在分散式持久内存的非对称文件系统中实现性能与可靠性的双重目标

《ACM Transactions on Storage》：Achieving Both Performance and Reliability in An Asymmetric File System on Disaggregated Persistent Memory

本文提出基于解耦持久内存（DPM）的Ethane+分布式文件系统，解决当前快闪存储提供的性能与可靠性级联问题，通过控制平面与数据平面分离架构实现硬件潜力释放，在抗软硬故障方面表现优异，数据密集型应用吞吐量提升达15倍。

　　

摘要

超快持久内存（PM）为高性能分布式文件系统提供了实用的解决方案。本文分析了当前持久内存供应方案中存在的一系列性能和可靠性问题，这些问题不仅导致快速持久内存设备未能得到充分利用，还引发了严重的后果，如吞吐量下降、负载失衡甚至服务中断。为了解决这些问题，我们推出了Ethane+，这是一个基于分解式持久内存（DPM）构建的机架级分布式文件系统。通过使用快速数据连接技术实现资源分离，DPM能够在支持强故障隔离的同时，实现高效且成本效益高的持久内存共享。为了充分发挥硬件的潜力，Ethane+采用了受DPM资源分配不平衡特性启发的非对称文件系统架构。该架构将文件系统分为控制平面（FS）和数据平面（FS），并分别针对最佳硬件利用率和增强文件系统可靠性这两个目标进行设计。评估结果表明，Ethane+充分利用了DPM的硬件优势，其性能比现代分布式文件系统高出60倍以上，能够抵御软件和硬件故障，并将数据密集型应用的吞吐量提升多达15倍。