FADU 推出文件语义 SSD：将文件系统逻辑下沉至固件，旨在消除 AI 存储中的 CPU 瓶颈
韩国存储控制器厂商 FADU 在 OCP 全球峰会上展示了一款名为“文件语义 SSD”（FS-SSD）的新产品。该驱动器通过在固件中直接处理文件查找、权限检查及文件与闪存的映射，试图解决人工智能存储场景中日益突出的 CPU 开销问题。
- 架构变革： FS-SSD 在固件层运行路径查找和访问控制，而非依赖主机操作系统。
- 协议兼容： NFSv3 请求被封装在标准 NVMe 命令中，允许 GPU、DPU 和远程客户端无需主机文件系统即可直接访问数据。
- 性能预期： 目前展示的 460,000 ops/s 结果基于 PCIe 5.0 主机；针对 PCIe 6.0 的性能承诺预计将在 2027 年第一季度揭晓。
核心机制：NFS over NVMe 与统一映射层
FADU 并未发明全新的驱动语言，而是复用了成熟的网络文件系统协议。FS-SSD 将 NFS 请求（如按名称查找文件或读取片段）嵌入到 SSD 使用的标准 NVMe 命令集中。这一设计使得命令既可以在同一服务器内部执行，也可以通过 NVMe over Fabrics (NVMe-oF) 从数据中心的其他机器发送。
选择 NFSv3 版本主要基于三个考量：其操作集精简（仅包含 21 个操作）、具备广泛的操作系统兼容性，以及无状态特性——每个请求都携带驱动器回答所需的全部信息，从而消除了维护打开文件状态的负担。
在地址翻译方面，传统架构中主机文件系统负责计算块编号，而 SSD 内部的闪存翻译层再将其映射为物理位置。FADU 通过引入基于 F2FS（Linux 闪存友好文件系统）的单一文件层，合并了这两步搜索过程。这种布局使驱动器能直接从文件定位到存储位置，大幅缩小了映射表体积。据称，典型 SSD 中约 95% 用于块映射的 DRAM 空间因此被释放，可用于缓存常用文件详情。
性能数据与测试局限
FADU 声称，在 GPUDirect Storage 随机读取负载下，主机文件系统和块层消耗了约 30% 的 CPU 周期。通过 FS-SSD 绕过这些层级，初步测试显示显著的效率提升：
- 吞吐量稳定性： 当服务器核心数从 16 核降至 1 核时，FS-SSD 的远程文件吞吐量保持在约 460,000 ops/s；相比之下，标准 Linux NFS 服务器的吞吐量从约 150,000 ops/s 跌至 40,000。
- 写入放大优化： 与普通主机上运行 F2FS 相比，模拟测试显示写入放大大幅缩减了 63%。需要注意的是，该数据来自首尔国立大学开发的软件模拟器 NVMeVirt，而非真实硬件测试。
目前的测试结果存在一定局限性。受限于 PCIe 5.0 接口，顺序读取速度约为 14.1GB/s，这接近 Gen5 链路的理论上限，尚未体现 Micron 9650 等 Gen6 驱动器所能达到的 28GB/s 读取率。此外，测试环境使用了 Intel Core i5-13600K 桌面处理器（14 物理核心/20 线程），部分指标可能涉及线程数而非物理核心数的统计差异。
行业背景与竞争格局
将存储智能下沉并非全新概念。早在 2018 年，DevFS 研究论文就描述了完全嵌入存储设备的直接访问文件系统，但当时仅停留在模拟原型阶段。NVM Express 已标准化了键值命令集，SK hynix 也与洛斯阿拉莫斯国家实验室合作开发了键值计算存储驱动器。
然而，FADU 的 FS-SSD 尚未形成行业标准，也未向 NVM Express 或 OCP Storage 提交正式提案，这意味着当前客户端需依赖 FADU 专有软件。在竞争对手方面，Nvidia 也在探索类似路径，通过 cuFile 开源项目将控制路径转移至 GPU，尽管主机软件仍负责发起请求。Supermicro 等厂商推出的 BlueField DPU 驱动的 JBOF 方案虽已存在，但其存储软件仍运行在 DPU 的 Arm 内核上，而 FADU 的目标是让驱动器本身直接提供文件服务。
未来规划与商业化时间表
FADU 首席执行官 Nam Yi-hyun 表示，公司计划利用 FS-SSD 作为切入点，成为人工智能存储解决方案领域的领先企业。其长期愿景是构建一种“闪存外”架构，前端仅由 PCIe 开关和处理 NVMe-oF 的 DPU 或 NIC组成。参考设计基于 Xsight 实验室的 800G E1 DPU，预计将于 2027 年底完成。
据预测，这种架构相比传统存储服务器可降低约 42% 的功耗和 57% 的成本，但这些数据目前仅为估算值。合作伙伴样本预计在 2027 年第三季度前发布，而 PCIe 6.0 版本的真实性能表现将是验证该技术能否真正卸载 CPU 负载的关键指标。
