미쿨라시 파토츠카, LVM의 개발자 중 한 명이자 Red Hat에서 여러 스토리지 최적화 발명을 발명 한 사람입니다. Linux 커널 메일 링리스트에 새로운 NVFS 파일 시스템을 도입했습니다.
이 새로운 시스템 빠르고 컴팩트 한 파일 시스템 생성을 목표로합니다. 비 휘발성 메모리 칩 (NVM, 예를 들어 NVDIMM)의 경우 RAM의 성능과 콘텐츠를 영구적으로 저장할 수있는 기능을 결합합니다.
NVFS를 개발할 때 FS NOVA의 경험이 고려되었습니다., 2017 년에 NVM 메모리 용으로 특별히 생성되었지만 Linux 커널에는 포함되지 않고 4.13에서 5.1까지 Linux 커널에 대한 제한적인 지원이 있습니다.
제안 된 FS NVFS NOVA보다 훨씬 간단합니다. (4972 줄의 코드 대 21459), fsck 유틸리티 제공, 더 나은 성능 제공, 확장 된 속성 (xattrs), 보안 레이블, ACL 및 할당량을 지원하지만 스냅 샷은 지원하지 않습니다.
NVFS 아키텍처는 FS Ext4에 가깝습니다. VFS 하위 시스템을 기반으로하는 파일 시스템 모델에 적합하므로 중간 계층의 수를 최소화하고 커널 패치가 필요하지 않은 모듈을 사용할 수 있습니다.
NVFS DAX 커널 인터페이스를 사용하여 장치에 직접 액세스 페이지 캐시를 우회하는 영구 저장소. 바이트 주소 지정을 사용하는 NVM 메모리 작업을 최적화하기 위해 드라이브의 내용은 기존 블록 장치 계층 및 중간 캐시를 사용하지 않고 커널의 선형 주소 공간에 매핑됩니다. 루트 트리 (루트 트리)의 디렉토리 내용을 저장하는 데 사용되며 각 프로 헤 시로 바노 파일 이름과 해시 값을 사용하여 트리를 검색합니다.
저널을 사용하지 않고 "업데이트"메커니즘 (FreeBSD UFS 및 OpenBSD FFS에서와 같이)을 통해 데이터 무결성이 보장됩니다.
파일 손상을 방지하려면 NVFS에서 l데이터 교환 작업이 그룹화됩니다. 크래시가 블록 또는 inode의 손실로 이어지지 않도록하고 fsck 유틸리티에 의해 구조의 무결성이 복원됩니다.
fsck 유틸리티는 다중 스레드이며 초당 1,6 만 inode의 무차별 대입 성능을 제공합니다.
- 벤치 마크에서 NVFS는 NVM 메모리의 Linux 커널 소스를 사용하여 NOVA보다 약 10 %, ext30보다 4 %, XFS보다 37 % 빠르게 트리 복사 작업을 수행했습니다.
- 데이터 검색 테스트에서 NVFS는 NOVA보다 3 % 빠르며 ext4 및 XFS는 15 % 빠릅니다 (그러나 활성 디스크 캐시를 사용하면 NOVA가 15 % 느려짐).
- Million Directory Operations 테스트에서 NVFS는 NOVA를 40 %, ext4를 22 %, XFS를 46 % 앞섰습니다. DBMS 활동을 시뮬레이션 할 때 NVFS 파일 시스템은 NOVA를 20 %, ext4를 18 배, XFS를 5 배 능가했습니다. fs_mark 테스트에서 NVFS와 NOVA는 거의 같았고 ext4와 XFS는 대략 3 배 뒤쳐졌습니다.
NVM 메모리에서 기존 FS의 지연은 일반 RAM과 유사한 비 휘발성 메모리에서 사용되는 바이트 주소 지정을 위해 설계되지 않았기 때문입니다.
일반 드라이브 읽기는 섹터 읽기 / 쓰기 수준에서 작동 원 자성을 제공하는 반면 NVM 메모리는 개별 기계어 수준에서 액세스를 제공합니다.
또한 기존 파일 시스템은 분명히 RAM보다 느린 것으로 간주되는 미디어 액세스의 강도를 줄이고 하드 드라이브, 프로세스 요청 대기열, 조각화 방지 및 별도의 우선 순위를 사용하여 여러 작업을 수행 할 때 순차적 읽기를 보장하기 위해 작업을 번들링하려고합니다. .
NVM 메모리의 경우 데이터 액세스 속도가 RAM과 비슷하기 때문에 이러한 복잡성이 필요하지 않습니다.
출처 : https://lkml.org/lkml/2020/9/15/517