Red Hat កំពុងបង្កើតប្រព័ន្ធឯកសារ NVFS ថ្មីដែលមានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់អង្គចងចាំ NVM

Mikuláš Patočka ជាអ្នកអភិវឌ្ឍន៍ LVM និងជាអ្នកនិពន្ធមួយចំនួន ប្រឌិតទាក់ទងនឹងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃប្រព័ន្ធផ្ទុក ធ្វើការនៅ Red Hat ណែនាំ ប្រព័ន្ធឯកសារថ្មីនៅលើបញ្ជីសំបុត្ររួមរបស់អ្នកអភិវឌ្ឍន៍ខឺណែលលីនុច អិនអេហ្វអេសអេហ្វអេសដែលមានបំណងបង្កើត FS បង្រួម និងលឿនសម្រាប់បន្ទះឈីបអង្គចងចាំដែលមិនងាយនឹងបង្កជាហេតុ (NVM, អង្គចងចាំដែលមិនងាយនឹងបង្កជាហេតុ ឧទាហរណ៍ NVDIMM) ដោយរួមបញ្ចូលគ្នានូវដំណើរការ RAM ជាមួយនឹងសមត្ថភាពក្នុងការរក្សាទុកមាតិកាជាអចិន្ត្រៃយ៍។

បទពិសោធន៍របស់ FS ត្រូវបានគេយកមកពិចារណានៅពេលបង្កើត NVFS ណូវ៉ាបង្កើតជាពិសេសសម្រាប់អង្គចងចាំ NVM ក្នុងឆ្នាំ 2017 ប៉ុន្តែមិនត្រូវបានទទួលយកទៅក្នុងខឺណែលលីនុច និង មានកំណត់ ការគាំទ្រសម្រាប់ខឺណែលលីនុចពី 4.13 ដល់ 5.1 ។
FS NVFS ដែលបានស្នើឡើងគឺសាមញ្ញជាង NOVA (4972 បន្ទាត់នៃកូដធៀបនឹង 21459) ផ្តល់នូវឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ fsck មានដំណើរការខ្ពស់ជាង គាំទ្រគុណលក្ខណៈបន្ថែម (xattrs) ស្លាកសុវត្ថិភាព ACLs និងកូតា ប៉ុន្តែមិនគាំទ្រការថតរូប។ ស្ថាបត្យកម្ម NVFS គឺនៅជិត
ប្រព័ន្ធឯកសារ Ext4 សមនឹងគំរូនៃប្រព័ន្ធឯកសារដោយផ្អែកលើប្រព័ន្ធរង VFS ដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកកាត់បន្ថយចំនួនស្រទាប់ និងធ្វើជាមួយម៉ូឌុលដែលមិនត្រូវការបំណះទៅនឹងខឺណែល។

NVFS ប្រើចំណុចប្រទាក់ខឺណែល DAX សម្រាប់ការចូលប្រើដោយផ្ទាល់ទៅកាន់ឧបករណ៍អង្គចងចាំជាប់លាប់ ដោយឆ្លងកាត់ឃ្លាំងសម្ងាត់ទំព័រ។ ដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប្រតិបត្តិការនៃអង្គចងចាំ NVM ដែលមានអាសយដ្ឋានបៃបៃ មាតិកានៃដ្រាយត្រូវបានផ្គូផ្គងទៅនឹងទំហំអាសយដ្ឋានលីនេអ៊ែររបស់ខឺណែលដោយមិនប្រើស្រទាប់ឧបករណ៍ប្លុកប្រពៃណី និងឃ្លាំងសម្ងាត់កម្រិតមធ្យម។ ប្រើដើម្បីរក្សាទុកមាតិកាថត ដើមឈើមូលដ្ឋាន (ដើម radix) ដែល​ឈ្មោះ​ឯកសារ​នីមួយៗ​ត្រូវ​បាន​គេ​ហាស ហើយ​តម្លៃ​សញ្ញា​ត្រូវ​បាន​ប្រើ​ពេល​ស្វែងរក​មែកធាង។

