมผลอย่างแน่นอนหากคุณมีพื้นที่เก็บข้อมูล 64GB ขึ้นไป แต่สำหรับโทรศัพท์ราคาประหยัดที่มีขนาด ROM 8GB, 16GB นี่อาจเป็นปัญหาได้
การค้นพบหลักคือการใช้งาน F2FS ในปัจจุบันนั้นยอดเยี่ยมสำหรับสภาพแวดล้อมแบบอ่านอย่างเดียวเมื่อคุณต้องการได้รับความเร็วที่สูงขึ้น F2FS จำเป็นต้องมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงประสิทธิภาพการจัดเก็บข้อมูลในระยะยาวในการโต้ตอบกับไฟล์ขนาดเล็ก เนื่องจากนี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อม Android
นี่คือการต่อสู้ทางทฤษฎีในแง่หนึ่ง คุณสามารถจินตนาการได้ว่าประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์นั้นรวดเร็วมาก โดยที่การเสื่อมสภาพจะไม่เป็นปัญหาอีกต่อไป หรือคุณมองในทางตรงกันข้าม โดยที่ฮาร์ดแวร์ทำงานเร็วมาก ประสิทธิภาพที่ช้ากว่าเล็กน้อยซึ่งสามารถรักษาไว้ได้ในระยะยาวคือสิ่งที่ควรได้รับ F2FS เลือกแนวทางแรก และไม่มีทางเลือกที่ผิด นี่เป็นการทดลองที่สำคัญและเป็นแนวทางการเรียนรู้สำหรับทั้งอุตสาหกรรม ดังที่กล่าวไปแล้ว สิ่งที่เราเห็นอยู่ในขณะนี้คือประสิทธิภาพในระยะยาวควรเป็นจุดสนใจหลักในขณะนี้
ถาม: OEM บางรายเลิกใช้ F2FS ในขณะที่บางรายเช่น Huawei ยังคงรองรับ F2FS บนอุปกรณ์รุ่นล่าสุด คุณคิดว่ามีแนวโน้มไปทางใดทางหนึ่งหรือไม่? (การยอมรับช้าหรือการละทิ้งโดยสิ้นเชิง)
ตอบ: มีหลายสถานการณ์ว่าทำไม OEM จะใช้ F2FS ต่อไป
OEM อาจมีการนำ F2FS ไปใช้ของตนเอง ซึ่งจะช่วยแก้ไขปัญหาที่ทราบบางประการ
OEM อาจมีความสัมพันธ์ที่ดีกับผู้ผลิตอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบแฟลช เนื่องจากสามารถเข้าถึงเลเยอร์ FTL ของ NAND และปรับแต่งได้ ระบบไฟล์ที่จะทำงานได้ดีกับฮาร์ดแวร์สามารถนำมาซึ่งการปรับปรุงที่สำคัญ รวมถึงการกระจายตัวของแฟลช พื้นที่จัดเก็บ.
ผู้ผลิต OEM อาจเลือกที่จะมุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพเบื้องต้นของโทรศัพท์ เนื่องจากวงจรชีวิตโดยเฉลี่ยของสมาร์ทโฟนอยู่ที่ประมาณ 2 ปี และเมื่อโทรศัพท์ทำงานช้าลง พวกเขาก็จะซื้อเครื่องใหม่อยู่แล้ว
OEM อาจมีบริการจัดเรียงข้อมูลทำงานอยู่ ซึ่งสามารถแก้ไขปัญหาของ F2FS ได้บางส่วน
นี่เป็นสถานการณ์ที่เป็นไปได้บางส่วน ขณะเดียวกัน เราก็พบว่ามี OEM บางรายอยู่แล้ว ย้ายกลับมาใช้ Ext4 เช่น OnePlus 3T ก็ใช้ F2FS แต่ OnePlus รุ่นใหม่ทั้งหมดก็ใช้ ต่อ 4
ถาม: ขณะนี้ F2FS ต้องการโซลูชันการจัดเรียงข้อมูลแบบ on-the-go ซึ่งสามารถแก้ไขปัญหาที่ปรากฏกับ F2FS ในปัจจุบันได้
ตอบ: เครื่องมือจัดเรียงข้อมูลมีอยู่มาระยะหนึ่งแล้ว ข้อดีหลักคือสามารถจัดสรรใหม่/เขียนบล็อกหน่วยความจำใหม่เพื่อลดการกระจายตัวของพื้นที่จัดเก็บข้อมูล แต่ปัญหาของแนวทางนี้คือคุณเขียนเซลล์หน่วยความจำแฟลชใหม่ ซึ่งจะลดอายุการใช้งานของที่จัดเก็บข้อมูล สถานการณ์ที่ดีที่สุดคือการเขียนข้อมูลอย่างชาญฉลาดตั้งแต่แรก การควบคุมความเสียหายไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่ต้องทำ
ลองคิดดูว่ามันเหมือนกับการทำให้ห้องเละเทะด้วยการขว้างสิ่งของต่างๆ มากมายไปรอบๆ แล้วเริ่มจัดเรียงมันลงในลิ้นชัก ทำไมไม่ทำแบบนั้นทันที?
