ZYNQ与NVME协议的模块化存储系统设计

随着技术的发展,传统的机械硬盘和SATA SSD等存储设备已经不能满足高速以及大存储容量的使用需求。本文基于Xilinx公司的ZU19EG芯片,采用模块化设计理念,提出了一种基于NVME协议的高速存储方案。该设计由ARM端获取数据块信息后构造和解析NVME协议,PL端完成底层驱动实现数据缓存以及与NVME SSD的数据交互,通过PS与PL端的配合完成NVME SSD的数据写入和读出。该设计可实现72.4 Gb/s的写入速率、50.4 Gb/s的读出速率以及最大40 TB的存储容量。

基于用户态文件系统的共享访问与性能提升研究

研究并实现面向NVMe SSD的用户态高性能共享式文件系统(UHSFS),并提出简单弹性的数据布局技术、多粒度IO队列弹性分离技术以及多用户共享内存架构,这些关键技术能够显著地提升元数据的操作性能和IO处理能力,并且实现用户态文件系统的共享访问。实验结果表明,与UNFS,NVFUSE,BLOBFS和BLUEFS等用户态文件系统相比,UHSFS的元数据操作性能和Filebench综合负载性能最优;IO队列分离技术能够大幅度地提升吞吐量;与F2FS,XFS,Ext4等内核态文件系统相比,UHSFS同样表现出性能优势。