ភាពត្រឹមត្រូវនៃទិន្នន័យត្រូវបានធានាដោយប្រើ "បច្ចុប្បន្នភាពទន់"(ដូចនៅក្នុង UFS ពី FreeBSD និង FFS ពី OpenBSD) ដោយមិនប្រើទិនានុប្បវត្តិ។ ដើម្បីជៀសវាងអំពើពុករលួយឯកសារនៅក្នុង NVFS ប្រតិបត្តិការផ្លាស់ប្តូរទិន្នន័យត្រូវបានដាក់ជាក្រុមតាមរបៀបដែលការគាំងមិនអាចនាំទៅដល់ការបាត់បង់ប្លុក ឬអ៊ីណូត ហើយភាពសុចរិតនៃរចនាសម្ព័ន្ធត្រូវបានស្ដារឡើងវិញដោយប្រើឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ fsck ។ ឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ fsck ដំណើរការក្នុងរបៀប multi-threaded និងផ្តល់នូវដំណើរការ brute-force 1.6 លាន inodes ក្នុងមួយវិនាទី។

В ការធ្វើតេស្តការអនុវត្ត NVFS បានអនុវត្តប្រតិបត្តិការចម្លងមែកធាងប្រភពខឺណែលលីនុចនៅលើអង្គចងចាំ NVM ប្រហែល 10% លឿនជាង NOVA 30% លឿនជាង ext4 និង 37% លឿនជាង XFS ។ នៅក្នុងការធ្វើតេស្តទាញយកទិន្នន័យ NVFS លឿនជាង NOVA 3% និង ext4 និង XFS 15% (ប៉ុន្តែជាមួយនឹងឃ្លាំងសម្ងាត់សកម្ម NOVA យឺតជាង 15%) ។
នៅក្នុងការធ្វើតេស្តប្រតិបត្តិការរាប់លាន NVFS បានដំណើរការលើសពី NOVA ដោយ 40%, ext4 ដោយ 22%, និង XFS ដោយ 46% ។ នៅពេលក្លែងធ្វើសកម្មភាព DBMS ប្រព័ន្ធឯកសារ NVFS ដំណើរការលើសពី NOVA 20%, ext4 ដោយ 18 ដង និង XFS 5 ដង។ នៅក្នុងការធ្វើតេស្ត fs_mark ការសម្តែងរបស់ NVFS និង NOVA ប្រែទៅជាប្រហាក់ប្រហែលនៅកម្រិតដូចគ្នាខណៈពេលដែល ext4 និង XFS យឺតជាងប្រហែល 3 ដង។

ភាពយឺតយ៉ាវនៃប្រព័ន្ធឯកសារប្រពៃណីនៅលើអង្គចងចាំ NVM គឺដោយសារតែពួកវាមិនត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់អាសយដ្ឋានបៃដែលត្រូវបានប្រើនៅក្នុងអង្គចងចាំដែលមិនងាយនឹងបង្កជាហេតុដែលមើលទៅដូចជា RAM ធម្មតា។ ការអានពីដ្រាយធម្មតាធានានូវអាតូមិកនៃប្រតិបត្តិការនៅកម្រិតអាន/សរសេរផ្នែក ខណៈពេលដែលអង្គចងចាំ NVM ផ្តល់នូវការចូលប្រើនៅកម្រិតនៃពាក្យម៉ាស៊ីននីមួយៗ។ លើសពីនេះ ប្រព័ន្ធឯកសារបុរាណព្យាយាមកាត់បន្ថយអាំងតង់ស៊ីតេនៃការចូលប្រើប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយ ដែលត្រូវបានចាត់ទុកថាយឺតជាង RAM ហើយក៏ព្យាយាមធ្វើប្រតិបត្តិការជាក្រុមដើម្បីធានាបាននូវការអានជាបន្តបន្ទាប់នៅពេលប្រើថាសរឹង ដំណើរការសំណើរជួរ ការបែងចែកការប្រយុទ្ធ និងបំបែក។ អាទិភាពនៃប្រតិបត្តិការផ្សេងៗគ្នា .. សម្រាប់អង្គចងចាំ NVM ភាពស្មុគស្មាញបែបនេះគឺមិនចាំបាច់ទេ ដោយសារល្បឿននៃការចូលប្រើទិន្នន័យគឺអាចប្រៀបធៀបទៅនឹង RAM ហើយលំដាប់នៃការចូលប្រើមិនមានបញ្ហានោះទេ។

ប្រភព: opennet.ru