Mikulas Patocka, en av LVMs utviklere og oppfinner av flere lagringsoptimaliseringsoppfinnelser hos Red Hat, har introdusert det nye NVFS-filsystemet til Linux-kjernepostlisten.
Dette nye systemet har som mål å skape et raskt og kompakt filsystem for ikke-flyktige minnebrikker (NVM, for eksempel NVDIMM), som kombinerer ytelsen til RAM med muligheten til å lagre innhold permanent.
Når du utvikler NVFS opplevelsen av FS NOVA ble tatt i betraktning, i 2017 opprettet spesielt for NVM-minne, men ikke inkludert i Linux-kjernen og med begrenset støtte for Linux-kjerner fra 4.13 til 5.1.
Den foreslåtte FS NVFS det er mye enklere enn NOVA (4972 linjer med kode mot 21459), gir fsck verktøy, har bedre ytelse, støtter utvidede attributter (xattrs), sikkerhetsetiketter, ACL og kvoter, men støtter ikke øyeblikksbilder.
NVFS-arkitektur er nær FS Ext4 og det passer godt inn i modellen av filsystemer basert på VFS-delsystemet, noe som gjør det mulig å minimere antallet mellomliggende lag og klare seg med en modul som ikke krever kjernelapper.
NVFS bruker DAX-kjernegrensesnittet for å få direkte tilgang til enheter vedvarende lagring, utenom sidebufferen. For å optimalisere arbeidet med NVM-minne, som bruker byte-adressering, blir innholdet på stasjonen kartlagt til det lineære adresseområdet til kjernen uten å bruke det tradisjonelle blokk-enhetslaget og mellomliggende hurtigbuffer. Den brukes til å lagre innholdet i katalogene til rot-treet (rot-treet), der hvert proheshirovano-filnavn og hash-verdi brukes til å søke i treet.
Dataintegritet sikres gjennom "oppdaterings" -mekanismen (som i FreeBSD UFS og OpenBSD FFS) uten å bruke journal.
For å unngå filkorrupsjon i NVFS, lDatautvekslingsoperasjonene er gruppert slik at et krasj ikke kan føre til tap av blokker eller inoder, og integriteten til strukturene blir gjenopprettet av fsck-verktøyet.
Fsck-verktøyet er flertrådet og gir en brute force-ytelse på 1,6 millioner inoder per sekund.
- I referanser utførte NVFS en trekopiering med Linux-kjernekilder i NVM-minne omtrent 10% raskere enn NOVA, 30% raskere enn ext4 og 37% raskere enn XFS.
- I datasøketesten var NVFS raskere enn NOVA med 3% og ext4 og XFS med 15% (men med en aktiv diskbuffer ble NOVA funnet å være 15% tregere).
- I Million Directory Operations-testen overgikk NVFS NOVA med 40%, ext4 med 22% og XFS med 46%. Ved simulering av DBMS-aktivitet overgikk NVFS-filsystemet NOVA med 20%, ext4 med 18 ganger og XFS med 5 ganger. I fs_mark-testen var NVFS og NOVA omtrent de samme, mens ext4 og XFS var omtrent 3 ganger etter.
Forsinkelsen til tradisjonelle FS-er i NVM-minne skyldes at de ikke er designet for byte-adressering som brukes i ikke-flyktig minne, som ligner på vanlig RAM.
Lesing av vanlige stasjoner gir atomisitet i drift på sektorens lese / skrive-nivå, mens NVM-minne gir tilgang på nivået til individuelle maskinord.
Videre prøver tradisjonelle filsystemer å redusere intensiteten til medietilgang, noe som åpenbart regnes som tregere enn RAM, og prøver også å pakke sammen operasjoner for å sikre sekvensiell lesing når du bruker harddisker, prosessforespørselskøer, bekjempe fragmentering og separate prioriteringer for å utføre forskjellige operasjoner. .
For NVM-minne er slike komplikasjoner unødvendige, siden datatilgangshastigheten er sammenlignbar med RAM.
Fuente: https://lkml.org/lkml/2020/9/15/517