برنامج تسريع ذاكرة التخزين المؤقت

الموسوعة الحرة

برنامج تسريع التخزين المؤقت المفتوح ( Open CAS )، المعروف سابقًا باسم برنامج تسريع التخزين المؤقت من إنتل ( Intel CAS )، هو برنامج لتخزين بيانات الحاسوب مصمم خصيصًا للتخزين المؤقت على محركات الأقراص الصلبة (SSD). يدير برنامج CAS وحدات تخزين SSD كطبقة تخزين مؤقت لوحدات التخزين الخلفية الأبطأ (مثل محركات الأقراص الصلبة التقليدية)، حيث يحتفظ بنسخة مخزنة مؤقتًا من البيانات المستخدمة مؤخرًا في وحدة تخزين SSD الأسرع لتحسين أداء الإدخال/الإخراج. [ 1 ]

Open CAS هو مشروع مفتوح المصدر يشمل مكتبات برمجية ومحولات وأدوات لتخزين البيانات على مستوى الكتل، وهو مُستضاف على GitHub بموجب ترخيص BSD ثلاثي البنود . وقد نشأ كمنتج احتكاري لشركة Intel ، وتم طرحه كمصدر مفتوح في عام 2018. [ 2 ] [ 3 ]

تاريخ

الأصول و Intel CAS

انضمت تقنية تسريع ذاكرة التخزين المؤقت (CAS) إلى خط إنتاج إنتل بعد استحواذها في أغسطس 2012 على شركة Nevex Virtual Technologies، وهي شركة كندية ناشئة. [ 4 ] أعادت إنتل تسمية منتج Nevex CacheWorks ليصبح Intel Cache Acceleration Software مع إصدار النسخة 2.0 في ديسمبر 2012. [ 5 ] توفرت تقنية Intel CAS بثلاثة إصدارات: Windows Enterprise وWindows Workstation وLinux. [ 4 ]

كان نظام CAS لنظام التشغيل Windows عبارة عن ذاكرة تخزين مؤقتة قائمة على الملفات ومتوافقة مع التطبيقات، ويمكن لمسؤولي النظام ضبطها. وقد تكامل مع ذاكرة التخزين المؤقت لنظام التشغيل ، مما أدى إلى إنشاء بنية ذاكرة تخزين مؤقتة متعددة المستويات. [ 5 ] كما كان نظام CAS على دراية ببعض تقنيات المحاكاة الافتراضية مثل vMotion ، حيث حافظ على ذاكرة تخزين مؤقتة نشطة من نوع SSD أثناء ترحيل الأجهزة الافتراضية. [ 6 ]

كان نظام CAS يعمل مع منتجات Intel SSD من فئة المؤسسات، مثل محركات الأقراص DC S3700 SATA وأجهزة DC P3700 NVMe PCI Express ، بالإضافة إلى أجهزة التخزين المؤقت عبر شبكات SAN . [ 4 ] يتكون نظام Intel CAS لنظام Linux من وحدة نواة قابلة للتحميل مرخصة بموجب رخصة GPL، مقترنة بأداة إدارة مغلقة المصدر تعمل في مساحة المستخدم. يدعم إصدار Linux أنظمة CentOS و Red Hat Enterprise Linux و SUSE Linux Enterprise Server . [ 6 ] يدعم إصدار Windows Enterprise أنظمة Windows Server 2008 R2 SP1 و Windows Server 2012 R2 بنظام 64 بت، بينما يدعم إصدار Windows Workstation أنظمة Windows 7 و8.1 و10 بنظام 64 بت. [ 4 ]

أعلنت شركة ديل في سبتمبر 2013 عن إصدار خاص بمحطات العمل، يُسمى CAS-W، بموجب اتفاقية حصرية لتقديم CAS-W فقط لمحطات عمل Dell Precision . [ 7 ] [ 8 ]

الانتقال إلى نظام Open CAS

في عام ٢٠١٨، أتاحت إنتل نسخة لينكس من برنامج CAS كمصدر مفتوح، مُنشئةً بذلك مشروع Open CAS. يتمتع Open CAS Linux بنفس الميزات والقدرات التي كان يتمتع بها Intel CAS for Linux سابقًا، ولكنه يُوزّع ويُنفّذ بطريقة مختلفة. وصل كل من Intel CAS for Linux وIntel CAS for Windows (الإصدارات الاحتكارية) إلى نهاية دورة حياتهما في عام ٢٠٢٣. توصي إنتل المستخدمين بالانتقال إلى Open CAS، الذي يُمكن استخدامه بدون رسوم ترخيص. [ ٩ ]

بنيان

إطار عمل Open CAS (OCF)

