{"id":504,"date":"2020-12-06T08:52:36","date_gmt":"2020-12-06T08:52:36","guid":{"rendered":"https:\/\/picockpit.com\/raspberry-pi\/?p=504"},"modified":"2023-11-13T11:42:54","modified_gmt":"2023-11-13T11:42:54","slug":"monitor-sd-card-health-of-raspberry-pi","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/picockpit.com\/raspberry-pi\/sv\/monitor-sd-card-health-of-raspberry-pi\/","title":{"rendered":"Allt om SD-korth\u00e4lsa p\u00e5 Raspberry Pi"},"content":{"rendered":"
\"SD-kortets<\/figure>\n\n\n\n

SD-kortet \u00e4r - vid sidan av str\u00f6mf\u00f6rs\u00f6rjningen - en viktig ytterligare komponent i Raspberry Pi. Det \u00e4r viktigt att \u00f6vervaka dess h\u00e4lsa f\u00f6r att s\u00e4kerst\u00e4lla en smidig drift av operativsystemet f\u00f6r Raspberry Pi och en bra anv\u00e4ndarupplevelse. Den h\u00e4r artikeln visar dig flera s\u00e4tt att kontrollera och \u00f6vervaka h\u00e4lsan hos ditt microSD-kort.<\/p>\n\n\n\n

F\u00f6rst kommer jag att ge en djupg\u00e5ende \u00f6versikt \u00f6ver hur minneskort fungerar, s\u00e5 att du kan f\u00f6rst\u00e5 m\u00f6jligheterna och begr\u00e4nsningarna med att kontrollera SD-kortets h\u00e4lsotillst\u00e5nd.<\/p>\n\n\n\n

Sedan f\u00f6rklarar jag hur du skyddar ditt microSD-kort genom att minska vanliga problem som Raspberry Pi-anv\u00e4ndare upplever. Vi kommer ocks\u00e5 att g\u00e5 in p\u00e5 de b\u00e4sta microSD-kortm\u00e4rkena f\u00f6r Raspberry Pi som vi rekommenderar.<\/p>\n\n\n\n

Om du vill kan du ocks\u00e5 hoppa l\u00e4ngre ner f\u00f6r att bara f\u00e5 Linux-kommandona f\u00f6r att kontrollera det aktuella microSD-kortets status.<\/p>\n\n\n\n

Grunderna: Inuti microSD-kortet<\/h2>\n\n\n
\n
\"Inre
Bild: Illustration av insidan av ett SD-kort. MicroSD-kortet har en liknande struktur. Bildk\u00e4lla: CC-BY-SA Korpsvart<\/a>, Wikimedia Commons<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

MicroSD-kortet inneh\u00e5ller ett flashminneschip (till v\u00e4nster i bilden) och en mikrokontroller (till h\u00f6ger i bilden, vanligtvis ARM-baserad).<\/p>\n\n\n\n

Flash<\/h3>\n\n\n\n

Flash-minnet lagrar information genom att \"f\u00e5ngar\" elektroner<\/strong>, som \"injiceras\" med hj\u00e4lp av h\u00f6gsp\u00e4nning genom en icke-ledare i en s\u00e5 kallad flytande grind<\/strong>(**). Elektronerna \u00e4r allts\u00e5 en del av en transistor som kan eller inte kan till\u00e5ta en ansluten str\u00f6m att fl\u00f6da, beroende p\u00e5 laddningen i den flytande grinden. Teoretiskt sett kan de inte flyta bort, eftersom den flytande grinden \u00e4r elektriskt isolerad.<\/strong>. Det inneb\u00e4r att informationen stannar kvar \u00e4ven efter att str\u00f6mf\u00f6rs\u00f6rjningen har st\u00e4ngts av.<\/p>\n\n\n\n

\n
\n
\"\"
Bilder: CC-BY-SA \u0414.\u0418\u043b\u044c\u0438\u043d Wikimedia Commons<\/a> \/  Jlochoap CC-0<\/a><\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div>\n<\/div>\n\n\n
\n
\"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Informationen l\u00e4ses alltid mellan k\u00e4llan (S) och drain (D). Elektroner som f\u00f6rs in i den flytande grinden \u00f6kar t.ex. transistorens tr\u00f6skelsp\u00e4nning, varifr\u00e5n str\u00f6mmen skulle fl\u00f6da. Transistorn blockerar d\u00e5 vid en normal l\u00e4ssp\u00e4nning (leder inte).<\/p>\n\n\n\n

F\u00f6r programmering av den flytande gaten kr\u00e4vs betydligt h\u00f6gre elektriska sp\u00e4nningar (t.ex. 10 V) \u00e4n f\u00f6r normal l\u00e4sdrift (t.ex. 3,3 V). F\u00f6r att g\u00f6ra detta spelar dessutom styrgrinden (V1\/V2\/V3) en nyckelroll.<\/p>\n\n\n\n

