Ředitel vývoje softwaru ve společnosti Western Digital na linuxovém kernel developer mailing listu, nový souborový systém nazvaný Zonefs, zaměřený na zjednodušení nízkoúrovňové práce s . Zonefs přidruží každou zónu na jednotce k samostatnému souboru, který lze použít k ukládání dat v nezpracovaném režimu bez manipulace na úrovni sektorů a bloků.
Zonefs není FS kompatibilní s POSIX a je omezen na poměrně úzký rozsah, který aplikacím umožňuje používat souborové API místo přímého přístupu k blokovému zařízení pomocí ioctl. Soubory související se zónou vyžadují sekvenční operace zápisu začínající od konce souboru (zápis v režimu připojení).
Soubory poskytované v Zonefs lze použít k umístění na zónové databázové jednotky, které používají struktury úložiště ve formě protokolů LSM (log-structured merge), počínaje konceptem jednoho souboru – jedné úložné zóny. Podobné struktury jsou například používány v databázích RocksDB a LevelDB. Navrhovaný přístup umožňuje snížit náklady na portování kódu, který byl původně navržen pro manipulaci se soubory spíše než pro blokování zařízení, a také organizovat nízkoúrovňovou práci se zónovými disky z aplikací v programovacích jazycích jiných než C.
Pod zónovými jednotkami zařízení zapnuta nebo , úložný prostor, ve kterém je rozdělen do zón, které tvoří skupiny bloků nebo sektorů, do kterých je povoleno pouze sekvenční přidávání dat s aktualizací celé skupiny bloků.
Například zónování záznamu se používá v zařízeních s dlaždicovým magnetickým záznamem (, SMR), ve kterém je šířka stopy menší než šířka magnetické hlavy a záznam se provádí s částečným překrytím sousední stopy, tzn. jakékoli opětovné nahrávání má za následek nutnost znovu nahrát celou skupinu skladeb. Pokud jde o SSD disky, ty jsou zpočátku vázány na sekvenční operace zápisu s předběžným vymazáním dat, ale tyto operace jsou skryté na úrovni řadiče a vrstvy FTL (Flash Translation Layer). Pro zlepšení efektivity pro určité typy pracovních zátěží organizace NVMe standardizovala rozhraní ZNS (Zoned Namespaces), které umožňuje přímý přístup do zón a obchází FTL vrstvu.
V Linuxu pro zónované pevné disky od jádra 4.10 Bloková zařízení ZBC (SCSI) a ZAC (ATA) a počínaje verzí 4.13 byl přidán modul dm-zoned, který představuje zónovou jednotku jako běžné blokové zařízení, které skrývá omezení zápisu uplatňovaná během provozu. Na úrovni souborového systému je již podpora zónování integrována do souborového systému F2FS a ve vývoji je sada patchů pro souborový systém Btrfs, jejichž přizpůsobení pro zónované disky je zjednodušeno prací v CoW (copy-on režim -psaní).
Provoz Ext4 a XFS přes zónované disky pomocí dm-zoned. Pro zjednodušení překladu souborových systémů je navrženo rozhraní ZBD, které převádí operace náhodného zápisu do souborů do proudů operací sekvenčního zápisu.
Zdroj: opennet.ru