-4-存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存和數(shù)據(jù)中心級(jí)持久內(nèi)存適合你的應(yīng)用嗎SCM是3DXPoint技術(shù)的第一個(gè)產(chǎn)品化實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)顯示，SCM基準(zhǔn)通常比最快的NVMe閃存SSD延遲更低，而且IOPS大約是后者的2.5到3倍。大型數(shù)據(jù)傳輸基準(zhǔn)測(cè)試顯示，性能提高了10倍之多。從2022年英特爾與美光發(fā)布3DXPoint非易失性內(nèi)存技術(shù)以來，IT業(yè)內(nèi)人士始終在圍繞其性價(jià)比以及各項(xiàng)表現(xiàn)綻開爭(zhēng)論。不過3DXPoint最初的市場(chǎng)反應(yīng)，只能說是不冷不熱。但隨著英特爾和美光先后向市場(chǎng)引入基于3DXPoint技術(shù)的SSD（固態(tài)硬盤），也稱為存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存(SCM)；以及基于3DXPoint的DIMM（雙列直插式存儲(chǔ)模塊），也稱為數(shù)據(jù)中心級(jí)長(zhǎng)久內(nèi)存模塊(DCPMM)，或簡(jiǎn)稱為PMEM，并供應(yīng)實(shí)際的基準(zhǔn)測(cè)試。基于其令人印象深刻性能指標(biāo)，OEM系統(tǒng)供應(yīng)商和企業(yè)用戶的熱忱也開頭高漲。

存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存

SCM是3DXPoint技術(shù)的第一個(gè)產(chǎn)品化實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)顯示，SCM基準(zhǔn)通常比最快的NVMe閃存SSD延遲更低，而且IOPS大約是后者的2.5到3倍。大型數(shù)據(jù)傳輸基準(zhǔn)測(cè)試顯示，性能提高了10倍之多。

或許SCM最重要的性能優(yōu)勢(shì)是它具有特別小的寫入延遲，這是NAND閃存很難實(shí)現(xiàn)的。SCM更多搭載在高性能存儲(chǔ)陣列中，雖然它也可用于服務(wù)器。

對(duì)于很多IT業(yè)內(nèi)人士來說，主要考慮因素可能在于性價(jià)比。在相同容量下，SCM的平均價(jià)格點(diǎn)一般比最快的NVMe閃存SSD還要高出4到5倍。但是僅僅依據(jù)性價(jià)比來推斷是否采納它，這從某種程度上來說是不合理的。由于這個(gè)問題歸根結(jié)底是業(yè)務(wù)應(yīng)用的問題，同時(shí)還要考慮性能提升所帶來的"線上預(yù)算'回報(bào)。

對(duì)于很多IT人員來說，線上預(yù)算回報(bào)可能是一個(gè)新概念。它是指業(yè)務(wù)應(yīng)用更快響應(yīng)和更早上市帶來的回報(bào)收入假如沒有性能提升，這些收入就不會(huì)存在。一個(gè)很好的例子就是高頻交易，延遲削減10倍可以帶來數(shù)百萬美元的收入。對(duì)其他業(yè)務(wù)來說，延遲和響應(yīng)時(shí)間的改善可能會(huì)加快上市速度，提高市場(chǎng)份額，從而帶來更高的收入和利潤(rùn)。

那么，SCM對(duì)哪些應(yīng)用程序最有價(jià)值呢？那些需要低讀寫延遲和大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。?shù)據(jù)庫和各種人工智能技術(shù)，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、深度機(jī)器學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，都需要特別低的讀寫延遲。數(shù)據(jù)倉庫、大數(shù)據(jù)分析和高性能計(jì)算，更能夠從更快的大量數(shù)據(jù)傳輸中獲益。

