闪存的文件系统难题

另外一个新出现可利用闪存的潜在领域就是文件系统元数据。现在有很多文件系统是将数据与元数据分离开来的，这样我们就可以把元数据保存在固态盘上。这种类型的文件系统将变得越来越普遍。顺便说一下，当我与文件系统设计者交流，或者我自己设计文件系统的时候，我个人比较推崇这种文件系统。这种方法很有意义，因为元数据通常有不同的访问模式。除了文件系统元数据以外，与数据库一样，对于那些有日志的文件系统来说，这些文件系统的日志也适合保存在固态盘中。

对于大多数闪存固态盘来说，最大的问题之一就是它们的读写限制在4096字节范围内。你可能会认为这 并不算是个问题，因为索引节点大多数是512字节的，而且就我所知文件系统元数据的分配通常是成对的。这时候出现的问题我们通常称之为文件系统超级块（superblock）。超级块包括关于文件系统的基本信息：用于文件系统的卷和位置，配置和可调节的大小，分配映射表和其他关键数据的不同种类。一 些文件系统不会将超级块设定在4096字节。这对于缓存大小固定的RAID控制器来说 显然是一个问题，而且对于闪存设备也是一样的。这并不是说性能十分糟糕，但是对于大多数企业级闪存设备来说，在4096字节的限制基础上进行调整和读写性能降低达50%已经是很不错 的了。这要比磁盘好多了，但是对于一种高成本设备来说，为什么要浪费那50%的性能呢？

对于我们这些有幸拥有足够预算为文件系统购买固态盘的人们来说，你需要考虑文件系统调节参数。有些文件系统的配置是允许超过64KB的，那么使用大型配置对于基于磁盘的文件系统来说是有利的，而且你可以为浪费空间买单。因此，如果你的配置是1MB，在 磁盘上保存了很多大容量文件和一些小容量文件，每个文件的大小都在几MB，那么牺牲小型文件的空间但是有效地配置大型文件，这样你就不需要遵循以往针对大 型文件的常规配置。固态盘能够起到帮助作用，因为元数据的分配开销很小，因此遵循常规分配方式往往不会影 响到性能。尽管固态盘空间的成本很高，但是当你既有大型文件又有小型文件的时候使用大型分配方式并没 有太大意义。按照最小的文件那样进行分配，这样就不会浪费宝贵的固态盘空间。例如，我的笔记本电脑使用了固态盘，我设置NTFS为1024字节，而不是默认的4096字节，因为我知道我有很 多小型文件。