Mikulāš Patočka, viens no LVM izstrādātājiem un vairāku krātuves optimizācijas izgudrojumu izgudrotājs Red Hat, ir ieviesis jauno NVFS failu sistēmu Linux kodola adresātu sarakstā.
Šī jaunā sistēma mērķis ir izveidot ātru un kompaktu failu sistēmu nepastāvīgām atmiņas mikroshēmām (NVM, piemēram, NVDIMM), kas apvieno operatīvās atmiņas veiktspēju ar iespēju pastāvīgi uzglabāt saturu.
Izstrādājot NVFS tika ņemta vērā FS NOVA pieredze, 2017. gadā izveidots īpaši NVM atmiņai, bet nav iekļauts Linux kodolā un ar ierobežotu atbalstu Linux kodoliem no 4.13 līdz 5.1.
Ierosinātā FS NVFS tas ir daudz vienkāršāk nekā NOVA (4972 koda rindiņas pret 21459), nodrošina fsck lietderību, ir labāks sniegums, atbalsta paplašinātos atribūtus (xattrs), drošības uzlīmes, ACL un kvotas, bet neatbalsta momentuzņēmumus.
NVFS arhitektūra ir tuvu FS Ext4 un tas labi iederas failu sistēmu modelī, kura pamatā ir VFS apakšsistēma, ļaujot samazināt starpslāņu skaitu un iztikt ar moduli, kuram nav nepieciešami kodola ielāpi.
NVFS izmanto DAX kodola saskarni, lai tieši piekļūtu ierīcēm pastāvīga krātuve, apejot lapas kešatmiņu. Lai optimizētu darbu ar NVM atmiņu, kas izmanto baitu adresēšanu, diska saturs tiek piesaistīts kodola lineārajai adreses vietai, neizmantojot tradicionālo bloķēšanas ierīces slāni un starpposma kešatmiņu. To izmanto saknes koka (sakņu koka) direktoriju satura glabāšanai, kuros katrs proheshirovano faila nosaukums un jaucējvērtība tiek izmantota koka meklēšanai.
Datu integritāte tiek nodrošināta, izmantojot "atjaunināšanas" mehānismu (tāpat kā FreeBSD UFS un OpenBSD FFS), neizmantojot žurnālu.
Lai izvairītos no failu korupcijas NVFS, lDatu apmaiņas darbības ir sagrupētas tāds, ka avārijas dēļ nevar zaudēt blokus vai inodus, un struktūru integritāti atjauno fsck lietderība.
FSck lietderība ir daudzšķiedru un nodrošina brutālu spēku ar 1,6 miljoniem inodu sekundē.
- Salīdzinošajā vērtējumā NVFS veica koku kopēšanas operāciju ar Linux kodola avotiem NVM atmiņā aptuveni par 10% ātrāk nekā NOVA, par 30% ātrāk nekā ext4 un par 37% ātrāk nekā XFS.
- Datu meklēšanas testā NVFS bija ātrāks par NOVA par 3% un ext4 un XFS par 15% (bet ar aktīvo diska kešatmiņu tika konstatēts, ka NOVA ir par 15% lēnāks).
- Million Directory Operations testā NVFS pārspēja NOVA par 40%, ext4 par 22% un XFS par 46%. Imitējot DBVS aktivitāti, NVFS failu sistēma pārspēja NOVA par 20%, ext4 par 18 un XFS par 5 reizēm. Fs_mark testā NVFS un NOVA bija aptuveni vienādas, savukārt ext4 un XFS aptuveni 3 reizes atpalika.
Tradicionālo FS atpalicība NVM atmiņā ir saistīta ar to, ka tie nav paredzēti baitu adresēšanai, ko izmanto nemainīgajā atmiņā, kas līdzinās parastajai RAM.
Parasto diskdziņu nolasīšana nodrošina darbības atomu sektora lasīšanas / rakstīšanas līmenī, savukārt NVM atmiņa nodrošina piekļuvi atsevišķu mašīnvārdu līmenī.
Turklāt tradicionālās failu sistēmas mēģina samazināt multivides piekļuves intensitāti, kas acīmredzami tiek uzskatīta par lēnāku nekā RAM, kā arī mēģina apvienot operācijas, lai nodrošinātu secīgu lasīšanu, lietojot cietos diskus, apstrādājot pieprasījumu rindas, apkarojot sadrumstalotību un atsevišķas prioritātes dažādu darbību veikšanai. .
NVM atmiņai šādas komplikācijas nav vajadzīgas, jo datu piekļuves ātrums ir salīdzināms ar RAM.
Fuente: https://lkml.org/lkml/2020/9/15/517