63、ADAM：自适应目录加速机制的创新与实践

ADAM：自适应目录加速机制的创新与实践

1. 背景与动机

1.1 非易失性内存（NVM）特性

不同内存技术具有不同的特性，如下表所示：
| 类别 | 读取延迟 | 写入延迟 | 写入耐久性 | 字节可寻址 |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| DRAM | 60 ns | 60 ns | 10¹⁶ | 是 |
| PCM | 50 - 70 ns | 150 - 1000 ns | 10⁹ | 是 |
| ReRAM | 25 ns | 500 ns | 10¹² | 是 |
| NAND Flash | 35µs | 350µs | 10⁵ | 否 |

NVM 相比 DRAM 读取延迟稍短，但写入延迟明显更长，且写入耐久性有限，不过它具有字节可寻址的优势。在混合 DRAM/NVMM 架构中，NVM 的长写入延迟是其缺点，而字节可寻址性是其优点。因此，设计一种适合 NVM 字节可寻址性并减少写入次数的新目录机制来加速目录访问是很有必要的。

1.2 高目录访问开销问题

当前基于 NVM 的文件系统目录机制存在以下三个问题：
- 传统设计不适应 ：当前基于 NVM 的文件系统主要遵循传统目录设计，适用于块可寻址磁盘，不适用于字节可寻址的 NVM。虽然 NVM 解决了全路径名目录命名空间的写入放大问题，但重命名全路径名时写入开销仍然很大，会减慢目录操作。
- 目录名缺乏独立性 ：在当前多级目录命名空间中，目录名不唯一，不能作为独立索引，导致