Mikulas Patocka, en af LVMs udviklere og opfinder af flere lageroptimeringsopfindelser hos Red Hat, har introduceret det nye NVFS-filsystem til Linux-kernel mailinglisten.
Dette nye system sigter mod at skabe et hurtigt og kompakt filsystem til ikke-flygtige hukommelseschips (NVM, for eksempel NVDIMM), som kombinerer RAM-ydelsen med muligheden for permanent at gemme indhold.
Ved udvikling af NVFS erfaringerne med FS NOVA blev taget i betragtning, i 2017 oprettet specifikt til NVM-hukommelse, men ikke inkluderet i Linux-kernen og med begrænset support til Linux-kerner fra 4.13 til 5.1.
Den foreslåede FS NVFS det er meget enklere end NOVA (4972 linjer med kode vs 21459), giver fsck-værktøj, har bedre ydeevne, understøtter udvidede attributter (xattrs), sikkerhedsetiketter, ACL'er og kvoter, men understøtter ikke snapshots.
NVFS-arkitektur er tæt på FS Ext4 og det passer godt ind i modellen af filsystemer baseret på VFS-undersystemet, hvilket gør det muligt at minimere antallet af mellemliggende lag og klare sig med et modul, der ikke kræver kernepatches.
NVFS bruger DAX-kerneinterface til direkte adgang til enheder vedvarende opbevaring, der omgår sidecache. For at optimere arbejdet med NVM-hukommelse, der bruger byte-adressering, kortlægges drevets indhold til kernens lineære adresseområde uden brug af det traditionelle blok-enhedslag og mellemliggende cache. Det bruges til at gemme indholdet af mapperne i rodtræet (rodtræet), hvor hvert proheshirovano-filnavn og hashværdi bruges til at søge i træet.
Dataintegritet sikres gennem "opdaterings" -mekanismen (som i FreeBSD UFS og OpenBSD FFS) uden brug af journal.
For at undgå filkorruption i NVFS, lDataudvekslingsoperationerne er grupperet sådan at et nedbrud ikke kan føre til tab af blokke eller inoder, og strukturernes integritet gendannes af fsck-værktøjet.
Fsck-værktøjet er multitrådet og giver en brute force-ydeevne på 1,6 millioner inoder pr. Sekund.
- I benchmarks udførte NVFS en trækopieringsoperation med Linux-kernekilder i NVM-hukommelse ca. 10% hurtigere end NOVA, 30% hurtigere end ext4 og 37% hurtigere end XFS.
- I datasøgningstesten var NVFS hurtigere end NOVA med 3% og ext4 og XFS med 15% (men med en aktiv diskcache viste NOVA sig at være 15% langsommere).
- I Million Directory Operations-testen overgik NVFS bedre end NOVA med 40%, ext4 med 22% og XFS med 46%. Ved simulering af DBMS-aktivitet overgik NVFS-filsystemet NOVA med 20%, ext4 med 18 gange og XFS med 5 gange. I fs_mark-testen var NVFS og NOVA nogenlunde de samme, mens ext4 og XFS var cirka 3 gange bagud.
Forsinkelsen af traditionelle FS'er i NVM-hukommelse skyldes, at de ikke er designet til byte-adressering, der bruges i ikke-flygtig hukommelse, der ligner normal RAM.
Læsning af almindelige drev giver atomicitet ved drift på sektorens læse / skrive-niveau, mens NVM-hukommelse giver adgang på niveauet for individuelle maskinord.
Derudover forsøger traditionelle filsystemer at reducere intensiteten af medieadgang, hvilket naturligvis betragtes som langsommere end RAM, og forsøger også at samle operationer for at sikre sekventielle læsninger, når du bruger harddiske, procesanmodningskøer, bekæmpe fragmentering og separate prioriteter for at udføre forskellige operationer.
For NVM-hukommelse er sådanne komplikationer unødvendige, da dataadgangshastigheden kan sammenlignes med RAM.
kilde: https://lkml.org/lkml/2020/9/15/517