Dyrektor ds. rozwoju oprogramowania w Western Digital na liście mailingowej programistów jądra Linuksa nowy system plików o nazwie Zonefs, mający na celu uproszczenie niskopoziomowej pracy z . Zonefs kojarzy każdą strefę na dysku z oddzielnym plikiem, którego można używać do przechowywania danych w trybie surowym bez manipulacji na poziomie sektora i bloku.
Zonefs nie jest systemem FS zgodnym z POSIX i jest ograniczony do dość wąskiego zakresu, który umożliwia aplikacjom korzystanie z API plików zamiast bezpośredniego dostępu do urządzenia blokowego za pomocą ioctl. Pliki związane ze strefą wymagają sekwencyjnych operacji zapisu rozpoczynających się od końca pliku (zapis w trybie dołączania).
Pliki udostępnione w Zonefs można wykorzystać do umieszczenia na strefowych dyskach baz danych, które wykorzystują struktury pamięci masowej w postaci dzienników LSM (scalanie ze strukturą logów), zaczynając od koncepcji jednego pliku - jednej strefy przechowywania. Na przykład podobne struktury są stosowane w bazach danych RocksDB i LevelDB. Proponowane podejście umożliwia obniżenie kosztów przenoszenia kodu, który pierwotnie miał służyć do manipulowania plikami, a nie blokowania urządzeń, a także organizowania pracy niskiego poziomu z dyskami strefowymi z aplikacji w językach programowania innych niż C.
Pod dyskami strefowymi urządzenia włączone lub , przestrzeń dyskowa podzielona na strefy tworzące grupy bloków lub sektorów, do których dozwolone jest jedynie sekwencyjne dodawanie danych wraz z aktualizacją całej grupy bloków.
Na przykład podział na strefy nagrywania jest stosowany w urządzeniach z kafelkowym zapisem magnetycznym (, SMR), w którym szerokość ścieżki jest mniejsza niż szerokość głowicy magnetycznej, a zapis odbywa się przy częściowym nakładaniu się ścieżki sąsiedniej, tj. jakiekolwiek ponowne nagranie powoduje konieczność ponownego nagrania całej grupy utworów. Jeśli chodzi o dyski SSD, początkowo są one powiązane z operacjami zapisu sekwencyjnego ze wstępnym czyszczeniem danych, jednak operacje te są ukryte na poziomie kontrolera i warstwy FTL (Flash Translation Layer). Aby zwiększyć wydajność dla niektórych typów obciążeń, organizacja NVMe ujednoliciła interfejs ZNS (Zoned Namespaces), który umożliwia bezpośredni dostęp do stref z pominięciem warstwy FTL.
W systemie Linux dla strefowych dysków twardych od jądra 4.10 Urządzenia blokowe ZBC (SCSI) i ZAC (ATA), a począwszy od wersji 4.13 dodano moduł dm-zone, reprezentujący dysk strefowy jako zwykłe urządzenie blokowe, ukrywając ograniczenia zapisu stosowane podczas pracy. Na poziomie systemu plików obsługa podziału na strefy została już zintegrowana z systemem plików F2FS, a zestaw poprawek dla systemu plików Btrfs jest w opracowaniu, których adaptacja dla dysków strefowych jest uproszczona dzięki pracy w CoW (copy-on -zapis) tryb.
Działanie Ext4 i XFS na dyskach strefowych przy użyciu strefy dm. Aby uprościć tłumaczenie systemów plików, zaproponowano interfejs ZBD, który tłumaczy losowe operacje zapisu do plików na strumienie sekwencyjnych operacji zapisu.
Źródło: opennet.ru