מיקולש פטוצ'קה, אחד ממפתחי LVM והממציא מספר המצאות אופטימיזציה לאחסון ברד האט, הציגה את מערכת הקבצים החדשה של NVFS לרשימת התפוצה של גרעין הלינוקס.
המערכת החדשה הזו שואפת ליצור מערכת קבצים מהירה וקומפקטית עבור שבבי זיכרון לא נדיפים (NVM, למשל NVDIMM), המשלב את ביצועי ה- RAM עם היכולת לאחסן תוכן לצמיתות.
בעת פיתוח NVFS החוויה של FS NOVA נלקחה בחשבון, בשנת 2017 נוצר במיוחד עבור זיכרון NVM, אך לא נכלל בליבת הלינוקס ועם תמיכה מוגבלת לליבות לינוקס בין 4.13 ל- 5.1.
FS NVFS המוצע זה הרבה יותר פשוט מ- NOVA (4972 שורות קוד לעומת 21459), מספק שירות fsck, בעל ביצועים טובים יותר, תומך במאפיינים מורחבים (xattrs), תוויות אבטחה, רשימות בקרת גישה ומכסות, אך אינו תומך בתצלומי תצלום.
ארכיטקטורת NVFS קרובה ל- FS Ext4 והוא משתלב היטב במודל מערכת הקבצים מבוסס מערכת המשנה VFS, מה שמאפשר למזער את מספר השכבות האמצעיות ולהסתדר עם מודול שאינו דורש תיקוני ליבה.
NVFS משתמש בממשק ליבת DAX לגישה ישירה למכשירים אחסון מתמשך, עוקף את מטמון הדף. כדי לייעל את העבודה עם זיכרון NVM, המשתמש בכתובת בתים, ממופים את תוכן הכונן למרחב הכתובות הליניארי של הליבה ללא שימוש בשכבת התקן החסימה המסורתית ובמטמון הביניים. הוא משמש לאחסון התוכן של ספריות עץ השורש (עץ השורש), שבו כל שם קובץ וערך hash של proheshirovano משמש לחיפוש העץ.
שלמות הנתונים מובטחת באמצעות מנגנון "העדכונים" (כמו ב- FreeBSD UFS וב- OpenBSD FFS) ללא שימוש ביומן.
כדי למנוע שחיתות קבצים ב- NVFS, lפעולות חילופי הנתונים מקובצות כזה שקריסה לא יכולה להוביל לאובדן בלוקים או צמתים, ושלמות המבנים משוחזרת על ידי כלי השירות fsck.
כלי ה- fsck הוא רב-הברגה ומספק ביצועי כוח ברוטאלי של 1,6 מיליון אינודים לשנייה.
- במבחני ביצועים, NVFS ביצעה פעולת העתקת עצים עם מקורות גרעין לינוקס בזיכרון NVM בכ -10% מהר יותר מ- NOVA, 30% מהר יותר מ- ext4 ו- 37% מהר יותר מ- XFS.
- במבחן חיפוש הנתונים, NVFS היה מהיר יותר מ- NOVA ב- 3% ו- ext4 ו- XFS ב- 15% (אך עם מטמון דיסק פעיל, NOVA נמצא איטי ב- 15%).
- במבחן מיליון פעולות המדריך, NVFS השיגה ביצועים טובים יותר מ- NOVA ב -40%, ext4 ב -22% ו- XFS ב -46%. בעת הדמיה של פעילות DBMS, מערכת הקבצים NVFS השיגה ביצועים טובים יותר מ- NOVA ב -20%, ext4 פי 18 ו- XFS פי 5. במבחן fs_mark, NVFS ו- NOVA היו זהים בערך, בעוד ext4 ו- XFS פיגורו בערך פי 3.
הפיגור של ה- FS המסורתיים בזיכרון ה- NVM נובע מכך שהם אינם מיועדים לכתובת בתים המשמשת בזיכרון שאינו נדיף, הדומה ל- RAM רגיל.
קריאת כוננים רגילים מספקת אטומיות של פעולה ברמת קריאה / כתיבה במגזר, ואילו זיכרון NVM מספק גישה ברמת מילות מכונה בודדות.
יתר על כן, מערכות קבצים מסורתיות מנסות להפחית את עוצמת הגישה למדיה, אשר ללא ספק נחשבת איטית יותר מזיכרון RAM, וכן מנסות לאגד פעולות בכדי להבטיח קריאות עוקבות בעת שימוש בכוננים קשיחים, תורי בקשה לעיבוד, פיצול לחימה וסדרי עדיפויות נפרדים לביצוע פעולות שונות. .
עבור זיכרון NVM, סיבוכים כאלה אינם נחוצים מכיוון שמהירות הגישה לנתונים דומה לזו של RAM.
מקור: https://lkml.org/lkml/2020/9/15/517