NVM മെമ്മറിക്ക് കാര്യക്ഷമമായ ഒരു പുതിയ NVFS ഫയൽ സിസ്റ്റം Red Hat വികസിപ്പിക്കുന്നു

എൽവിഎമ്മിന്റെ ഡെവലപ്പർമാരിൽ ഒരാളും നിരവധി രചനകളുടെ രചയിതാവുമാണ് മിക്കുലാസ് പറ്റോക്ക കണ്ടുപിടിത്തങ്ങൾRed Hat-ൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റങ്ങളുടെ ഒപ്റ്റിമൈസേഷനുമായി ബന്ധപ്പെട്ട, അവതരിപ്പിച്ചു ലിനക്സ് കേർണൽ ഡെവലപ്പർ മെയിലിംഗ് ലിസ്റ്റിൽ പുതിയ ഫയൽ സിസ്റ്റം എൻ.വി.എഫ്.എസ്, അസ്ഥിരമല്ലാത്ത മെമ്മറി ചിപ്പുകൾക്കായി ഒതുക്കമുള്ളതും വേഗതയേറിയതുമായ ഒരു FS സൃഷ്ടിക്കാൻ ലക്ഷ്യമിടുന്നു (NVM, നോൺ-വോളറ്റൈൽ മെമ്മറി, ഉദാഹരണത്തിന് NVDIMM), റാം പ്രകടനവും ഉള്ളടക്കം സ്ഥിരമായി സംഭരിക്കാനുള്ള കഴിവും സംയോജിപ്പിക്കുന്നു.

NVFS വികസിപ്പിക്കുമ്പോൾ FS ന്റെ അനുഭവം കണക്കിലെടുക്കുന്നു NOVA, 2017-ൽ എൻവിഎം മെമ്മറിക്കായി പ്രത്യേകം സൃഷ്ടിച്ചു, എന്നാൽ ലിനക്സ് കേർണലിലേക്ക് സ്വീകരിച്ചിട്ടില്ല. പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു 4.13 മുതൽ 5.1 വരെയുള്ള Linux കേർണലുകൾക്കുള്ള പിന്തുണ.
നിർദ്ദിഷ്ട FS NVFS NOVA-യെക്കാൾ വളരെ ലളിതമാണ് (4972 കോഡ്, 21459) വാസ്തുവിദ്യ NVFS അടുത്താണ്
വിഎഫ്എസ് സബ്സിസ്റ്റം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഫയൽ സിസ്റ്റങ്ങളുടെ മോഡലുമായി Ext4 ഫയൽ സിസ്റ്റം നന്നായി യോജിക്കുന്നു, ഇത് ലെയറുകളുടെ എണ്ണം കുറയ്ക്കാനും കേർണലിലേക്ക് പാച്ചുകൾ ആവശ്യമില്ലാത്ത ഒരു മൊഡ്യൂൾ ഉപയോഗിച്ച് ചെയ്യാനും നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു.

എൻവിഎഫ്എസ് കേർണൽ ഇന്റർഫേസ് ഉപയോഗിക്കുന്നു ഡാക്സ് പേജ് കാഷെ മറികടന്ന് സ്ഥിരമായ മെമ്മറി ഉപകരണങ്ങളിലേക്ക് നേരിട്ടുള്ള പ്രവേശനത്തിനായി. ബൈറ്റ് അഡ്രസ്ഡ് എൻവിഎം മെമ്മറിയുടെ പ്രവർത്തനം ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിന്, ഒരു പരമ്പരാഗത ബ്ലോക്ക് ഡിവൈസ് ലെയറും ഇന്റർമീഡിയറ്റ് കാഷെയും ഉപയോഗിക്കാതെ തന്നെ ഡ്രൈവിന്റെ ഉള്ളടക്കങ്ങൾ കേർണലിന്റെ ലീനിയർ അഡ്രസ് സ്പേസിലേക്ക് മാപ്പ് ചെയ്യുന്നു. ഡയറക്ടറി ഉള്ളടക്കങ്ങൾ സംഭരിക്കുന്നതിന് ഉപയോഗിക്കുന്നു അടിസ്ഥാന വൃക്ഷം (radix tree) അതിൽ ഓരോ ഫയലിന്റെ പേരും ഹാഷ് ചെയ്യുകയും ട്രീ തിരയുമ്പോൾ ഹാഷ് മൂല്യം ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