F\u00f6r att radera allt driver kontrollgrinden elektroner ut ur den flytande grinden genom att applicera en h\u00f6g negativ sp\u00e4nning.<\/p>\n\n\n\n

NAND flash-komponenter som anv\u00e4nds i microSD-kort grupperar de enskilda minnestransistorerna i sidor och flera av sidorna i block. En sida har mellan 512 och 8192 byte, ett block kan inneh\u00e5lla upp till 256 sidor (allts\u00e5 totalt 2048 kB med 8 kB sidstorlek).<\/p>\n\n\n\n

Skrivning (f\u00f6r en logisk \"1\") kan g\u00f6ras bitvis eller \u00e5tminstone byte\/ordvis. Radering (f\u00f6r en logisk \"0\") kan endast g\u00f6ras blockvis. Om det finns n\u00e5gon of\u00f6r\u00e4ndrad information m\u00e5ste den programmeras in igen.<\/p>\n\n\n\n

Flashminnen har en begr\u00e4nsad livsl\u00e4ngd p\u00e5 grund av programmering och radering, som vi ber\u00e4knar i raderingscykler.<\/strong><\/span><\/p>\n\n\n\n

Anledningen till den begr\u00e4nsade livsl\u00e4ngden \u00e4r skador p\u00e5 det isolerande oxidskiktet, som skyddar den flytande gaten fr\u00e5n laddningsl\u00e4ckage, orsakat av de h\u00f6ga sp\u00e4nningarna. S\u00e5 snart detta skikt blir ledande kan minnescellen inte lagra mer information.<\/p>\n\n\n\n

I \u00f6vrigt: Multi-level cell minnesceller<\/h3>\n\n\n\n

Fr\u00e5n b\u00f6rjan fanns det bara tv\u00e5 laddningstillst\u00e5nd (1 bit information<\/strong>) per minnescell. Nu, tack vare flera flytande grindar per transistor, kan minnesceller med flera niv\u00e5er lagra olika laddningsstatus och d\u00e4rmed flera bitar per minnestransistor. Under avl\u00e4sningen utv\u00e4rderar systemet hur den tillf\u00f6rda str\u00f6mmen leds p\u00e5 olika s\u00e4tt av transistorn.<\/p>\n\n\n\n

\u00c5 ena sidan g\u00f6r detta det m\u00f6jligt att \u00f6ka minnescellernas t\u00e4thet avsev\u00e4rt, men \u00e5 andra sidan \u00e4r utl\u00e4sningen l\u00e5ngsammare och minnescellerna reagerar mycket k\u00e4nsligare med bitfel p\u00e5 laddningsf\u00f6rluster. Med celler p\u00e5 en niv\u00e5 \u00e4r 100 000-1 000 000 000 skriv- och raderingscykler m\u00f6jliga, med TLC (celler p\u00e5 tre niv\u00e5er med tre bitar per minnescell) ca 1 000 skriv- och raderingscykler.<\/p>\n\n\n\n

Detta \u00e4r anledningen till att industriella SD-kort vanligtvis har l\u00e4gre minnest\u00e4thet och anv\u00e4nder SLC (single level cells) f\u00f6r b\u00e4ttre dataintegritet.<\/strong>.<\/span><\/p>\n\n\n\n

Kontrollansvarig<\/h3>\n\n\n\n

Controllerens uppgift \u00e4r att hantera blixten, och i synnerhet att utf\u00f6ra f\u00f6ljande utj\u00e4mning av slitage och korrigering av l\u00e4sfel<\/strong>. MicroSD-kortets prestanda och livsl\u00e4ngd beror i h\u00f6g grad p\u00e5 de algoritmer som anv\u00e4nds i styrenheten.<\/p>\n\n\n\n

Flashminnet kan inte skrivas om s\u00e5 ofta som kr\u00e4vs p\u00e5 grund av att det isolerande oxidskiktet p\u00e5 de flytande grindarna skadas enligt beskrivningen ovan. F\u00f6r att undvika skador p\u00e5 enskilda omr\u00e5den som anv\u00e4nds s\u00e4rskilt ofta, styrenheten varierar den fysiska tilldelningen till de block som kan adresseras logiskt av filsystemet (= slitageutj\u00e4mning).<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Denna variation i den fysiska tilldelningen \u00e4r ocks\u00e5 anledningen till att skrivtestning av SD-kortet (genom att skriva och l\u00e4sa med verktyg f\u00f6r d\u00e5liga block, etc.) faktiskt inte identifierar de verkliga d\u00e5liga blocken och g\u00f6r att du kan undvika dem p\u00e5 operativsystems\/filsystemniv\u00e5! Endast flashminneskontrollen i microSD-kortet vet vilket block som skrivs till\/l\u00e4ses fr\u00e5n vid varje given tidpunkt, och som diskuterats kan detta \u00e4ndras med tiden.<\/strong><\/span><\/p>\n\n\n\n

