Mikulas Patocka, az LVM egyik fejlesztője és a Red Hat számos tárhely-optimalizálási találmányának feltalálója, bemutatta az új NVFS fájlrendszert a Linux kernel levelezőlistáján.
Ez az új rendszer célja egy gyors és kompakt fájlrendszer létrehozása nem felejtő memóriachipek (NVM, például NVDIMM) esetében, amelyek egyesítik a RAM teljesítményét a tartalom tartós tárolásának képességével.
Az NVFS fejlesztésekor az FS NOVA tapasztalatait figyelembe vették, 2017-ben kifejezetten az NVM memóriához készített, de nem szerepel a Linux kernelben, és korlátozottan támogatja a Linux kerneleket 4.13 és 5.1 között.
A javasolt FS NVFS sokkal egyszerűbb, mint a NOVA (4972 kódsor vs 21459), biztosítja az fsck segédprogramot, jobb teljesítményt nyújt, támogatja a kiterjesztett attribútumokat (xattrs), a biztonsági címkéket, az ACL-eket és a kvótákat, de nem támogatja a pillanatképeket.
Az NVFS architektúrája közel áll az FS Ext4-hez és jól illeszkedik a VFS alrendszer-alapú fájlrendszer-modellbe, lehetővé téve a középső rétegek számának minimalizálását és a kernelfoltokat nem igénylő modullal való kijutást.
NVFS az eszközök közvetlen eléréséhez a DAX kernel interfészt használja tartós tárolás, megkerülve az oldal gyorsítótárát. A bájtcímzést használó NVM memóriával végzett munka optimalizálása érdekében a meghajtó tartalmát a kernel lineáris címteréhez hozzárendelik, a hagyományos blokkoló eszközréteg és a köztes gyorsítótár használata nélkül. A gyökérfa (gyökérfa) könyvtárainak tartalmának tárolására szolgál, amelyekben az egyes proheshirovano fájlnevek és hash értékek keresésre kerülnek a fán.
Az adatok integritását a "frissítési" mechanizmus biztosítja (például a FreeBSD UFS és az OpenBSD FFS esetében) a napló használata nélkül.
A fájlkorrupció elkerülése érdekében az NVFS-ben, lAz adatcsere műveletek csoportosítva vannak oly módon, hogy egy összeomlás nem vezethet blokkok vagy inódok elvesztéséhez, és az fsck segédprogram helyreállítja a struktúrák integritását.
Az fsck segédprogram többszálú és 1,6 millió inode másodpercenként brutális erővel rendelkezik.
- A referenciaértékek szerint az NVFS fa másolási műveletet hajtott végre az NVM memóriájában található Linux kernelforrásokkal, körülbelül 10% -kal gyorsabban, mint a NOVA, 30% -kal gyorsabban, mint az ext4 és 37% -kal gyorsabban, mint az XFS.
- Az adatkeresési tesztben az NVFS 3% -kal, az ext4 és az XFS 15% -kal volt gyorsabb, mint a NOVA (de aktív lemez cache esetén az NOVA 15% -kal lassabb volt).
- A Million Directory Operations tesztben az NVFS 40% -kal, az ext4-et 22% -kal, az XFS pedig 46% -kal haladta meg az NOVA-t. A DBMS aktivitás szimulálásakor az NVFS fájlrendszer 20% -kal, 4-szor ext18-en, ötször pedig XFS-nél jobb teljesítményt nyújtott. Az fs_mark tesztben az NVFS és a NOVA nagyjából megegyezett, míg az ext5 és az XFS nagyjából háromszor lemaradt.
Az NVM memóriájában a hagyományos FS-ek lemaradása annak a ténynek köszönhető, hogy ezeket nem a nem felejtő memóriában használt bájtcímzésre tervezték, amely hasonlít a normál RAM-ra.
A hétköznapi meghajtók olvasása a szektor olvasási / írási szintű működését biztosítja, míg az NVM memória hozzáférést biztosít az egyes gépi szavak szintjén.
Ezenkívül a hagyományos fájlrendszerek megpróbálják csökkenteni a médiaelérés intenzitását, amelyet nyilvánvalóan lassabban tartanak, mint a RAM, és megpróbálják összevonni a műveleteket, hogy biztosítsák a szekvenciális olvasást merevlemezek, folyamatkérési várólisták, a töredezettség elleni küzdelem és a különféle prioritások különféle műveletek végrehajtása során. .
Az NVM memória esetében ilyen komplikációk feleslegesek, mivel az adatelérési sebesség összehasonlítható a RAM-mal.
forrás: https://lkml.org/lkml/2020/9/15/517