Red Hat은 NVM 메모리에 효율적인 새로운 NVFS 파일 시스템을 개발 중입니다.

Mikuláš Patočka, LVM 개발자 중 한 명이자 다수의 저작자 발명품Red Hat에서 근무하면서 스토리지 시스템 최적화와 관련하여 도입 된 Linux 커널 개발자 메일링 리스트의 새 파일 시스템 NVFS는 RAM 성능과 콘텐츠를 영구적으로 저장하는 기능을 결합하여 비휘발성 메모리 칩(NVM, 비휘발성 메모리, 예: NVDIMM)을 위한 작고 빠른 FS를 만드는 것을 목표로 합니다.

NVFS 개발 시 FS의 경험을 고려했습니다. NEW, 2017년에 NVM 메모리용으로 특별히 제작되었지만 Linux 커널에 수용되지 않았으며 한정 4.13에서 5.1까지 Linux 커널을 지원합니다.
제안된 FS NVFS는 NOVA(4972줄의 코드 대 21459)보다 훨씬 간단하고, fsck 유틸리티를 제공하고, 더 높은 성능을 가지며, 확장 속성(xattrs), 보안 레이블, ACL 및 할당량을 지원하지만 스냅샷은 지원하지 않습니다. 건축학 NVFS는 에 가깝습니다.
Ext4 파일 시스템은 VFS 하위 시스템을 기반으로 하는 파일 시스템 모델에 잘 맞습니다. 이를 통해 계층 수를 최소화하고 커널에 대한 패치가 필요하지 않은 모듈을 사용할 수 있습니다.

NVFS는 커널 인터페이스를 사용합니다. DAX 페이지 캐시를 우회하여 영구 메모리 장치에 직접 액세스합니다. 바이트 주소 NVM 메모리의 작동을 최적화하기 위해 드라이브의 내용은 기존 블록 장치 계층 및 중간 캐시를 사용하지 않고 커널의 선형 주소 공간에 매핑됩니다. 디렉토리 내용을 저장하는 데 사용됩니다. 기본 트리 (기수 트리) 각 파일 이름이 해시되어 트리 검색 시 해시 값이 사용됩니다.

데이터 무결성은 "소프트 업데이트"(FreeBSD의 UFS 및 OpenBSD의 FFS와 마찬가지로) 저널링을 사용하지 않습니다. NVFS에서 파일 손상을 방지하기 위해 데이터 변경 작업은 충돌로 인해 블록이나 inode가 손실되지 않도록 그룹화되고 fsck 유틸리티를 사용하여 구조 무결성이 복원됩니다. fsck 유틸리티는 다중 스레드 모드에서 작동하며 초당 1.6만 inode의 무차별 대입 성능을 제공합니다.

В 성능 테스트 NVFS는 NVM 메모리에서 NOVA보다 약 10%, ext30보다 4%, XFS보다 37% 빠른 Linux 커널 소스 트리 복사 작업을 수행했습니다. 데이터 검색 테스트에서 NVFS는 NOVA보다 3%, ext4 및 XFS는 15% 더 빨랐습니다(그러나 활성 디스크 캐시를 사용하는 경우 NOVA는 15% 느렸습니다).
백만 개의 디렉터리 작업 테스트에서 NVFS는 NOVA를 40%, ext4를 22%, XFS를 46% 능가했습니다. DBMS 활동을 시뮬레이션할 때 NVFS 파일 시스템은 NOVA보다 20%, ext4는 18배, XFS는 5배 성능이 뛰어났습니다. fs_mark 테스트에서는 NVFS와 NOVA의 성능이 거의 같은 수준인 것으로 나타났고, ext4와 XFS는 약 3배 정도 뒤처지는 것으로 나타났습니다.

NVM 메모리에서 기존 파일 시스템이 지연되는 이유는 일반 RAM처럼 보이는 비휘발성 메모리에 사용되는 바이트 주소 지정용으로 설계되지 않았기 때문입니다. 기존 드라이브에서 읽으면 섹터 읽기/쓰기 수준에서 작업의 원자성이 보장되는 반면, NVM 메모리는 개별 기계어 수준에서 액세스를 제공합니다. 또한 기존 파일 시스템은 RAM보다 확실히 느린 것으로 간주되는 미디어에 대한 액세스 강도를 줄이고 하드 드라이브를 사용할 때 순차적 읽기를 보장하고 요청 대기열을 처리하며 조각화를 방지하고 데이터를 분리하기 위해 그룹 작업을 시도합니다. 다양한 작업의 우선순위. . NVM 메모리의 경우 데이터 액세스 속도가 RAM과 비슷하고 액세스 순서가 중요하지 않기 때문에 이러한 복잡함은 불필요합니다.

출처 : opennet.ru