Mikuláš Patočka, en av utviklerne av LVM og forfatter av en rekke relatert til optimalisering av lagringssystemer, jobber hos Red Hat, nytt filsystem på e-postlisten for Linux-kjerneutviklere , rettet mot å lage en kompakt og rask FS for ikke-flyktige minnebrikker (NVM, ikke-flyktig minne, for eksempel NVDIMM), som kombinerer RAM-ytelse med muligheten til å lagre innhold permanent.
Erfaringene fra FS ble tatt i betraktning ved utviklingen av NVFS , laget spesielt for NVM-minne i 2017, men ikke akseptert i Linux-kjernen og støtte for Linux-kjerner fra 4.13 til 5.1.
Den foreslåtte FS NVFS er mye enklere enn NOVA (4972 linjer med kode mot 21459), gir fsck-verktøyet, har høyere ytelse, støtter utvidede attributter (xattrs), sikkerhetsetiketter, ACLer og kvoter, men støtter ikke øyeblikksbilder. NVFS er i nærheten av
Ext4 filsystem passer godt inn i modellen av filsystemer basert på VFS-delsystemet, som lar deg minimere antall lag og nøye deg med en modul som ikke krever patcher til kjernen.
NVFS bruker kjernegrensesnittet for direkte tilgang til vedvarende minneenheter, omgå sidebufferen. For å optimalisere driften av byte-adressert NVM-minne, blir innholdet i stasjonen kartlagt til kjernens lineære adresserom uten bruk av et tradisjonelt blokkenhetslag og mellombuffer. Brukes til å lagre kataloginnhold (radix tree) der hvert filnavn er hash og hash-verdien brukes når du søker i treet.
Dataintegriteten sikres ved å bruke ""(som i UFS fra FreeBSD og FFS fra OpenBSD) uten å bruke journalføring. For å unngå filkorrupsjon i NVFS, er dataendringsoperasjoner gruppert på en slik måte at et krasj ikke kan føre til tap av blokker eller inoder, og integriteten til strukturer gjenopprettes ved hjelp av fsck-verktøyet. Fsck-verktøyet opererer i flertrådsmodus og gir brute-force ytelse på 1.6 millioner inoder per sekund.
В NVFS utførte Linux-kjernens kildetrekopioperasjon på NVM-minne omtrent 10 % raskere enn NOVA, 30 % raskere enn ext4 og 37 % raskere enn XFS. I datainnhentingstesten var NVFS raskere enn NOVA med 3 %, og ext4 og XFS med 15 % (men med aktiv diskbuffer var NOVA 15 % tregere).
I testen av millioner katalogoperasjoner overgikk NVFS NOVA med 40 %, ext4 med 22 % og XFS med 46 %. Ved simulering av DBMS-aktivitet overgikk NVFS-filsystemet NOVA med 20 %, ext4 med 18 ganger og XFS med 5 ganger. I fs_mark-testen viste ytelsen til NVFS og NOVA seg å være omtrent på samme nivå, mens ext4 og XFS lå omtrent 3 ganger etter.
Etterslepet til tradisjonelle filsystemer på NVM-minne skyldes at de ikke er designet for byteadressering, som brukes i ikke-flyktig minne, som ser ut som vanlig RAM. Lesing fra konvensjonelle stasjoner sikrer atomitet av operasjonen på sektorlese/skrivenivå, mens NVM-minne gir tilgang på nivået til individuelle maskinord. I tillegg prøver tradisjonelle filsystemer å redusere intensiteten av tilgang til media, som anses som åpenbart tregere enn RAM, og prøver også å gruppere operasjoner for å sikre sekvensiell lesing ved bruk av harddisker, behandle forespørselskøer, bekjempe fragmentering og skille prioriteringer av ulike operasjoner. . For NVM-minne er slike komplikasjoner unødvendige, siden hastigheten på datatilgang er sammenlignbar med RAM, og tilgangsrekkefølgen spiller ingen rolle.
Kilde: opennet.ru