"" ഉപയോഗിച്ച് ഡാറ്റ സമഗ്രത ഉറപ്പാക്കുന്നുസോഫ്റ്റ് അപ്ഡേറ്റുകൾ"(FreeBSD-ൽ നിന്നുള്ള UFS-ലും OpenBSD-യിൽ നിന്നുള്ള FFS-ലും ഉള്ളതുപോലെ) ജേണലിംഗ് ഉപയോഗിക്കാതെ. NVFS-ൽ ഫയൽ കറപ്ഷൻ ഒഴിവാക്കാൻ, ക്രാഷ് ബ്ലോക്കുകളോ ഐനോഡുകളോ നഷ്ടപ്പെടാൻ ഇടയാക്കാത്ത വിധത്തിൽ ഡാറ്റ മാറ്റ പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഗ്രൂപ്പുചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ fsck യൂട്ടിലിറ്റി ഉപയോഗിച്ച് ഘടനകളുടെ സമഗ്രത പുനഃസ്ഥാപിക്കുന്നു. fsck യൂട്ടിലിറ്റി മൾട്ടി-ത്രെഡഡ് മോഡിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, കൂടാതെ സെക്കൻഡിൽ 1.6 ദശലക്ഷം ഐനോഡുകളുടെ ബ്രൂട്ട്-ഫോഴ്സ് പ്രകടനം നൽകുന്നു.

В പ്രകടന പരിശോധനകൾ NVFS ലിനക്സ് കേർണൽ സോഴ്സ് ട്രീ കോപ്പി ഓപ്പറേഷൻ NVM മെമ്മറിയിൽ NOVA-യെക്കാൾ 10% വേഗത്തിലും ext30-നേക്കാൾ 4% വേഗതയിലും XFS-നേക്കാൾ 37% വേഗത്തിലും നടത്തി. ഡാറ്റ വീണ്ടെടുക്കൽ പരിശോധനയിൽ, NVFS NOVA-യെക്കാൾ 3% വേഗത്തിലും, ext4, XFS എന്നിവ 15% വേഗത്തിലുമായിരുന്നു (എന്നാൽ സജീവമായ ഡിസ്ക് കാഷെയിൽ, NOVA 15% മന്ദഗതിയിലായിരുന്നു).
ദശലക്ഷം ഡയറക്‌ടറി ഓപ്പറേഷൻസ് ടെസ്റ്റിൽ, NVFS NOVA-യെ 40%, ext4-നെ 22%, XFS-നെ 46% എന്നിവ മറികടന്നു. DBMS പ്രവർത്തനം അനുകരിക്കുമ്പോൾ, NVFS ഫയൽ സിസ്റ്റം NOVA-യെ 20%, ext4-നെ 18 മടങ്ങ്, XFS-നെ 5 മടങ്ങ് എന്നിവ മറികടന്നു. fs_mark ടെസ്റ്റിൽ, NVFS, NOVA എന്നിവയുടെ പ്രകടനം ഏകദേശം ഒരേ നിലയിലായി, അതേസമയം ext4, XFS എന്നിവ ഏകദേശം 3 മടങ്ങ് പിന്നിലായി.

NVM മെമ്മറിയിലെ പരമ്പരാഗത ഫയൽ സിസ്റ്റങ്ങളുടെ കാലതാമസത്തിന് കാരണം അവ ബൈറ്റ് അഡ്രസ്സിംഗിനായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടില്ല, ഇത് അസ്ഥിരമല്ലാത്ത മെമ്മറിയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് സാധാരണ റാം പോലെ കാണപ്പെടുന്നു. പരമ്പരാഗത ഡ്രൈവുകളിൽ നിന്നുള്ള വായന സെക്ടർ റീഡ്/റൈറ്റ് തലത്തിൽ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ആറ്റോമിസിറ്റി ഉറപ്പാക്കുന്നു, അതേസമയം എൻവിഎം മെമ്മറി വ്യക്തിഗത മെഷീൻ പദങ്ങളുടെ തലത്തിൽ പ്രവേശനം നൽകുന്നു. കൂടാതെ, പരമ്പരാഗത ഫയൽ സിസ്റ്റങ്ങൾ മീഡിയയിലേക്കുള്ള ആക്‌സസിന്റെ തീവ്രത കുറയ്ക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്നു, ഇത് റാമിനേക്കാൾ വേഗത കുറഞ്ഞതായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഹാർഡ് ഡ്രൈവുകൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ ക്രമാനുഗതമായ വായന ഉറപ്പാക്കാൻ ഗ്രൂപ്പ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടത്താനും ശ്രമിക്കുക, അഭ്യർത്ഥന ക്യൂകൾ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുക, വിഘടനം തടയുക, വേർതിരിക്കുക. വ്യത്യസ്ത പ്രവർത്തനങ്ങളുടെ മുൻഗണനകൾ. എൻ‌വി‌എം മെമ്മറിക്ക്, അത്തരം സങ്കീർണതകൾ ആവശ്യമില്ല, കാരണം ഡാറ്റ ആക്‌സസിന്റെ വേഗത റാമുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതാണ്, കൂടാതെ ആക്‌സസ് ഓർഡർ പ്രശ്നമല്ല.

അവലംബം: opennet.ru