Linux 7.3, PCIe Gen5 NVMe SSD'lerdeki küçük I/O darboğazını çözüyor: 4K okumada IOPS artışı

Linux 7.2 merge window'u henüz kapanmışken 7.3 döngüsü için ilk yamalar gelmeye başladı. Bytedance mühendisleri, PCIe Gen5 NVMe SSD'lerde 4K rastgele okuma (random read) yaparken kernel'ın iomap altyapısında ciddi bir yazılımsal darboğaz olduğunu tespit etti. CPU, bellek tahsisi (memory allocation) ve state machine işlemlerinde gereğinden fazla vakit kaybediyordu.

Çözüm olarak EXT4 ve XFS dosya sistemlerinde kullanılan iomap için basitleştirilmiş bir direct I/O (DIO) yolu geliştirildi. Bu yeni yol, inode blocksize boyutuna eşit veya daha küçük olan şifrelenmemiş okuma isteklerinde devreye girerek gereksiz yükü (overhead) azaltıyor.

Test sonuçları ve durum:

• PCIe Gen5 NVMe SSD'lerde 4K rastgele okuma performansı 1.92M IOPS seviyesinden 2.19M IOPS'a yükseldi.
• Modern Gen5 SSD'lerle IO_uring kullanıldığında EXT4 ve XFS üzerinde %10'a varan performans artışı sağlandı (özellikle yüksek queue depth değerlerinde).
• Yama şimdiden VFS alt sisteminin 7.3 branch'ine dahil edildi ve bu yıl çıkacak olan Linux 7.3 sürümünde yer alacak.