Mikulašas Patočka, vienas iš LVM kūrėjų ir kelių „Red Hat“ saugyklos optimizavimo išradimų sumanytojas, pristatė naują „NVFS“ failų sistemą į „Linux“ branduolio pašto adresų sąrašą.
Ši nauja sistema siekiama sukurti greitą ir kompaktišką failų sistemą nepastovioms atminties mikroschemoms (NVM, pvz., NVDIMM), kurios sujungia RAM našumą su galimybe visam laikui saugoti turinį.
Kuriant NVFS buvo atsižvelgta į FS NOVA patirtį, 2017 m. sukurtas specialiai NVM atminčiai, bet neįtrauktas į „Linux“ branduolį ir ribotai palaikant „Linux“ branduolius nuo 4.13 iki 5.1.
Siūloma FS NVFS tai daug paprasčiau nei NOVA (4972 kodo eilutės, palyginti su 21459), teikia fsck naudingumą, turi geresnius rezultatus, palaiko išplėstinius atributus (xattrs), saugos etiketes, ACL ir kvotas, tačiau nepalaiko momentinių nuotraukų.
NVFS architektūra yra artima FS Ext4 ir jis puikiai tinka failų sistemų modeliui, pagrįstam VFS posistemiu, leidžiantis sumažinti tarpinių sluoksnių skaičių ir išsiversti naudojant modulį, kuriam nereikia branduolio pataisų.
NVFS naudoja DAX branduolio sąsają tiesiogiai pasiekti įrenginius nuolatinė saugykla, apeinant puslapio talpyklą. Norint optimizuoti darbą su NVM atmintimi, kuri naudoja baitų adresavimą, disko turinys susiejamas su tiesine branduolio adreso erdve nenaudojant tradicinio blokinio įrenginio sluoksnio ir tarpinės talpyklos. Jis naudojamas šakninių medžių (šaknų medžių) katalogų turiniui, kuriame kiekvienas proheshirovano failo pavadinimas ir maišos reikšmė naudojami medžiui ieškoti.
Duomenų vientisumas užtikrinamas naudojant „atnaujinimų“ mechanizmą (kaip ir FreeBSD UFS ir OpenBSD FFS) nenaudojant žurnalo.
Kad išvengtumėte failų sugadinimo NVFS, lDuomenų mainų operacijos yra sugrupuotos toks, kad avarija negali sukelti blokų ar inodų praradimo, o „fsck“ įrankis atstato konstrukcijų vientisumą.
„Fsck“ programa yra daugialypė ir suteikia grubią jėgą - 1,6 milijono inodų per sekundę.
- Lyginant, NVFS atliko medžio kopijavimo operaciją su „Linux“ branduolio šaltiniais NVM atmintyje maždaug 10% greičiau nei NOVA, 30% greičiau nei ext4 ir 37% greičiau nei XFS.
- Atlikus duomenų paieškos testą, NVFS buvo greitesnis už NOVA 3%, o ext4 ir XFS - 15% (tačiau esant aktyviai disko talpyklai nustatyta, kad NOVA yra 15% lėtesnė).
- „Million Directory Operations“ teste NVFS pralenkė NOVA 40%, ext4 - 22%, o XFS - 46%. Modeliuojant DBVS aktyvumą, NVFS failų sistema viršijo NOVA 20%, ext4 - 18 kartų, o XFS - 5 kartus. „Fs_mark“ teste NVFS ir NOVA buvo maždaug vienodos, o ext4 ir XFS maždaug 3 kartus atsiliko.
Tradicinių FS atsilikimas NVM atmintyje yra dėl to, kad jie nėra skirti baitų adresavimui, naudojamam nepastovioje atmintyje, kuri primena įprastą RAM.
Skaitydami įprastus įrenginius, operacijos atomazga teikiama sektoriaus skaitymo / rašymo lygiu, o NVM atmintis suteikia prieigą atskirų mašininių žodžių lygiu.
Be to, tradicinės failų sistemos bando sumažinti žiniasklaidos prieigos intensyvumą, kuris akivaizdžiai laikomas lėtesniu nei RAM, taip pat bando susieti operacijas, kad būtų užtikrintas nuoseklus nuskaitymas naudojant kietuosius diskus, procesų užklausų eilės, kovos su susiskaidymu ir atskiri prioritetai skirtingoms operacijoms atlikti. .
NVM atmintyje tokios komplikacijos nereikalingos, nes duomenų prieigos greitis yra panašus į RAM.
Fuente: https://lkml.org/lkml/2020/9/15/517