CSGC: Collaborative File System Garbage Collection with Computational Storage

doi:10.1007/978-3-031-99857-7_11

2026-01-01

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DOI：10.1007/978-3-031-99857-7_11

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日志结构文件系统（LFS）中的垃圾回收（GC）已知会导致性能下降，尤其是在写入密集型场景中。现有方法，如存储内迁移和基于热度的分组，旨在提高GC效率。然而，这些方法缺乏有效的宿主机-设备协作，导致任务卸载效率低下时产生过度的通信开销，或因日志叠加问题导致严重的写入放大。我们提出了CSGC，一种利用计算存储设备（CSD）优化GC效率的宿主机-设备协作GC方法。CSGC采用带有元数据搭便车的流水线CSD卸载迁移框架，以减少宿主机-设备通信开销，并结合独立的闪存转换层（sFTL）来保持数据热度并缓解写入放大。我们使用F2FS和Daisy+ OpenSSD的评估表明，CSGC显著改善了GC性能，在I/O吞吐量方面，相比基础F2FS和IPLFS分别实现了最高3.6倍和1.9倍的速度提升。

Keyword:

Log-structured file system

Garbage collection

Computational storage device