Houve alguma pesquisa, preferencialmente publicada em uma revista revisada por pares […]?
É preciso voltar muito mais do que 20 anos, para administração do sistema ou de outra forma, para isso. Esse era um tópico importante, pelo menos no mundo dos sistemas operacionais de computadores pessoais e estações de trabalho, há mais de 30 anos; o momento em que o pessoal da BSD desenvolvia o Berkeley Fast FileSystem e a Microsoft e a IBM desenvolviam o High Performance FileSystem.
A literatura de ambos os criadores discute as maneiras como esses sistemas de arquivos foram organizados, de modo que a política de alocação de bloco rendeu melhor desempenho ao tentar tornar contíguos os blocos de arquivos consecutivos. Você pode encontrar discussões sobre isso e o fato de que a quantidade e a localização do espaço livre restante para alocar blocos afeta a localização e o desempenho dos blocos nos artigos contemporâneos sobre o assunto.
Deveria ser bastante óbvio, por exemplo, a partir da descrição do algoritmo de alocação de blocos do FFS de Berkeley, que se não houver espaço livre no grupo de cilindros atual e secundário, o algoritmo alcançará o fallback de quarto nível ("aplique uma pesquisa exaustiva para todos os grupos de cilindros ") o desempenho da alocação de blocos de disco sofrerá, assim como a fragmentação do arquivo (e, portanto, o desempenho de leitura).
São essas análises e análises semelhantes (longe de serem os únicos projetos de sistema de arquivos que visavam melhorar as políticas de layout dos projetos de sistema de arquivos da época) que a sabedoria recebida dos últimos 30 anos se baseou.
Por exemplo: O ditado no artigo original de que os volumes de FFS devem ser mantidos abaixo de 90%, para que o desempenho não seja prejudicado, com base em experimentos feitos pelos criadores, pode ser encontrado sem crítica, mesmo em livros sobre sistemas de arquivos Unix publicados neste século (por exemplo, Pate2003, p. 216) . Poucas pessoas questionam isso, embora Amir H. Majidimehr realmente tenha feito o século anterior, dizendo que xe na prática não observou um efeito perceptível; principalmente pelo mecanismo comum do Unix que reserva esses 10% finais para uso de superusuário, o que significa que um disco cheio de 90% está efetivamente 100% cheio para não- usuários de qualquer maneira (Majidimehr1996 p. 68). O mesmo aconteceu com Bill Calkins, que sugere que, na prática, é possível preencher até 99%, com tamanhos de disco do século XXI, antes de observar os efeitos de desempenho de pouco espaço livre, porque mesmo 1% dos discos de tamanho moderno é suficiente para ter muito espaço livre não fragmentado ainda para brincar (Calkins2002 p. 450) .
Este último é um exemplo de como a sabedoria recebida pode se tornar errada. Existem outros exemplos disso. Assim como os mundos SCSI e ATA de endereçamento de blocos lógicos e gravação de bits por zona jogaram para fora da janela todos os cálculos cuidadosos de latência rotacional no design do sistema de arquivos BSD, a mecânica física dos SSDs prefere jogar fora da janela o espaço livre sabedoria recebida que se aplica aos discos Winchester.
Com os SSDs, a quantidade de espaço livre no dispositivo como um todo , ou seja, em todos os volumes do disco e entre eles , afeta tanto o desempenho quanto a vida útil. E a própria base para a idéia de que um arquivo precisa ser armazenado em blocos com endereços de bloco lógicos contíguos é prejudicada pelo fato de os SSDs não terem pratos para girar e cabeças a procurar. As regras mudam novamente.
Com SSDs, a quantidade mínima recomendada de espaço livre é realmente mais do que o tradicional de 10% que vem de experiências com discos Winchester e Berkeley FFS 33 anos atrás. Anand Lal Shimpi dá 25%, por exemplo. Essa diferença é agravada pelo fato de que deve haver espaço livre em todo o dispositivo , enquanto o número de 10% está dentro de cada volume FFS e, portanto, é afetado pelo fato de o programa de particionamento de alguém saber TRIM todo o espaço que não está disponível. alocado a um volume de disco válido pela tabela de partição.
Ele também é agravado pelo complexidades como drivers de sistema de arquivos TRIM-ciente de que pode aparar espaço livre dentro de volumes de disco, eo fato de que SSD próprios fabricantes também já alocar diferentes graus de espaço reservado que nem sequer é visível outwith o dispositivo (ou seja, para o host ) para vários usos, como coleta de lixo e nivelamento de desgaste.
Bibliografia
- Marshall K. McKusick, William N. Joy, Samuel J. Leffler e Robert S. Fabry (1984-08). Um sistema de arquivos rápido para UNIX . Transações ACM em sistemas de computador. Volume 2, edição 3. pp.181-197. Arquivado em cornell.edu.
- Roy Duncan (1989-09). Metas de design e implementação do novo sistema de arquivos de alto desempenho . Diário de Sistemas Microsoft . Volume 4, edição 5. pp. 1–13. Arquivado em wisc.edu.
- Marshall Kirk McKusick, Keith Bostic, Michael J. Karels e John S. Quarterman (1996-04-30). "O sistema de arquivos rápido de Berkeley". O Projeto e Implementação do Sistema Operacional 4.4 BSD . Profissional de Addison-Wesley. ISBN 0201549794.
- Dan Bridges (1996-05). Por dentro do sistema de arquivos de alto desempenho - Parte 4: Fragmentação, bitmaps de espaço em disco e páginas de código . Bits significativos. Arquivado em Electronic Developer Magazine para OS / 2.
- Keith A. Smith e Margo Seltzer (1996). Uma comparação das diretivas de alocação de disco do FFS . Anais da Conferência Técnica Anual da USENIX. Arquivado em harvard.edu.
- Steve D. Pate (2003). "Análise de desempenho do FFS". Sistemas de arquivos UNIX: Evolução, Design e Implementação . John Wiley amp; Filhos. ISBN 9780471456759.
- Amir H. Majidimehr (1996). Otimizando o UNIX para desempenho . Prentice Hall. ISBN 9780131115514.
- Bill Calkins (2002). "Gerenciando sistemas de arquivos". Por dentro do Solaris 9 . Publicação de Que. ISBN 9780735711013.
- Anand Lal Shimpi (04/10/2012). Explorando a relação entre área de reposição e consistência de desempenho em SSDs modernos . AnandTech.
- Henry Cook, Jonathan Ellithorpe, Laura Keys e Andrew Waterman (2010). IotaFS: Explorando otimizações do sistema de arquivos para SSDs . Transações IEEE em produtos eletrônicos de consumo. Arquivado em stanford.edu.
- https://superuser.com/a/1081730/38062
- Accela Zhao (10-04-2017). Um resumo sobre SSD e FTL . github.io.
- O Windows apara o espaço não particionado (não formatado) em um SSD?