يُعدّ إطار عمل Open CAS ( OCF ) جوهر نظام Open CAS، وهو مكتبة تخزين مؤقت عالية الأداء مكتوبة بلغة C. يتميز OCF باستقلاليته التامة عن المنصات والأنظمة، حيث يصل إلى واجهات برمجة تطبيقات النظام من خلال طبقات تغليف بيئية يوفرها المستخدم. وقد صُمم ليتم تضمينه في حزم برمجية أخرى بدلاً من تجميعه كمكتبة مستقلة. [ 10 ] [ 11 ]

تُشكّل OCF الأساس الذي تُبنى عليه تطبيقات المهايئات لمنصات محددة. المهايئان الرئيسيان هما Open CAS Linux وجهاز SPDK OCF block device. [ 2 ]

نظام التشغيل لينكس أوبن كاس

يوفر Open CAS Linux محولات نواة لـ OCF، مما يوفر حلاً متكاملاً للتخزين المؤقت لأنظمة تشغيل Linux. يتم تثبيته كوحدة نواة في نظام التشغيل GNU/Linux، موفرًا حلاً للتخزين المؤقت شفافًا للمستخدمين والتطبيقات، ولا يتطلب أي نقل للتخزين أو تغييرات في التطبيقات. [ 3 ]

يعمل نظام Open CAS Linux على تسريع التطبيقات عن طريق تخزين البيانات النشطة ("الساخنة") مؤقتًا من أجهزة التخزين الخلفية الأبطأ (مثل محركات الأقراص الصلبة أو وحدات التخزين المتصلة بالشبكة) إلى وسائط تخزين فلاش محلية عالية الأداء (مثل محركات أقراص الحالة الصلبة NVMe أو محركات أقراص الحالة الصلبة Intel Optane )، مع وضع ذاكرة التخزين المؤقت بالقرب من وحدة المعالجة المركزية قدر الإمكان لتقليل زمن استجابة التخزين. [ 3 ]

تكامل SPDK

يوفر Open CAS أيضًا محول OCF لمجموعة أدوات تطوير أداء التخزين (SPDK)، مما يُمكّن التطبيقات عالية الأداء التي تدعم التخزين المؤقت والمبنية باستخدام SPDK. جهاز كتلة OCF الخاص بـ SPDK مستقل عن Open CAS Linux، حيث يُنفذ نوعًا مختلفًا من المحولات مع الاستمرار في استخدام نواة OCF المشتركة. [ 2 ]

سمات

أوضاع التخزين المؤقت

يدعم نظام التشغيل Open CAS Linux أوضاع تخزين مؤقت متعددة: [ 3 ]

  • الكتابة المباشرة — تُكتب البيانات في وقت واحد إلى كل من ذاكرة التخزين المؤقت وجهاز الواجهة الخلفية، مما يضمن اتساق البيانات
  • الكتابة المؤجلة — تُكتب البيانات أولاً إلى ذاكرة التخزين المؤقت ثم تُرسل لاحقاً إلى جهاز الواجهة الخلفية، مما يحسن أداء الكتابة.
  • الكتابة المباشرة — تتجاوز عمليات الكتابة ذاكرة التخزين المؤقت وتنتقل مباشرةً إلى جهاز الواجهة الخلفية، مما يمنع تلوث ذاكرة التخزين المؤقت الناتج عن أحمال العمل التي تتطلب كتابة مكثفة
  • الكتابة فقط — يتم تخزين عمليات الكتابة فقط مؤقتًا
  • خاصية التمرير المباشر — تتجاوز عمليات الإدخال/الإخراج ذاكرة التخزين المؤقت تمامًا، وهي مفيدة للصيانة أو التشخيص.

تصنيف المدخلات/المخرجات

يدعم نظام CAS تصنيف وتقسيم أحمال العمل، مما يسمح للمسؤولين بتصنيف عمليات الإدخال/الإخراج حسب حجم الكتلة أو الملف أو الدليل/المسار أو البيانات الوصفية لضبط ذاكرة التخزين المؤقت بمرونة. [ 3 ]

دعم Kubernetes

يتضمن مشروع Open CAS برنامج تشغيل واجهة تخزين الحاويات (CSI) (open-cas-csi) لنشر Open CAS في بيئات Kubernetes ، باستخدام عامل إدارة وحدة النواة لإدارة عمليات بناء وحدات النواة عبر عقد المجموعة. [ 12 ]

التخزين المؤقت المتكامل Intel VROC

تضمنت تقنية Intel Virtual RAID on CPU (Intel VROC)، وهي حل Intel المتكامل لتقنية RAID للمؤسسات والمخصص لمعالجات Intel Xeon Scalable، ميزة VROC Integrated Caching ، وهي نسخة معتمدة ومُدعمة من Open CAS، مُقدمة كجزء من منتج VROC. وقد دعمت هذه الميزة تهيئة محركات أقراص Intel Optane SSD كطبقة تخزين مؤقتة مع حماية RAID. [ 13 ] وقد انتهى دعم هذه الميزة في عام 2023 بالتزامن مع منتجات Intel CAS الاحتكارية.

