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PMEM和存储类内存值这个价吗?

超越价格/性能,找出SCM和持久内存模块是否适合您的业务。更快的反应时间和更早的上市时间也很重要。

自从英特尔和美光科技在2015年7月宣布他们的3D XPoint非易失性存储器以来,IT专业人士一直在谈论其价格/性能影响。3D XPoint最初的市场反响充其量只能说是不温不火。

但随着英特尔和美光推出了3D XPoint固态硬盘(也被称为存储类内存(SCM))和内存(也被称为数据中心持久内存模块(dcpmm),简称PMEM),以及实际的基准测试,OEM系统供应商的热情越来越高。然而,用户的兴趣已经落后了,尽管性能指标令人印象深刻

SCM是第一个实现3 d XPoint.根据ServeTheHome网站的数据,SCM基准测试通常显示比最快的NVMe闪存ssd低得多的延迟和大约2.5到3倍的IOPS。AnandTech表示,大型数据传输基准已经显示出多达10倍的改善。

也许SCM最重要的性能优势是它的小写延迟,这是NAND闪存很难实现的。SCM主要用于高性能存储阵列,但也可用于服务器。

英特尔Optane
英特尔的512gb Optane DC持久内存模块[左],以及它的四层单元3D NAND D5-P4326[中]和双端口Optane SSD DC D4800X。

价格/性能难题

对于许多IT专业人士来说,问题在于价格/性能。供应链管理对于相同容量的NVMe闪存,平均价格点通常比最快的NVMe闪存SSD高出4到5倍。这让我们很难仅仅从价格/性能上证明使用它是合理的。这取决于所讨论的应用程序和性能改进的“线上”回报。

对许多IT专业人士来说,线上回报是一个新概念。它的收入来自更快的响应时间和更早的市场时间——如果没有性能的提高,收入就不会存在。一个很好的例子就是高频交易,延迟减少10倍可以带来数百万的收益。对于其他业务来说,延迟和响应时间的改善可以更快地推向市场,获得更大的市场份额——这在以后的上市时间里是不可能实现的收入和利润。

所以,这应用程序受益最大从供应链管理?那些需要较低的写和读延迟和大的数据传输。数据库和各种人工智能技术,包括机器学习、深度机器学习和神经网络,都从减少写和读延迟中受益最大。数据仓库、大数据分析和高性能计算受益最大更快的大数据传输

美光科技的X100固态硬盘
微米的X100 SSD。

这一切是如何运作的

那么较新的DCPMM或PMEM呢?了解如何有效地使用这项技术需要一些背景知识。

在撰写本文时,PMEM仅可从英特尔获得。这是3D XPoint在内存的形式因素基于DDR4标准。每个DCPMM的容量范围为128gb ~ 512gb。每个CPU或插槽最多有6个dcpmm。每个DCPMM配1个DRAM DIMM。DCPMM支持需要第二代或更好的英特尔Cascade Lake处理器。

dcpmm每字节的成本约为DRAM的一半,但大约慢10倍。两者都以字节方式写入。关键的区别在于数据持久性。即使电源丢失,PMEM也可以用作持久内存。但是等等,既然它是基于非易失性3D XPoint技术,难道数据不应该永远是持久的吗?答案既是肯定的,也是否定的。

PMEM已经两种模式:内存模式和应用程序直接模式(AppDirect).内存模式是持久内存的主要使用方式,使它看起来像DRAM。当使用PMEM时,系统会看到更大的DRAM分配。它使用dcpmm作为主存储器存储与DRAM内存作为快速缓冲快速需要的数据。就性能而言,这是比使用DRAM缓冲NVMe NAND闪存更好的选择。内存模式最好的地方在于,它不需要更改应用程序或文件系统就可以使用PMEM。这就是所谓的即插即用。然而,数据并不被认为是持久的。要持久需要AppDirect。

持久的优势

AppDirect使DCPMM看起来、感觉和操作都像一个RAM磁盘。即使关闭电源,数据也不会消失。这支持快速重启,最大限度地减少停机时间和数据丢失,尽管它本身不是可引导的。AppDirect对关系数据库很有吸引力,因为它简化了关系数据库原子性、一致性、隔离性、持久性在内存中运行时的要求。更大的内存大小也使得在内存中运行任何数据库都更加容易。但与内存模式不同的是,AppDirect不是即插即用的。它需要修改应用程序,可能还需要修改文件系统——这不是一个简单的任务,可能是一个巨大的任务。

一个著名的AppDirect实现是带有Exadata X8M的Oracle数据库。Oracle使用AppDirect远程直接存储器存取通过聚合以太网将存储服务器中的所有dcpmm汇聚在一起,因此对于所有数据库服务器,它们看起来是一个单个的持久内存池,每个机架最高可达27 TB。结果是惊人的,提供19µs或更少的延迟和1600万8K的SQL读IOPS。Oracle的价格与它的非持久内存Exadata X8相同,Exadata X8有250µs的延迟和657万8K的SQL读IOPS。在同样的价格下,延迟时间降低了10倍以上,IOPS增加了大约2.5倍。

这又回到了最初的问题?SCM和PMEM值这个价格吗?答案是:“视情况而定。”这取决于更低的延迟、更快的响应时间和更快的大数据吞吐量是否会显著提高生产率、上市时间和业务收入。最终还取决于价格/性能。

深入挖掘3D XPoint和英特尔Optane内存

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