Микулаш Паточка, један од ЛВМ-ових програмера и проналазач неколико проналазака за оптимизацију складишта у Ред Хат-у, је увео нови систем датотека НВФС на маилинг листу Линук кернела.
Овај нови систем има за циљ стварање брзог и компактног система датотека за трајне меморијске чипове (НВМ, на пример НВДИММ), који комбинује перформансе РАМ-а са способношћу трајног чувања садржаја.
При развоју НВФС-а узето је у обзир искуство ФС НОВА, у 2017. створен посебно за НВМ меморију, али није укључен у Линук кернел и са ограниченом подршком за Линук кернеле са 4.13 на 5.1.
Предложени ФС НВФС много је једноставније од НОВЕ (4972 линије кода вс 21459), пружа услужни програм фсцк, има боље перформансе, подржава проширене атрибуте (каттрс), сигурносне налепнице, АЦЛ-ове и квоте, али не подржава снимке.
НВФС архитектура је блиска ФС Ект4 и добро се уклапа у модел система датотека заснованих на ВФС подсистему, омогућавајући минимализовање броја средњих слојева и сналажење са модулом који не захтева закрпе језгра.
НВФС користи ДАКС интерфејс језгра за директан приступ уређајима трајно складиште, заобилазећи кеш странице. Да би се оптимизовао рад са НВМ меморијом, која користи адресирање бајтова, садржај погона се пресликава у линеарни адресни простор језгра без употребе традиционалног слоја блоковских уређаја и средње кеш меморије. Користи се за чување садржаја директорија коренског дрвета (коренског дрвета), у којем се свако прохеширано име датотеке и хеш вредност користе за претрагу стабла.
Интегритет података се обезбеђује механизмом „ажурирања“ (као у ФрееБСД УФС и ОпенБСД ФФС) без употребе дневника.
Да би се избегла оштећења датотека у НВФС, лОперације размене података су груписане такав да пад не може довести до губитка блокова или инода, а интегритет структура враћа услужни програм фсцк.
Услужни програм фсцк је вишеструко навојан и пружа грубе перформансе од 1,6 милиона инода у секунди.
- У референтним тестовима, НВФС је извршио операцију копирања стабла са изворима Линук језгра у НВМ меморији приближно 10% брже од НОВА-е, 30% брже од ект4 и 37% брже од КСФС-а.
- У тесту претраживања података, НВФС је био бржи од НОВА-е за 3%, а ект4 и КСФС за 15% (али са активном кеш меморијом откривено је да је НОВА спорија за 15%).
- У тесту Миллион Дирецтори Оператионс, НВФС је надмашио НОВА за 40%, ект4 за 22% и КСФС за 46%. При симулацији активности ДБМС-а, систем датотека НВФС надмашио је НОВА за 20%, ект4 за 18 пута и КСФС за 5 пута. У фс_марк тесту, НВФС и НОВА су били приближно исти, док су ект4 и КСФС заостајали отприлике 3 пута.
До заостајања традиционалних ФС-а у НВМ меморији долази због чињенице да нису дизајнирани за бајтно адресирање које се користи у трајној меморији, а која подсећа на уобичајену РАМ меморију.
Читање обичних погона пружа атомскост рада на нивоу секторског читања / писања, док НВМ меморија омогућава приступ на нивоу појединачних машинских речи.
Поред тога, традиционални системи датотека покушавају да смање интензитет приступа медијима, што се очигледно сматра споријим од РАМ-а, а такође покушавају да групишу операције како би осигурали секвенцијално читање приликом употребе чврстих дискова, обрађивали редове захтева, борили се против фрагментације и раздвајали приоритете за обављање различитих операцијама.
За НВМ меморију такве компликације су непотребне, јер је брзина приступа подацима упоредива са РАМ-ом.
izvor: https://lkml.org/lkml/2020/9/15/517