سجل الإصدارات

إصدارات Intel CAS

إصدارتاريخ الافراج عنه
1.0 (Nevex CacheWorks)2011
2.0فبراير 2013
2.1مايو 2013
2.5أغسطس 2013
2.6ديسمبر 2013
2.7يوليو 2014
2.8ديسمبر 2014
2.9يونيو 2015
3.0ديسمبر 2015
3.1مايو 2016
3.5يوليو 2017
3.6مايو 2018
3.7أغسطس 2018
3.8ديسمبر 2018

الإصدارات الرئيسية لنظام التشغيل Open CAS Linux

إصدارتاريخ الافراج عنهتغييرات ملحوظة
19.3مارس 2019الإصدار الأولي مفتوح المصدر
20.3مارس 2020دعم نواة النظام حتى الإصدار 5.5؛ تحسين تصنيف الإدخال/الإخراج
20.12ديسمبر 2020دعم نواة النظام حتى الإصدار 5.9؛ تحسينات في الأداء
21.3مارس 2021دعم نواة النظام حتى الإصدار 5.11؛ تخزين مؤقت مزدوج للبيانات الوصفية لضمان السلامة في حالة انقطاع التيار الكهربائي
21.6يونيو 2021يدعم نواة النظام حتى الإصدار 5.13؛ عتبة قابلة للتكوين للترقية عند الوصول
22.3أبريل 2022إدخال وضع الاستعداد لذاكرة التخزين المؤقت؛ دعم نواة النظام حتى الإصدار 5.12؛ إزالة دعم الكتابة الذرية
22.6يوليو 2022دعم نواة النظام حتى الإصدار 5.15؛ تعطيل خيار التنظيف؛ وحدات تخزين مركبة
24.9أكتوبر 2024دعم نواة النظام حتى الإصدار 6.9؛ واجهة إدخال/إخراج أمامية؛ دمج الوحدات النمطية؛ دعم معالجات ARM في OCF
25.03أبريل 2025إمكانية ربط/فصل ذاكرة التخزين المؤقت؛ نواة النظام حتى الإصدار 6.14؛ دعم ملفات أجهزة Ceph
25.12ديسمبر 2025الحد الأقصى لنسبة التلف لـ ALRU؛ نواة تصل إلى 6.16

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "شرح مبسط لبرنامج تسريع ذاكرة التخزين المؤقت من إنتل®" . intel.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 يناير 2019 .
  2. 1 2 3 "برنامج تسريع ذاكرة التخزين المؤقت المفتوحة" . open-cas.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 فبراير 2026 .
  3. 1 2 3 4 5 "برنامج تسريع ذاكرة التخزين المؤقت المفتوحة (Open CAS)" . intel.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 فبراير 2026 .
  4. 1 2 3 4 "إنتل تُصدر برنامجًا لتسريع ذاكرة التخزين المؤقت SSD لخوادم لينكس" . Computerworld . تاريخ الاسترجاع: 20 ديسمبر 2013 .
  5. 1 2 "برنامج تسريع ذاكرة التخزين المؤقت من إنتل (Intel CAS) الإصدار 2.0 لنظام التشغيل ويندوز" (ملف PDF) . intel.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 ديسمبر 2013 .
  6. 1 2 "برنامج تسريع ذاكرة التخزين المؤقت من إنتل" . يوتيوب . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 ديسمبر 2013 .
  7. ↑ "معالج Intel CAS-W الجديد: تسريع أداء تطبيقات البرامج" . Direct2Dell . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 ديسمبر 2013 .
  8. ↑ "برنامج تسريع ذاكرة التخزين المؤقت من إنتل مع ديل وأوتوديسك" . يوتيوب . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 ديسمبر 2013 .
  9. ↑ "تنزيل برنامج Open CAS Linux وبرنامج تسريع ذاكرة التخزين المؤقت من Intel® لنظام التشغيل Windows" . intel.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 فبراير 2026 .
  10. ↑ "إطار عمل Open CAS (OCF)" . GitHub . تم الاسترجاع في 2026-02-20 .
  11. ↑ "ما هو OCF؟" . open-cas.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2026-02-20 .
  12. ↑ "Open CAS CSI" . GitHub . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2026-02-20 .
  13. ↑ "أدلة معلومات وحلول المستخدم لتقنية التخزين المؤقت المتكاملة Intel® VROC" . intel.co.uk . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 فبراير 2026 .