ถาม: OEM สามารถตอบโต้หรือแก้ไขปัญหาบางอย่างที่ขัดขวาง F2FS ได้หรือไม่ ตัวอย่างเช่น Huawei เพิกเฉยต่อประสิทธิภาพที่ลดลงและโฆษณา UX ที่เร็วขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ส่วนหนึ่งต้องขอบคุณ "AI"
ตอบ: หาก AI สามารถวิเคราะห์พฤติกรรมการจัดเก็บข้อมูลและเขียนระบบไฟล์ใหม่เพื่อให้ทำงานกับอุปกรณ์แฟลชเฉพาะได้ สิ่งนี้อาจช่วยแก้ปัญหาการกระจายตัวได้ AI ยังสามารถวิเคราะห์ว่าแอปหรือฟีเจอร์ใดที่บุคคลนั้นใช้บ่อยที่สุด และโหลดล่วงหน้า/จัดเก็บไว้ ดังนั้น – ทำให้คุณสมบัติของโทรศัพท์ดูกระฉับกระเฉงขึ้น ซึ่งไม่สามารถแก้ปัญหาการกระจายตัวได้ แม้ว่า. สมมติฐานหลักของฉันคือการเพิ่มประสิทธิภาพส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับพื้นที่ผู้ใช้ และไม่ใช่การปรับปรุงระบบไฟล์เทคโนโลยีขั้นสูงบางอย่าง
ถาม: การพัฒนาระบบไฟล์ที่น่าตื่นเต้นอื่นๆ ที่เราควรระวังมีอะไรบ้าง สิ่งเหล่านี้จะส่งผลต่อประสบการณ์ผู้ใช้อย่างไร แม้ว่าจะอยู่ในระดับเล็กน้อยหรือต่ำก็ตาม
ตอบ: F2FS และ Ext4 ยังคงมีความสำคัญมากและเป็นระบบไฟล์ที่เหมาะกับโอเพ่นซอร์ส Ext4 มีความเป็นผู้ใหญ่และเชื่อถือได้มากกว่า แต่อาจจำกัดประสิทธิภาพของแฟลช F2FS เป็นปลาที่เร็วกว่าแต่ยังมีการทดลองมากกว่า สถานการณ์ทั้งหมดที่ซอฟต์แวร์กลายเป็นคอขวดคือสิ่งที่ทำให้ระบบไฟล์น่าตื่นเต้นอีกครั้ง เรากำลังย้ายจากทุกวินาทีไปสู่ทุกมิลลิวินาทีที่สภาพแวดล้อมนับ และระบบไฟล์จะมีบทบาทสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพนี้ การพัฒนาที่น่าตื่นเต้นที่สุดสำหรับระบบไฟล์คือการสร้างโซลูชันที่ได้รับการปรับแต่งแฟลชอย่างแท้จริง ซึ่งสามารถรักษาประสิทธิภาพของแฟลชได้
ที่ Tuxera เรากำลังพัฒนา Tuxera Flash File System ซึ่งเราทำสิ่งต่างๆ เช่น ซอฟต์แวร์เฉพาะฮาร์ดแวร์ การเพิ่มประสิทธิภาพเพื่อให้แน่ใจว่าระบบไฟล์ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์ กรณีการใช้งาน และแฟลชเฉพาะ หน่วยความจำ. ด้วยการปรากฏตัวในอุตสาหกรรมยานยนต์ เรามุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพในระยะยาวและการเสื่อมสภาพของหน่วยความจำแฟลชเป็นหลัก นี่เป็นการปรับให้เหมาะสมประเภทฮาร์ดแวร์ x ซอฟต์แวร์มากกว่าที่ Steve Jobs เคยพูดถึง การใช้การเรียนรู้ของเครื่องเพื่อสร้าง "ตัวขับเคลื่อน" ดังกล่าวเป็นสิ่งที่เราคิดว่าน่าตื่นเต้นมากสำหรับอุตสาหกรรมการจัดเก็บข้อมูลทั้งหมด
ถาม: พื้นที่จัดเก็บข้อมูลแบบแฟลชจริงของเราเร็วขึ้นเรื่อยๆ เช่นกัน คุณเห็นว่าข้อเท็จจริงนี้ส่งผลกระทบต่อทั้งประสบการณ์ผู้ใช้ปลายทางและอนาคตของระบบไฟล์อย่างไร
ตอบ: เนื่องจากฮาร์ดแวร์ทำงานเร็วขึ้น ซอฟต์แวร์จึงต้องแน่ใจว่าสามารถตามทันสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ขั้นสูงเหล่านี้ได้ นี่จึงเป็นความท้าทายหลักสำหรับระบบไฟล์ที่ต้องแก้ไขในปัจจุบัน คุณสามารถมีคุณลักษณะความเร็วในการอ่านและเขียนที่น่าทึ่งของอุปกรณ์ได้ แต่หากชุดซอฟต์แวร์เพิ่มเวลาแฝง ประสบการณ์ผู้ใช้จะไม่รู้สึกว่าเร็วขนาดนั้น นี่เป็นช่วงเวลาที่น่าตื่นเต้นสำหรับการพัฒนาระบบไฟล์ เนื่องจากมีความต้องการที่ชัดเจนสำหรับเทคโนโลยีบนมือถือที่รวดเร็วกว่า รวดเร็วกว่า และเชื่อถือได้มากกว่า
แต่เมื่อแฟลชเร็วขึ้น คำถามหลักก็จะกลายเป็น ความเร็วที่ประสิทธิภาพไม่เกี่ยวข้องคืออะไร? ลองคิดดูว่ามันเหมือนกับความละเอียดหน้าจอ Retina ซึ่งความหนาแน่นของพิกเซลที่สูงกว่าไม่ได้ทำให้ภาพคมชัดขึ้นในสายตามนุษย์
ถาม: ขอบคุณสำหรับเวลาของคุณ
ตอบ: ขอบคุณ!