随着分区命名空间（ZNS）SSD逐步走向数据中心，其顺序追加写分区接口在降低闪存写放大、预留空间与DRAM成本的同时，也与广泛用于读密集型负载的B+Tree细粒度随机就地更新模式产生语义冲突。现有的面向ZNS的存储引擎面临三类瓶颈：LSM-tree方案存在压实开销与读放大；传统B+Tree在追加写设备上退化为频繁“读-改-写”，造成严重I/O放大；ZNS原生B+Tree则因过早绑定物理地址，在活跃分区填满时造成严重的排空停顿，制约了高吞吐、低尾延迟树形键值存储系统的构建。

图1 ZNStore架构图

针对这一问题，信息存储及应用实验室博士生陈波，在陈俭喜副教授指导下，提出写入优化的B+Tree键值存储系统ZNStore。该工作将ZNS上B+Tree写路径分解为读叶子页、改记录、获取物理地址、写页面四个存储级步骤，并归纳为更新何时合并、脏页何时绑定物理地址、读写请求如何进入设备三个正交决策。ZNStore通过三大机制实现写入路径决策解耦：分层记录链LRC在内存中聚合细粒度更新，按几何级数分层并优先驱逐合并数据量最高的高层链，以批处理页写入降低I/O放大；驱逐时地址确定ADoE将物理页地址绑定推迟至脏页真正被驱逐写出的时刻，使缓存管理完全运行在逻辑地址空间，恢复LRU、SIEVE等高效缓存替换策略，消除FIFO约束与全局排空停顿；PipeBuf与主机端轮询I/O调度器协同，将混合请求在下发设备前动态拆分并优先派发读请求，同时基于主机维护的分区写指针进行确定性地址预留，将驱逐页聚合为设备对齐的顺序大块写入。实验结果显示，ZNStore相比RocksDB和ZKV分别提升3.91和2.98倍的写入性能，相比ZKV降低P99.99写尾延迟95.6%。

目前，该研究成果已被国际知名会议The 55th International Conference on Parallel Processing（ICPP’26）录用。ICPP是并行与分布计算领域的权威会议，为中国计算机学会（CCF）推荐的B类会议。该研究工作得到了国家重点研发计划（No.2024YFB4505104）和国家自然科学基金（NSFC No.U22A2027）等项目的资助。