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VMware宣布vSphere 對于 Intel傲騰內(nèi)存的支持

2019-06-10 10:36:57   作者:PMM   來源:VMware中國   評論:0  點擊:


  傲騰內(nèi)存簡介
  4月2日,VMware 宣布了 vSphere 對于 Intel  傲騰內(nèi)存的支持,傲騰內(nèi)存的全名是 Intel Optane DC Persistent Memory(DCPMM,代號“Apache Pass”)。它是一種非易失性內(nèi)存 (NVDIMM – No-volatile DRAM),采用跟 Optane SSD 同樣的 3DXpoint 技術(shù),以 DIMM 的形式插在主板的內(nèi)存插槽上,由 CPU 的內(nèi)存控制器來訪問,它的訪問速度雖然比 DRAM 慢一些,但是要遠遠快于 SSD。
  Intel 傲騰內(nèi)存提供了 128GB、256GB 和 512GB 三種容量,目前最大容量的單條 DDR4 內(nèi)存條是 128GB,所以傲騰內(nèi)存可以提供遠超現(xiàn)有 DDR4 的內(nèi)存容量,使服務(wù)器的內(nèi)存總量輕易超過 TB 級別。在提供更大容量的優(yōu)勢下,傲騰內(nèi)存還比傳統(tǒng)的 DDR4 內(nèi)存更便宜,并且是非易失性的,遇到斷電或系統(tǒng)重啟的情況也不會丟失數(shù)據(jù)。有了傲騰內(nèi)存,服務(wù)器可以大幅度減少對于傳統(tǒng)存儲設(shè)備 (SSD 和硬盤) 的依賴,把大部分的操作放在系統(tǒng)內(nèi)存中完成,從而提高系統(tǒng)整體性能。
  Intel 為傲騰內(nèi)存準(zhǔn)備了“Memory”和“AppDirect”兩種訪問模式,分別適用于不同的應(yīng)用場景。
  Memory Mode
  在這種模式下,傲騰內(nèi)存需要跟 DRAM 內(nèi)存配合使用,DRAM 內(nèi)存作為傲騰內(nèi)存的高速緩存;系統(tǒng)內(nèi)存的容量由傲騰內(nèi)存 (DCPMM) 的容量所決定,而不包括 DRAM 那部分內(nèi)存。當(dāng) CPU 訪問內(nèi)存數(shù)據(jù)時,內(nèi)存控制器首先檢查 DRAM 緩存,如果要訪問的數(shù)據(jù)存在,訪問延遲就跟 DRAM 的速度一樣;如果要訪問的數(shù)據(jù)不在緩存中,則需要從傲騰內(nèi)存讀取,這會造成一點小小的延遲。對于持續(xù)的內(nèi)存數(shù)據(jù)訪問,內(nèi)存控制器會通過應(yīng)用模式預(yù)測來提高緩存的命中率,從而使整體訪問性能接近于全 DRAM 的配置;對于大量的隨機內(nèi)存訪問,系統(tǒng)性能跟 DRAM 相比會有一點損失。另外,在這種模式下,存放在傲騰內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是易失性的,掉電的情況下不會持續(xù)保存。
  Memory 模式為傳統(tǒng)應(yīng)用提供了低成本、大容量的內(nèi)存配置,適用于虛擬化的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析這一類應(yīng)用;這種訪問模式對于上層的操作系統(tǒng)和應(yīng)用是透明的,它們不需要知道非易失性內(nèi)存的存在,應(yīng)用不需要任何修改就可以直接享受傲騰內(nèi)存所帶來的性能提升。
  AppDirect Mode
  在這種模式下,操作系統(tǒng)和應(yīng)用都需要明確地知道系統(tǒng)中有兩種不同類型的內(nèi)存,清楚地知道應(yīng)該向 DRAM 和傲騰內(nèi)存中寫入不同類型的數(shù)據(jù)。不需要持久性存儲但是要求低延遲的數(shù)據(jù)操作需要在 DRAM 上執(zhí)行;需要持久性存儲的數(shù)據(jù)應(yīng)該被保存到傲騰內(nèi)存中。AppDirect 是使用傲騰內(nèi)存非易失性功能的唯一模式。在這一模式下,系統(tǒng)內(nèi)存的容量是由 DRAM 和傲騰內(nèi)存的總和決定的,這跟 Memory 模式有區(qū)別。舉個例子,一臺服務(wù)器配有 1.536 TB 傲騰內(nèi)存和 192 GB DRAM,采用 AppDirect 模式的話,系統(tǒng)內(nèi)存總量為 1.728 TB;但是采用 Memory 模式的話,系統(tǒng)內(nèi)存就只有 1.536 TB,因為那 192GB DRAM 只是被用作了高速緩存。