數(shù)據(jù)中心級(jí)長(zhǎng)久內(nèi)存

那么DCPMM或PMEM呢?在了解如何有效地使用這種技術(shù)之前，需要把握一些背景學(xué)問。

到目前為止，DCPMM類產(chǎn)品只有英特爾供應(yīng)，它是采納3DXPoint技術(shù)，基于DDR4標(biāo)準(zhǔn)的DIMM型內(nèi)存。目前供應(yīng)從128GB到512GB的不同容量規(guī)格。每個(gè)CPU最多支持6個(gè)DCPMM，每個(gè)DCPMM與一個(gè)DRAMDIMM配對(duì)。DCPMM需要其次代或更好的英特爾CascadeLake處理器支持。

從單個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)的層面上來看，DCPMM的開銷大約是DRAM的一半，但是速度大約要慢10倍。兩者都以字節(jié)模式寫入，它們的關(guān)鍵區(qū)分在于數(shù)據(jù)長(zhǎng)久性。即使斷電，DCPMM也可以保存數(shù)據(jù)，因此被稱作長(zhǎng)久內(nèi)存。什么,等待。由于它基于非易失性3DXPoint技術(shù)，數(shù)據(jù)不應(yīng)當(dāng)總是長(zhǎng)久的嗎?答案是是也不是。

DCPMM有兩種模式：內(nèi)存模式和應(yīng)用直接訪問模式。內(nèi)存模式是長(zhǎng)久內(nèi)存的主要使用方式，使它看起來就像DRAM一樣。在內(nèi)存模式下使用DCPMM時(shí)，系統(tǒng)會(huì)有更大的內(nèi)存空間可供安排。使用DCPMM作為主要的內(nèi)存存儲(chǔ)，DRAMDIMM作為系統(tǒng)當(dāng)前所需數(shù)據(jù)的快速緩沖區(qū)。就性能而言，這是比使用DRAM緩沖NVMeNAND閃存更好的選擇。內(nèi)存模式最好的地方是不需要轉(zhuǎn)變應(yīng)用程序或文件系統(tǒng)就可以使用DCPMM，也就是即插即用。然而，這些數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)一般來說是不長(zhǎng)久的，長(zhǎng)久存儲(chǔ)需要應(yīng)用直接訪問模式。

應(yīng)用直接訪問模式使DCPMM看起來、給人的感覺以及工作表現(xiàn)都更類似于RAM磁盤。即使關(guān)閉電源，數(shù)據(jù)也會(huì)持續(xù)存在。這可以快速重新啟動(dòng)，最大限度地削減停機(jī)時(shí)間和避開數(shù)據(jù)丟失，盡管它本身無法自啟動(dòng)。應(yīng)用直接訪問模式對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫很有吸引力，由于它簡(jiǎn)化了在內(nèi)存中運(yùn)行時(shí)的原子性、全都性、隔離性和長(zhǎng)久性要求。更大的內(nèi)存空間，也使得在內(nèi)存中運(yùn)行任何數(shù)據(jù)庫都會(huì)更加簡(jiǎn)單。但與內(nèi)存模式不同，應(yīng)用直接訪問模式并不是即插即用的。它需要修改應(yīng)用程序，可能還需要修改文件系統(tǒng)這不是一件小事。

一個(gè)比較出名的應(yīng)用直接訪問模式案例是OracleExadataX8M。Oracle使用應(yīng)用直接訪問模式通過融合以太網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪問，以便將存儲(chǔ)服務(wù)器中的全部DCPMM集中在一起，因此對(duì)于全部數(shù)據(jù)庫服務(wù)器而言，它們都會(huì)作為單個(gè)長(zhǎng)久內(nèi)存池(每個(gè)機(jī)架最多27TB)消失。其結(jié)果是驚人的，供應(yīng)19s乃至更低的延遲，1600萬8KSQL讀IOPS。Oracle在基于非長(zhǎng)久內(nèi)存的ExadataX8上，以同等價(jià)位只實(shí)現(xiàn)了250s延遲和657萬8KSQL讀IOPS。相同價(jià)格下，ExadataX8M延遲低10倍多，IOPS大約高2.5倍。

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