MikulášPatočka, หนึ่งในผู้พัฒนา LVM และผู้คิดค้นสิ่งประดิษฐ์การเพิ่มประสิทธิภาพการจัดเก็บข้อมูลจำนวนมากที่ Red Hat ได้นำระบบไฟล์ NVFS ใหม่ไปใช้ในรายการเมลล์เคอร์เนลของลินุกซ์
ระบบใหม่นี้ มีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างระบบไฟล์ที่รวดเร็วและกะทัดรัด สำหรับชิปหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน (NVM เช่น NVDIMM) ซึ่งรวมประสิทธิภาพของ RAM เข้ากับความสามารถในการจัดเก็บเนื้อหาอย่างถาวร
เมื่อพัฒนา NVFS ประสบการณ์ของ FS NOVA ถูกนำมาพิจารณาในปี 2017 สร้างขึ้นโดยเฉพาะสำหรับหน่วยความจำ NVM แต่ไม่รวมอยู่ในเคอร์เนล Linux และด้วยการสนับสนุนอย่าง จำกัด สำหรับเคอร์เนล Linux จาก 4.13 ถึง 5.1
FS NVFS ที่เสนอ มันง่ายกว่า NOVA มาก (รหัส 4972 บรรทัดเทียบกับ 21459) ให้ยูทิลิตี้ fsck มีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นสนับสนุนแอตทริบิวต์เพิ่มเติม (xattrs) ป้ายความปลอดภัย ACL และโควต้า แต่ไม่สนับสนุนสแนปชอต
สถาปัตยกรรม NVFS ใกล้เคียงกับ FS Ext4 และเข้ากันได้ดีกับโมเดลระบบไฟล์ที่ใช้ระบบย่อย VFS ทำให้สามารถลดจำนวนเลเยอร์กลางให้น้อยที่สุดและใช้โมดูลที่ไม่ต้องใช้แพตช์เคอร์เนล
เอ็นวีเอฟเอส ใช้อินเทอร์เฟซเคอร์เนล DAX เพื่อเข้าถึงอุปกรณ์โดยตรง ที่เก็บข้อมูลถาวรโดยข้ามแคชของเพจ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานกับหน่วยความจำ NVM ซึ่งใช้การกำหนดแอดเดรสแบบไบต์เนื้อหาของไดรฟ์จะถูกแมปกับพื้นที่แอดเดรสเชิงเส้นของเคอร์เนลโดยไม่ต้องใช้เลเยอร์บล็อกอุปกรณ์แบบเดิมและแคชกลาง ใช้เพื่อจัดเก็บเนื้อหาของไดเร็กทอรีของ root ทรี (root ทรี) ซึ่งแต่ละชื่อไฟล์ proheshirovano และค่าแฮชจะใช้เพื่อค้นหาทรี
ความสมบูรณ์ของข้อมูลได้รับการรับรองผ่านกลไก "การอัปเดต" (เช่นเดียวกับ FreeBSD UFS และ OpenBSD FFS) โดยไม่ต้องใช้สมุดรายวัน
เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายของไฟล์ ใน NVFS, lการดำเนินการแลกเปลี่ยนข้อมูลจะถูกจัดกลุ่ม ดังนั้นความผิดพลาดจึงไม่สามารถนำไปสู่การสูญเสียบล็อคหรือไอโหนดและความสมบูรณ์ของโครงสร้างจะถูกเรียกคืนโดยยูทิลิตี้ fsck
ยูทิลิตี้ fsck เป็นแบบมัลติเธรดและให้ประสิทธิภาพการบังคับแบบเดรัจฉาน 1,6 ล้านไอโหนดต่อวินาที
- ในการวัดประสิทธิภาพ NVFS ดำเนินการคัดลอกแบบทรีด้วยซอร์สเคอร์เนล Linux ในหน่วยความจำ NVM เร็วกว่า NOVA ประมาณ 10% เร็วกว่า ext30 4% และเร็วกว่า XFS 37%
- ในการทดสอบการค้นหาข้อมูล NVFS เร็วกว่า NOVA 3% และ ext4 และ XFS 15% (แต่ด้วยดิสก์แคชที่ใช้งานอยู่พบว่า NOVA ช้ากว่า 15%)
- ในการทดสอบ Million Directory Operations NVFS มีประสิทธิภาพเหนือกว่า NOVA ถึง 40%, ext4 คูณ 22% และ XFS 46% เมื่อจำลองกิจกรรม DBMS ระบบไฟล์ NVFS มีประสิทธิภาพเหนือกว่า NOVA 20%, ext4 คูณ 18 เท่าและ XFS 5 เท่า ในการทดสอบ fs_mark NVFS และ NOVA ใกล้เคียงกันในขณะที่ ext4 และ XFS นั้นล้าหลังประมาณ 3 เท่า
ความล่าช้าของ FS แบบดั้งเดิมในหน่วยความจำ NVM เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าพวกเขาไม่ได้ออกแบบมาสำหรับการกำหนดแอดเดรสแบบไบต์ที่ใช้ในหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนซึ่งคล้ายกับ RAM ปกติ
การอ่านไดรฟ์ธรรมดาให้ความเป็นอะตอมของการทำงานที่ระดับการอ่าน / เขียนเซกเตอร์ในขณะที่หน่วยความจำ NVM ให้การเข้าถึงที่ระดับของคำศัพท์เฉพาะเครื่อง
นอกจากนี้ระบบไฟล์แบบดั้งเดิมพยายามลดความเข้มข้นของการเข้าถึงสื่อซึ่งเห็นได้ชัดว่าช้ากว่า RAM และยังพยายามรวมการดำเนินการเพื่อให้แน่ใจว่ามีการอ่านตามลำดับเมื่อใช้ฮาร์ดไดรฟ์คิวการร้องขอกระบวนการการแยกส่วนการต่อสู้และการจัดลำดับความสำคัญแยกต่างหากเพื่อดำเนินการต่างๆ .
สำหรับหน่วยความจำ NVM ความยุ่งยากดังกล่าวไม่จำเป็นเนื่องจากความเร็วในการเข้าถึงข้อมูลเทียบได้กับ RAM
Fuente: https://lkml.org/lkml/2020/9/15/517