操作系统 - SSD 上的文件系统与旋转答案

【问题标题】：Operating Systems - File system on SSD vs Rotational操作系统 - SSD 上的文件系统与旋转
【发布时间】：2015-07-14 03:14:23
【问题描述】：

固态硬盘 (SSD) 为文件系统的设计者和实施者带来了新的挑战和机遇。一方面，SSd 没有旋转延迟和寻道时间，因为不涉及旋转介质。另一方面，空间成本更高：SSD 每个字节的成本要高出 10-20 倍。

假设 - 传输时间与典型的传统旋转盘相同。

A) 描述在旋转设备上实现文件系统的策略

B) SSD 的策略将如何改变？请务必讨论延迟和碎片问题以及主内存需求。

【问题讨论】：

听起来像是功课。
硕士综合考试备考。我已经 3 年没有使用过操作系统并且找不到它 - 从来没有学过任何关于 SSD 的知识:(
@Busturdust- 好的，A 部分的答案不需要 SSD 知识。那么你需要帮助吗？
@CraigS.Anderson 我对 A) 的回答我熟悉连续分配和链表分配。我不熟悉答案可能是什么，即使用 inode 索引文件分配。我正在完成对 OS 类的其余部分（进程、线程、调度、IPC）的学习，并且正在研究该主题。（星期四测试哦）。但我使用索引的答案是：使用索引指针。属于文件的每个数据块都有自己的指针。当我们在文件中创建新数据时，不断更新文件块，有更多索引指向其相应的块

标签： operating-system filesystems solid-state-drive

【解决方案1】：

旋转介质上的文件系统旨在最大限度地减少读取组成文件的块所需的查找量。在理想情况下，文件的块在磁盘上是连续的。如果文件足够小，它将被放置在单个轨道中。如果它不适合一个轨道，这些块将被放置在连续的轨道中。

当文件被删除时，困难就来了。这会在磁盘上创建不连续的可用空间，也称为碎片。 Window 的 NTFS 有一个碎片整理实用程序来合并可用空间并使其连续。像 ext2 这样的 Linux 文件系统使用other ways 来避免碎片。

SSD 没有寻道开销，因此碎片化is not a performance issue。 SSD 的文件系统将优先减少对设备的写入，因为 SSD 对每个块可以写入的次数有限制。 SSD 控制器实际上将写入分散到整个设备上，以分散写入造成的磨损。不需要对 SSD 进行碎片整理，实际上会缩短设备的使用寿命。

关于“主内存需求”的部分问题没有多大意义。我想旋转媒体将有更多的主内存需求，因为希望安排读取和写入以最大限度地减少寻道延迟。

【讨论】：

谢谢，这提供了很多信息。但是碎片化不会仍然是一个问题吗？如果我们有一个大小为 n 的块，并且连续占用它，如果所需的 n 个块被分割成单独的孔，孔是否仍然是占用的问题？即使它们不是性能问题？
由于在 SSD 中读取页面的成本不取决于其位置，因此文件是否分配到连续页面并不重要。即使您确实将文件分配给连续页面，修改文件也可能会导致它不连续，因为写入现有页面会导致它在其他地方重新映射。