  AppDirect 模式適用于內(nèi)存數(shù)據(jù)庫等需要超高速數(shù)據(jù)存儲的應(yīng)用,可以把所有的數(shù)據(jù)都放在內(nèi)存中來處理,傲騰內(nèi)存能有效提升這類應(yīng)用的性能。但是,這種模式對于操作系統(tǒng)和應(yīng)用都不是透明的,需要針對非易失性內(nèi)存進行優(yōu)化,才能夠發(fā)揮傲騰內(nèi)存所帶來的優(yōu)勢,F(xiàn)在已經(jīng)有不少針對非易失性內(nèi)存優(yōu)化的應(yīng)用,稱之為 PMEM-aware 應(yīng)用,如聯(lián)機事務(wù)數(shù)據(jù)庫 SQL Server 和內(nèi)存數(shù)據(jù)庫 Redis 等,它們能夠充分利用傲騰內(nèi)存的特點發(fā)揮出最大的性能優(yōu)勢。
  vSphere 對于傲騰內(nèi)存的支持
  4月2日,VMware 宣布了 vSphere 對于支持傲騰內(nèi)存的支持,支持傲騰內(nèi)存需要 vSphere 企業(yè)增強版以上的版本。
  • Memory 模式:從 vSphere 6.5EP13 (ESXi650-201903001) 和 vSphere 6.7EP05 (ESXi670-201811001) 開始支持,這種模式目前僅支持有限的用例,用戶要使用這種模式的話請跟 VMware 銷售代表聯(lián)系一下。
  • AppDirect 模式:從 vSphere 6.7EP05 開始支持,VMware 鼓勵用戶多使用這種模式。
  用戶可以通過 VMware 兼容性指南 VMware Compatibility Guide (VCG) 查找支持傲騰內(nèi)存的服務(wù)器硬件。vSphere 在2路服務(wù)器上最多支持 6TB 傲騰內(nèi)存,在4路服務(wù)器上最多支持 12TB 傲騰內(nèi)存。
  vSphere 中的虛機可以通過兩種方法來使用傲騰內(nèi)存:
  • vPMEMDisk (Virtual Persistent Memory Disk):傲騰內(nèi)存被映射成為一塊虛擬硬盤提供給虛機使用,這種模式下虛機里的操作系統(tǒng)和應(yīng)用都不需要知道非易失性內(nèi)存,傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)和應(yīng)用都可以正常使用這種模式。
  • vPMEM (Virtual Persistent Memory):傲騰內(nèi)存被映射成為虛機中的非易失性內(nèi)存 (NVDIMM),這種情況下要求虛機中的操作系統(tǒng)能夠支持 NVDIMM (例如 Windows Server 2016 和 RHEL 7.4),然后把它映射成為存儲設(shè)備提供給上層應(yīng)用;如果是 PMEM-aware 應(yīng)用的話,也可以在虛機里直接訪問 vPMEM。
  VMware 針對 vSphere 在傲騰內(nèi)存上的性能提升已經(jīng)做了很多測試,大家可以參見 VMware 技術(shù)白皮書 “Persistent Memory Performance in vSphere 6.7 with Intel Optane DC persistent memory”。
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  VMware 技術(shù)白皮書
  在白皮書中,我們可以看到傲騰內(nèi)存對于提升應(yīng)用性能還是很有幫助的,把傲騰內(nèi)存當(dāng)作存儲來用也已經(jīng)比 SSD 有很大的性能提升;如果是 PMEM-aware 應(yīng)用,通過針對非易失性內(nèi)存的優(yōu)化,性能提升更多。以下是白皮書中的兩個例子,一個是利用 IO 測試工具 FIO 測試 4KB 讀寫,另一個是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫 Redis 在不同配置下的吞吐量比較。
  延伸閱讀
  將 VMware vSphere / vSAN 軟件與 Intel 的最新硬件平臺技術(shù)相結(jié)合,可以為用戶交付最佳的超融合架構(gòu)平臺,幫助用戶簡化數(shù)據(jù)中心管理,降低采購和運維成本,輕松應(yīng)對企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中面對的各種挑戰(zhàn)。
  VMware vSAN 是最佳的存儲方案平臺,具有管理簡便、高性能、低成本、易擴展的特點,在 vSAN 平臺上可以支持任何類型的應(yīng)用。
  Intel 至強處理器提供最強計算能力,基于傲騰 (Optane) 和 3D NAND 技術(shù)的固態(tài)盤是理想的高速緩存,以太網(wǎng)融合網(wǎng)卡提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)帶寬和低網(wǎng)絡(luò)延遲。
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