SNIA持久化内存峰会:虚拟机、数据库、SDS进展曝光

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HyperVisor支持:VMware眼中的三种NVRAM

上图引用自VMware在会上的演讲资料,这里列出了比较成熟或者即将进入市场的三种持久化内存技术。

首先是NVDIMM-N,现已在Dell和HPE的服务器上支持选配;然后是HPE将普通DRAM内存备份到NVMe SSD上的方式,我理解这样做掉电保护时不仅要对内存条本身供电,维持整个系统开机电池的容量要求高些;第三种是DIMM内存条形态的Intel3D XPoint,首批上市容量预计在256-512GB,因为介质属于SCM非易失存储级内存,所以没有掉电保护需求。

关于目前已上市的PCIe/NVMe接口Intel 3D XPoint SSD,可以参考我写的系列评测:

《MySQL的启示:Intel Optane P4800X评测(4)》

VMware还列出了性能对比,在一个Fedora 24虚拟机里用FIO测试,从低到高分别为NVMeSSD(vSCSI仿真)、vPMemDisk(vSCSI仿真)、vNVDIMM(块访问)和vNVDIMM-DAX(直接访问)。性能显然是越往右边越好,其中大数据块的差距更大,写比读的差距更大。

持久化内存用于vSCSI块设备的性能也受到了拖累,不过这种方案的好处是可以兼容传统的Guest OS操作系统。

同时我们看到,微软Hyper-V也从Windows Server2016 RS4(目前还是内部预览版)开始支持Persistent Memory(vPMEM)。

SQL Server数据库:NVDIMM-N用于Log Buffers加速

大家可能看到过Oracle 18c宣传未来对NVRAM的支持,本次微软也讲了SQL Server 2016在这方面的动作。

日志写速度容易成为数据库交易的瓶颈,因此更快的日志对数据库(单位时间内)更多的更新带来可能。目前SQL Server的做法是将Log Buffers建立在NVDIMM-N中,数据到达这一步即完成事物提交。当日志写满一个大块时,再将整个块后台刷入SSD上的日志文件。

由于SQL Server 2016能够使用字节寻址的log(以内存速度commit),能够显著缩短日志的写入延时。根据测试数字,特别是对In-Memory数据库的update速度可提升1倍,同时降低交易时间。

S2D分布式存储:初期支持SCM DIMM块设备

关于微软Windows Server 2016自带的Storage Spaces Direct存储软件,我们也发过几篇详细的评测:

《4节点近160万IOPS:SDS/超融合测试不能只看数字》

《12万邮箱ESRP测试:Exchange超融合存储设计漫谈》

《揭秘VDI存储测试:4节点SDS模拟12000虚拟桌面》

如上图,不难看出S2D是在HDD、SATA/SAS SSD和NVMe SSD之外引入了第4类存储介质支持。连接在CPU内存总线上的SCM,不难猜到Intel 3D XPoint Memory,至少是最快最实际的。

当S2D配置SCM存储层时,持久化内存设备替代了之前NVMe SSD的位置,既可以支持全SCM(有点奢侈吧),也可以将SCM作为NVMe或普通SSD的Cache设备。

以3D XPoint Memory为例,写IOPS与读IOPS几乎一样快,写寿命不低于30 DWPD(远高于NAND闪存),官方说没有写放大,不需要垃圾回收。用了这样的Cache设备做为SSD容量层的写缓存,S2D的性能会不会再创新高呢?

根据上面的描述,我已经大致猜测到将于RS4版本Windows Server 2016回归的S2D,对SCM的支持为块设备形式。而很快我就从下面的文字中确认了这一点。

Windows Storage Spaces Direct对持久化内存的支持,“最初为模拟块设备,未来还会有更多用法。”

附:SNIA PersistentMemory Summit 2018会议资料下载

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