Как записать файл на диск в обход файловой системы(для ускорения)?
Все, что можно реализовать для ускорения записи файлов, обычно уже реализовано в драйвере файловой системы.
Все проблемы, которые были решены разработчиками этого драйвера, станут вашими, если вы собрались без него обойтись.
Кроме того, вы теряете сразу два слоя абстракции: записывая файл средствами ОС, вы можете не интересоваться, в какой файловой системе он будет записан и будет ли она вообще локальной - с этим разберутся ОС и драйверы.
Ну, и не забываем, что в ОС с нормальными настройками безопасности пользовательская программа не может просто так вот взять и обратиться напрямую к "железу".
В общем, не занимайтесь ерундой. Даже те знания, которые вы можете обрести, изучая сейчас этот вопрос, вам в обозримом будущем не пригодятся.
https://toster.ru/answer?answer_id=692948
А вообще правильно вам тут пишут - ФС делали далеко не глупые люди. Если хотите максимально увеличить производительность - лучше выделите:
а) отдельный раздел с отдельной файловой системой для ваших данных
б) поставьте RAID, не говоря уж об SSD
Алгоритмы кэширования в ОС сейчас достаточно развиты, люди десятилетиями их разрабатывали.
А насчет возможно - да пожалуйста. В *nix открываете файл дивайса в /dev и работаете. В винде - аналогично: права администратора, открываете нужный дивайс и вперед, блоками читаем и пишем, через WinAPI.