韩文炳，陈小刚，李顺芬，李大刚，陈诗雁，段有康，宋志棠

(1. 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 信息功能材料国家重点实验室， 上海 200050；2. 中国科学院大学， 北京 100049； 3. 北京大学深圳研究生院 信息工程学院， 广东 深圳 518055)

随着物联网数据与设备的急剧增长，边缘计算成为新的发展趋势[1]。根据相关研究[2]，2025年将有超过754亿设备终端接入物联网。而2019年，人类、计算机以及其他设备总计将产生500 ZB数据。其中，45%的物联网数据将在网络边缘进行分析、处理和储存[1]。在前端分布式架构物联网中，为减轻服务器压力，加速系统响应，大部分的数据任务和用户请求都将在传感节点或网关设备上进行处理[3]。然而，大量的数据与互联设备使得相邻节点间的数据交换与传输比以往更为频繁和复杂。因此，构建高效、低延迟的远程数据访问是物联网与边缘计算应用中的关键问题。

新型非易失内存(Non-Volatile Memory, NVM)的出现为物联网与边缘计算提供了新的解决方案。以相变存储器[4]、3D XPoint[5]、阻变存储器[6]和磁阻存储器[7]为代表的NVM技术，可以提供低延迟、字节级寻址以及持久化的数据访问性能。此外，NVM兼具功耗低、抗辐射、存储密度大等特点。在存储级内存(Storage Class Memory, SCM)架构[8]中，NVM直接挂载在内存总线上，中央处理器(Central Processing Unit, CPU)可以使用Load/Store指令直接访问NVM上的持久化数据。然而，传统的文件系统和存储栈针对磁盘等慢速块设备进行设计，无法充分发挥出NVM的优势和性能。例如，传统磁盘需要以机械方式寻找磁道，这决定了其随机读写性能将远弱于顺序读写性能，因此存储系统会排列合并多个输入/输出(Input/Output, I/O)请求和缓存数据以提升读写性能。……