Optane要点，第2部分：内存模式和最佳工作负载

 
在第1部分中，我们将英特尔Optane技术的介质基础以及该介质的不同实现分为三个产品：Optane内存，Optane SSD和Optane DC永久存储模块(DCPMM)。我们还谈到了英特尔软件如何将3D XPoint转变为英特尔Optane。我们将通过简要介绍配置和模式来完善我们的101。
为什么?虽然Optane DCPMM确实需要第二代Xeon可扩展处理器或更高版本，但Optane的许多魔力取决于软件(尤其是在虚拟化云，AI /分析和HPC等环境中)如何在介质被使用时最佳地利用Optane。配置为给定模式。
Optane模式
DCPMM可以配置为三种可能的模式：内存模式，App Direct模式和双模式。请注意，DCPMM不能替代DRAM;它可以替代DRAM。您仍然需要系统中有一些DRAM。但是，您补充DRAM所需的DCPMM容量将取决于您的模式和特定的应用程序需求。
内存模式将DRAM转换为L4高速缓存。缓存不可寻址，不会显示在系统内存中，因此所有用户可寻址容量都是DCPMM容量的总和。内存模式不需要编程，但是DCPMM中包含的数据是易失的，就像DRAM一样。内存模式提供了一个大型内存池，但具有较低但有效的DRAM缓存投资。
App Direct模式使系统可以独立处理DRAM和DCPMM资源，因此要求最高速度的操作可以解决DRAM，而其余的则可以依靠更大的Optane资源。在App Direct下，DCPMM中的数据保持不变，这对于最大程度地减少重新启动或重启后的大型配置重新加载时间非常有帮助。但是，必须对应用程序进行优化以利用App Direct。有些已经存在，并且还会有更多。同样，可能需要一些用户编程。
双重模式是App Direct模式的子集，它允许某些DCPMM资源在Direct Mode中运行，其余的则在App Direct中运行。
由于性能原因，DCPMM模式(尤其是前两种)倾向于引起最多的关注。但是，如果我们将注意力转向Optane SSD，则可以在CPU的PCI Express总线上重新使用Intel内存驱动技术。实际上，“内存驱动器”与“内存模式”非常相似，包括具有数据波动性，只有Optane SSD可以代替DCPMM。自然，与SSD资源的连接涉及更多的延迟，但可能的内存池容量可能相对较大。作为一种在需要更多存储容量的项目上控制成本的方法，Memory Drive可以节省生命。
哪些工作负载最适合Optane?
一般来说，Optane媒体在处理需要低延迟访问的大量实时数据时表现出色。更进一步，我们可以添加以下特征：
数据集需要大量的存储空间，尤其是数TB的存储空间，这比单独使用DRAM在物理或经济上的可行性还要大。
在虚拟机限制内受内存限制的工作负载。 IT经理经常在不同的应用程序所有者之间分配可用的硬件资源，而为这些应用程序提供过多的内存是一个非常常见的问题。 Optane DCPMM可以提供足够的内存来满足所有VM所有者的需要，而不必添加其他服务器。另外，DCPMM功能可以使IT部门减少运行虚拟化环境的物理服务器的数量。
受益于数据持久性的应用程序通常对任务至关重要。当系统出现故障甚至计划中的重置时，将数据重新加载到内存中可能会花费非常长的时间，这可能会浪费用户/所有者的钱，并违反SLA要求。与应用程序直接模式下一样，数据持久性可以大大减少重新启动/重新加载时间。
每天写入大量数据的系统和应用程序。 Optane的耐用性显着提高，使其更符合成本效益，适用于可能通过传统的基于NAND的驱动器选件烧毁存储需求的环境。
如前所述，DCPMM可以配置为持久或易失性操作，并具有接近DRAM性能的延迟。这使DCPMM可以进行诸如以下工作负载的部署：
SAP HANA
实时分析
数据库和/或数据库缓存
所有虚拟化和超融合基础架构内存扩展
实时流和热点视频点播工作负载
阿帕奇火花
数据中心的主要软件包，无论是开源的还是非开源的(可能需要优化Optane)
返回Optane SSD，尤其是在内存驱动器配置中运行时，以下工作负载类型的性能特别好：
HPC Flex内存
KVM内存扩展
Spark，k-means聚类
云服务提供商(CSP)用例
对于非易失性工作负载，您可以在以下应用程序中考虑Optane DC SSD：
Ceph块/对象
VMware vSAN
Hadoop YARN临时
思科HyperFlex
Microsoft SQL
本质上，任何遭受I / O瓶颈困扰的存储应用程序都是可靠的Optane SSD候选人。另外，如果服务器监视工具显示CPU利用率低，则可能表明应用程序和/或VM受到内存限制，可能会从DCPMM中受益。
包起来
这就是Optane基础知识。我们希望该技术能在客户端领域取得更大的进展，但是今天它仍然是数据中心的一个明显优势。 Optane实施究竟能提供多少成本优势和性能收益，将取决于组织的特定需求和工作量。
但是，将存储距离CPU如此之近，以至于无法与内存区分开的能力令人信服，并且一定会为应用程序开发人员和企业打开新的机遇。