Defekta block (d\u00e5liga block) finns redan i helt nya flashminnen. Dessa defekta block markeras i ett s\u00e4rskilt omr\u00e5de i flashminnet.<\/p>\n\n\n\n

Information om felkorrigering f\u00f6r enskilda block hanteras ocks\u00e5 s\u00e5 att l\u00e4sfel kan korrigeras med hj\u00e4lp av kontrollsummor. Styrenheten l\u00e4gger till block med klustrade l\u00e4sfel i listan \u00f6ver d\u00e5liga block och flyttar den faktiska fysiska tilldelningen av det logiska blocket.<\/p>\n\n\n\n

MicroSD-kortet har vanligtvis - beroende p\u00e5 tillverkare - cirka 10% reservkapacitet f\u00f6r att byta ut de d\u00e5liga blocken mot bra \"reservblock\".<\/p>\n\n\n\n

Smutsiga sm\u00e5 hemligheter: Problem med flashminnet<\/h3>\n\n\n\n

Radering sker endast med blockvis<\/h4>\n\n\n\n

Data kan bara raderas block f\u00f6r block. Radering belastar minnescellerna och f\u00f6rkortar deras livsl\u00e4ngd - nya d\u00e5liga block skapas.<\/p>\n\n\n\n

Defekta block fr\u00e5n fabriken<\/h4>\n\n\n\n

Flashminnen levereras redan med defekta block. Under drift l\u00e4ggs ytterligare defekta block (d\u00e5liga block) till. Styrenheten f\u00f6rs\u00f6ker d\u00e4rf\u00f6r att skriva\/radera block s\u00e5 j\u00e4mnt f\u00f6rdelade som m\u00f6jligt genom wear-leveling.<\/p>\n\n\n\n

MLC och TLC \u00e4r s\u00e4rskilt k\u00e4nsliga<\/h4>\n\n\n\n

MLC-celler (Multilevel Cell Memory cells) minskar antalet raderingscykler och d\u00e4rmed tillf\u00f6rlitligheten p\u00e5 l\u00e5ng sikt.<\/p>\n\n\n\n

L\u00e4s st\u00f6rningar<\/h4>\n\n\n\n

Ett fenomen som jag \u00e4nnu inte har n\u00e4mnt, men som \u00e4r s\u00e4rskilt f\u00f6rr\u00e4diskt, \u00e4r f\u00f6ljande L\u00e4s st\u00f6rningar<\/strong>. \u00c4ven n\u00e4r den bara l\u00e4ser fr\u00e5n kortet kan den - bara genom att l\u00e4sa - f\u00e5 angr\u00e4nsande minnesceller i samma block att \u00e4ndra sin programmering. Sannolikheten f\u00f6r att detta skall intr\u00e4ffa \u00f6kar kraftigt efter n\u00e5gra 100 000 l\u00e4sningar.<\/p>\n\n\n\n

F\u00f6r att undvika Read Disturb loggar styrenheten d\u00e4rf\u00f6r antalet \u00e5tkomster till ett block f\u00f6r att kopiera det i ett stycke till en ny plats n\u00e4r ett tr\u00f6skelv\u00e4rde \u00f6verskrids och f\u00f6r att radera det ursprungliga blocket. D\u00e4refter kan blocket \u00e5teranv\u00e4ndas igen.<\/p>\n\n\n\n

Allt detta \u00e4r saker som en styrenhet m\u00e5ste kompensera f\u00f6r f\u00f6r att kunna l\u00e5tsas att det \u00e4r ett \"perfekt minneskort\" p\u00e5 utsidan, medan det ser allt annat \u00e4n perfekt ut p\u00e5 insidan!<\/p>\n\n\n\n

Sist men inte minst kan bitar som skrivits med r\u00f6ntgenstr\u00e5lar raderas oavsiktligt. H\u00e4r \u00e4r det bara en r\u00f6ntgens\u00e4ker utformning av kortet som kan garantera att uppgifterna f\u00f6rblir intakta.<\/p>\n\n\n\n

Tillverkare och val av ett bra kort<\/h2>\n\n\n\n

B\u00e5de mikrokontroller och flash-enhet och det f\u00e4rdiga microSD-kortet kan komma fr\u00e5n olika tillverkare - Panasonic SD-kortet i exempelbilden har Samsung-flash. Styrenheten tillverkades i Japan.<\/p>\n\n\n\n

Det finns fyra tillverkare som tillverkar NAND-flashenheter:<\/p>\n\n\n\n