Mikulas Patocka, salah satu pembangun dan penemu LVM beberapa penemuan pengoptimuman storan di Red Hat, telah memperkenalkan sistem fail NVFS baru ke senarai mel kernel Linux.
Sistem baru ini bertujuan untuk mewujudkan sistem fail yang pantas dan padat untuk cip memori yang tidak mudah berubah (NVM, misalnya NVDIMM), yang menggabungkan prestasi RAM dengan keupayaan untuk menyimpan kandungan secara kekal.
Semasa mengembangkan NVFS pengalaman FS NOVA diambil kira, pada tahun 2017 dibuat khusus untuk memori NVM, tetapi tidak termasuk dalam kernel Linux dan dengan sokongan terhad untuk kernel Linux dari 4.13 hingga 5.1.
FS NVFS yang dicadangkan ia jauh lebih sederhana daripada NOVA (4972 baris kod vs 21459), menyediakan fsck utiliti, mempunyai prestasi yang lebih baik, menyokong atribut lanjutan (xattrs), label keselamatan, ACL, dan kuota, tetapi tidak menyokong tangkapan gambar.
Seni bina NVFS terletak berhampiran dengan FS Ext4 dan sesuai dengan model sistem fail berdasarkan subsistem VFS, memungkinkan untuk meminimumkan jumlah lapisan tengah dan mendapatkan dengan modul yang tidak memerlukan patch kernel.
NVFS menggunakan antara muka kernel DAX untuk mengakses peranti secara langsung penyimpanan berterusan, memintas cache halaman. Untuk mengoptimumkan kerja dengan memori NVM, yang menggunakan pengalamatan bait, isi pemacu dipetakan ke ruang alamat linear kernel tanpa menggunakan lapisan peranti blok tradisional dan cache perantaraan. Ia digunakan untuk menyimpan kandungan direktori pokok akar (root tree), di mana setiap nama fail dan nilai hash proheshirovano digunakan untuk mencari pokok tersebut.
Integriti data dijamin melalui mekanisme "kemas kini" (seperti dalam FreeBSD UFS dan OpenBSD FFS) tanpa menggunakan jurnal.
Untuk mengelakkan kerosakan fail di NVFS, lOperasi pertukaran data dikumpulkan sehingga kemalangan tidak dapat menyebabkan kehilangan blok atau inod, dan integriti struktur dipulihkan oleh utiliti fsck.
Utiliti fsck adalah multithreaded dan memberikan prestasi brute force 1,6 juta inode sesaat.
- Sebagai tanda aras, NVFS melakukan operasi penyalinan pokok dengan sumber kernel Linux dalam memori NVM kira-kira 10% lebih cepat daripada NOVA, 30% lebih cepat daripada ext4, dan 37% lebih cepat daripada XFS.
- Dalam ujian carian data, NVFS lebih cepat daripada NOVA sebanyak 3% dan ext4 dan XFS sebanyak 15% (tetapi dengan cache cakera aktif, NOVA didapati lebih lambat 15%).
- Dalam ujian Million Directory Operations, NVFS mengatasi NOVA sebanyak 40%, ext4 sebanyak 22%, dan XFS sebanyak 46%. Semasa mensimulasikan aktiviti DBMS, sistem fail NVFS mengungguli NOVA sebanyak 20%, ext4 sebanyak 18 kali, dan XFS sebanyak 5 kali. Dalam ujian fs_mark, NVFS dan NOVA hampir sama, sementara ext4 dan XFS kira-kira 3 kali di belakang.
Kelambatan FS tradisional dalam memori NVM disebabkan oleh fakta bahawa ia tidak dirancang untuk pengalamatan bait yang digunakan dalam memori tidak mudah berubah, yang menyerupai RAM normal.
Membaca pemacu biasa memberikan keberanian operasi pada tahap membaca / menulis sektor, sementara memori NVM memberikan akses pada tahap kata mesin individu.
Selanjutnya, sistem fail tradisional cuba mengurangkan intensiti akses media, yang jelas dianggap lebih lambat daripada RAM, dan juga cuba menggabungkan operasi untuk memastikan pembacaan berurutan ketika menggunakan cakera keras, proses permintaan antrian, pemecahan pertempuran dan keutamaan terpisah untuk melakukan operasi yang berbeza .
Untuk memori NVM, komplikasi seperti itu tidak diperlukan, kerana kelajuan akses data setanding dengan RAM.
Fuente: https://lkml.org/lkml/2020/9/15/517