FADU FS-SSD: Dateioperationen direkt im Laufwerk

FADUs File-Semantic SSD (FS-SSD) verlagert Dateioperationen in das Laufwerk: Die Architektur überträgt NFSv3-Befehle über standardmäßige NVMe-Kommandos. So sollen geeignete GPUs, DPUs und Netzwerkkarten direkt auf Dateien zugreifen können. FADUs vorläufige Messungen liefern erste Leistungswerte, doch der Zugriffsweg entscheidet, ob Host-Software weiterhin beteiligt ist.

Was FS-SSD in der SSD erledigt

Bei einer herkömmlichen SSD verarbeitet der Host Dateioperationen und übersetzt sie in Blockzugriffe. FS-SSD soll diese Arbeit teilweise ins Laufwerk verlegen: Es übernimmt Dateipfad-Suche, Zugriffskontrolle und die Zuordnung von Dateien zu Flash-Speicher. Die Dateischicht basiert auf F2FS und ist mit der Flash Translation Layer (FTL) abgestimmt, die Flash-Speicher verwaltet.

FADU beschreibt NFSv3-Operationen, die in standardmäßigen NVMe-Kommandos transportiert werden. Die Architektur ist für PCIe sowie NVMe over Fabrics (NVMe-oF) über RDMA oder TCP ausgelegt. FADU zufolge beanspruchen Metadaten rund 0,1 Prozent der NAND-Kapazität, etwa 1 GB pro Terabyte. Rund 95 Prozent dieses DRAM sollen als schneller Zwischenspeicher für Dateisystem-Knoten dienen.

Direkter Zugriff und Kernel-Client bleiben unterschiedliche Wege

Der direkte Zugriff ist für passende GPU-, DPU- oder SmartNIC-Pfade gedacht: Diese Geräte können NVMe-Kommandos an das Laufwerk senden und so den Dateisystempfad des Hosts umgehen. Ein Kernel-Client bindet FS-SSD dagegen als Dateisystem ein und nutzt weiterhin die Software des Hosts.

Diese Unterschiede sind auch für die Leistungswerte wichtig: Ein Ergebnis für einen direkten SPDK-Zugriff beschreibt nicht automatisch die Leistung eines kernelgebundenen Clients.

Was FADUs vorläufige Messungen zeigen

In seinem auf den 12. Oktober 2026 datierten Whitepaper berichtet FADU für einen Filebench-Test rund 460.000 Operationen pro Sekunde. Der Wert blieb laut Unternehmen bei einer Verringerung der Server-Zuteilung von 16 auf einen Kern ungefähr gleich. Zum Vergleich sank Linux NFS-over-RDMA in diesem Test von rund 150.000 auf etwa 40.000 Operationen pro Sekunde.

Der Test nutzte einen FC6161-Gen6-Controller in einem PCIe-5.0-Host. Der Filebench-Datensatz umfasste 10.000 Dateien in einer Verzeichnisstruktur mit mehreren Ebenen, eine mittlere Dateigröße von 128 KB und 50 Client-Threads. Die Messung ist ein von FADU berichtetes vorläufiges Ergebnis.

Für zufällige 4-KB-Zugriffe meldete FADU folgende Durchsatzwerte:

Aus FADUs Messwerten ergibt sich für den FS-SSD-SPDK-Client beim zufälligen Lesen rechnerisch etwa das 1,43-Fache des Ext4-Werts; beim zufälligen Schreiben ist es etwa das 1,54-Fache. Der Kernel-Client blieb in beiden Messungen unter Ext4. Der Raw-Block-SPDK-Wert von 13.240 MB/s beim Schreiben lag über der von FADU genannten NAND-Programmierbandbreite von rund 12 GB/s. Tom’s Hardware hält deshalb für diesen Messpunkt einen Zustand außerhalb des stationären Betriebs für möglich.

FADU meldet außerdem eine um 63 Prozent geringere Write Amplification als bei Host-F2FS für einen gemischten sequenziellen und zufälligen Arbeitslasttest. Dieser Prototypwert stammt aus einer NVMeVirt-Softwareemulation, nicht von einer physischen SSD.

Parallele Schreibzugriffe und Sicherheitsfunktionen

Die beschriebene FS-SSD-Implementierung bietet keine Sperren über Host-Grenzen hinweg. Wenn zwei Hosts dieselbe Stelle beschreiben, werden die vollständigen Schreibvorgänge der Reihe nach angewendet; bei konkurrierenden Änderungen gewinnt der zuletzt ausgeführte Schreibvorgang. GPU- und SPDK-Clients müssen den Zugriff daher auf Anwendungsebene koordinieren. Ein pNFS-Metadatenserver kann die Koordination für größere Installationen übernehmen.

FADU zufolge enthalten die Kommandos eine von einem externen Authentifizierungsserver ausgestellte Capability sowie einen Code, der auf einem mit dem Laufwerk geteilten Schlüssel beruht. Kerberos-Unterstützung ist geplant. Für den FC6161 nennt FADU TCG-Opal-Unterstützung zur Selbstverschlüsselung; zum beschriebenen Funktionsumfang gehören noch keine ACLs und weitere Dateisystemfunktionen.

FADUs Roadmap und das geplante JBoF-Modell

Laut einem Bericht vom 21. Oktober 2026 peilte FADU Ergebnisse mit einem Gen6-Host bis zum ersten Quartal 2027, Partner-Samples im dritten Quartal 2027 und einen hostlosen JBoF-Referenzentwurf bis Ende 2027 an. Der Entwurf soll auf der E1-DPU von Xsight Labs basieren.

Für diese geplante JBoF-Architektur schätzt FADU rund 42 Prozent weniger Stromverbrauch und 57 Prozent geringere Kosten je 16-Laufwerke-Server. Das Unternehmensmodell setzt außerdem eine etwa 1,7-mal höhere Rack-Dichte und rund 60 Prozent niedrigere Gesamtbetriebskosten über fünf Jahre an. Diese Werte sind Berechnungen für ein geplantes Design.