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GekkoFS—A Temporary Burst Buffer File System for HPC Applications

Journal of Computer Science & Technology 2020年第1期35卷 72-91页

作者： Marc-AndréVef Nafiseh Moti Tim Süβ Markus Tacke tommaso tocci Ramon Nou Alberto Miranda Toni Cortes AndréBrinkmann Zentrum für Datenverarbeitung Johannes Gutenberg University MainzMainz 55128Germany Barcelona Supercomputing Center Barcelona 08034Spain Computer Architecture Department Universitat Politècnica de CatalunyaBarcelona 08034Spain

Many scientific fields increasingly use high-performance computing(HPC)to process and analyze massive amounts of experimental data while storage systems in today's HPC environments have to cope with new access patterns.These patterns include many metadata operations,small I/O requests,or randomized file I/O,while general-purpose parallel file systems have been optimized for sequential shared access to large files.Burst buffer file systems create a separate file system that applications can use to store temporary data.They aggregate node-local storage available within the compute nodes or use dedicated SSD clusters and offer a peak bandwidth higher than that of the backend parallel file system without interfering with it.However,burst buffer file systems typically offer many features that a scientific application,running in isolation for a limited amount of time,does not require.We present GekkoFS,a temporary,highly-scalable file system which has been specifically optimized for the aforementioned use cases.GekkoFS provides relaxed POSIX semantics which only offers features which are actually required by most(not all)applications.GekkoFS is,therefore,able to provide scalable I/O performance and reaches millions of metadata operations already for a small number of nodes,significantly outperforming the capabilities of common parallel file systems.

关键词： distributed file system high-performance computing(HPC) burst buffer POSIX(portable operating system interface)

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