И вот теперь, компания-производитель накопителей Western Digital заявила, что активно занимается разработкой новой файловой системы DZS или Digital Zoned Storage. Основная цель новой системы — применение в промышленном оборудовании HDD и твердотельных накопителях с последующим снижением нагрузки на контроллер SSD.
![](https://habrastorage.org/webt/8e/dg/tr/8edgtryml2gvt6cszaamyutb6n4.png)
Для HDD файловая система DZS сильна тем, что упрощает традиционную схему доступа к файлам и дает пользователю удобный API для управления данным вкупе с использованием черепичной технологии записи SMR.
![](https://habrastorage.org/webt/lu/id/gl/luidglvlp0qpd4qoegiuts9f1ug.png)
Фактически, разработка будет интересна, в первую очередь, администраторам СУБД и прочим пользователям, оперирующим большим массивом статичных данных.
Основное отличие DZS от прочих файловых систем в ее меньшей гибкости: В разработке Western Digital запись файла может осуществляться только в рамках одной зоны, при этом только последовательно. Прочие современные файловые системы поддерживают режим произвольной записи файлов, которая, несомненно, является в некотором роде преимуществом.
Утверждение выше об исключительно последовательной записи файла внутри выделенной зоны дискового пространства справедлива как для HDD (в том числе и с технологией черепичной записи, которая только усиливает плюсы подобного подхода), так и для SSD.
Наибольший выигрыш в ресурсе и производительности новая система получит, конечно же, в SSD-накопителях, которые не имеют физических ограничений на чтение разных частей диска, как это происходит с HDD. О них и поговорим далее. Этим летом система DZS официально стала частью стандарта NVMe, то есть речь идет не просто о каком-то безумном концепте файловой системы от Western Digital, а о вполне реальной разработке, которая в скором будущем может стать частью IT-рынка.
Случайная запись на SSD не до конца случайна. При удалении файла, который был разбросан по секторам по частям, повторное использование дискового пространства возможно только при условии полной очистки сектора и подготовки его к повторному использованию. То есть, при эксплуатации SSD он постоянно подвергается так нелюбимой многими дефрагментации, постоянно занимается реорганизацией собственного внутреннего пространства. В технической терминологии это называется «сборкой мусора».
![](https://habrastorage.org/webt/wn/qw/v3/wnqwv302fkzqxuxewh0yvkpjwva.png)
Процесс сбора мусора на SSD создает регулярную нагрузку на контроллер диска: кроме необходимой пользователю операции, он еще занимается и «теневой» работой по освобождению пространства блока. Эти операции, по сути, значительно сокращают ресурс контроллера твердотельного накопителя и приводят к преждевременному отказу диска. Плюс, не стоит забывать и о постоянных «лишних» операциях чтения-записи, которые сокращают ресурс памяти и приводят к ее деградации. Ну и конечно же, именно необходимость иметь буфер памяти для проведения операции сборки мусора, приводит к обидному сокращению доступного объема SSD для пользователя.
![](https://habrastorage.org/webt/ra/ln/4d/raln4dg36iwjrtcrdirvseiv-u4.png)
Western Digital в своей новой системе предлагает вернуться к практике последовательной записи и, соответственно, к последовательному доступу к файлам одной группы/приложения, для того, чтобы отказаться от постоянной сборки мусора на SSD при операциях удаления-записи.
![](https://habrastorage.org/webt/yu/c4/fk/yuc4fkgcvkkol5lsm_ns6j3tm1u.png)
У предлагаемой производителем системы, кроме снижения нагрузки на контроллер и продления его жизни, есть еще и вполне ощутимый прирост в производительности. Система DZS способна обеспечить стабильно максимальную скорость записи на SDD в отличие от других файловых систем, которые из-за случайного доступа и необходимости сбора мусора во время работы, зачастую упираются в показатели на уровне 200-230 Мб/с.
![](https://habrastorage.org/webt/yu/c4/fk/yuc4fkgcvkkol5lsm_ns6j3tm1u.png)
Так как Western Digital является активным членом Linux-сообщества (что, впрочем, ожидаемо, так как основные клиенты компании — дата-центры и администраторы Unix-систем), то и поддержка новой файловой системы была завезена, в первую очередь, на Linux-системы.
Сейчас Digital Zoned Storage уже доступен для использования на Long Term Stable (LTS) версиях Kernel-ядра 4.14, 4.19 и 5.4, однако, если вы захотите воспользоваться всеми возможностями файловой системы, то стоит использовать ядро версий 5.x.
![](https://habrastorage.org/webt/in/uz/kx/inuzkx8r6uezcwftc6ibgkqvhxa.png)
Вполне вероятно, DZS сможет составить конкуренцию существующим файловым системам, которые активно используются для хранения больших массивов относительно статичных данных. Для этого есть несколько факторов:
- применимость файловой системы как для HDD, так и для SSD;
- работоспособность системы с черепичной схемой записи для сверхплотных HDD 20+ Tb;
- снижение нагрузки на контроллер SSD;
- повышение скорости записи-чтения, что критично для БД и массивов;
- как следствие, снижение издержек потребителей и компаний на гарантийное обслуживание.
Последний пункт — крайне важен, так как мы уже многие годы живем в условиях дефицита флеш- и оперативной памяти. При этом основным потребителем массивов для хранения данных все еще остаются крупные компании из Enterprise-сегмента, а базы данных или прочие статичные массивы — все еще самый популярный сценарий использования хранилищ данных. При этом увеличение скорости доступа к файлам без увеличения стоимости производства оборудования — серьезный буст для всего сектора.
Полезные ссылки по теме
- Официальная запись в блоге Western Digital;
- Официальный сайт проекта новой файловой системы DZS;
- вместе со всей доступной документацией для начала пользования;
- и бенчмарками.
Специально для читателей Хабра у нас 50% скидка на любые серверы и VPS любых конфигураций!
Промокод при покупке на нашем сайте:
habrhabr
Промокод активен до 2 февраля 2021 года!
![](https://habrastorage.org/webt/mu/xv/za/muxvza1bq1ff_d4n-oecoqjsvyk.png)
sumanai
Щито? Это всё и-за перевода десятичных гигабайт в компьютерные. А диск на 240 внутри часто имеет памяти на 256, и вот это и есть тот самый запас.
IntersectHost Автор
Да, ошиблись, поправили.