Video: Intel Optane Technology Primer (Oktober 2024)
På Storage Visions-konferansen foran CES denne uken snakket en rekke foredragsholdere om hvordan lagring og datamaskiner kommer nærmere hverandre, med implikasjoner for både systemdesign og programvareoppretting.
Jeg ble spesielt fascinert av emnet "lagringsklasse minne" eller "vedvarende minne", som fyller gapet mellom konvensjonelt minne (som er veldig raskt, men mister informasjon når det er slått av) og konvensjonell lagring (enten diskstasjoner eller NAND-flash-baserte SSD-er, som er ikke-flyktige, men mye tregere).
Dette området har fått mye oppmerksomhet i det siste, med produkter som NVDIMM-er (typisk pakker med batteristøttet DRAM og NAND) og nye teknologier, som Intel og Microns 3D XPoint-minne. Under en hovedtaler på konferansen holdt Bev Crair, administrerende direktør og daglig leder for Intels lagringsgruppe, opp en 512 MB DIMM av 3D XPoint-minnet, som var første gang jeg har sett den vises.
Crair sa at ved bruk av slike DIMM-er vil 2-socket-systemer snart kunne få opptil 6 TB 3D XPoint-lagring, noe som gir enorme fordeler i en rekke applikasjoner. Hun sa at dette ville sendes en gang etter levering av 3D XPoint SSD-er, som er lovet for senere i år. Hun gjentok tidligere kunngjøringer om at disse 3D XPoint SDD-ene, som Intel vil selge under Optane-merket, ville tilby en forbedring av ytelsen på 5-7 ganger i forhold til dagens raskeste SSD-er.
For virkelig å få maksimal ytelse fra 3D XPoint DIMM-er, bemerket hun at det vil kreve programvaredrivere og plattformer som virkelig støtter plattformen. Hun fremhevet spesielt arbeidet Intel gjør for neste generasjons serverplattform og programvaredrivere som blir laget for både Windows og Linux.
Dette gjentok et tema fra mange presentatører, at hele måten vi tenker på databehandling vil endre seg med vedtakelsen av lagringsklasse minne. I en annen hovedtaler på konferansen forklarte Rob Peglar fra Micron hvordan den økende bruken av vedvarende minne, enten 3D NAND eller ting som 3D XPoint-minne, vil føre til en endring i måten vi utvikler applikasjoner for servere.
Peglar forklarte hvordan det i den tradisjonelle databehandlingsmodellen var en enorm straff (opptil 100 000 ganger forskjellen) ved å få tilgang til DRAM, som kan ta omtrent 100 nanosekunder (ns) og få tilgang til SATA-diskstasjoner, som kan ta 10 millisekunder (ms).
Dette har endret seg med tillegg av NAND flash-baserte solid state-stasjoner (SSD-er), som kan nås via en SATA-tilkobling på 100 mikrosekunder, og over PCIe-tilkoblinger ved 10 mikrosekunder. I tillegg ser vi nå flere ikke-flyktige DIMM-er, som har en tendens til å kombinere batteribacket DRAM med NAND, og disse er ofte tilgjengelige med omtrent 125n nær DRAM-hastighet. Forskjellen nå mellom PCIe og NVDIMM kan være så lite som 80 ganger.
I fremtiden forventer han at et fremtidig ikke-flyktig minne som 3D XPoint vil bli tilgang til omtrent 500 ns via et minne eller PCIe-tilkobling. Forskjellen mellom det og en flash-stasjon kan være så lite som 20 ganger.
Som et resultat, sa han, må måten vi har skrevet programmer på - for å flytte data inn og ut av minnet og håndtere den store forskjellen mellom minne og lagring - måtte endre seg. Hvordan dette vil skje, ble tatt opp under et panel som fulgte.
På det panelet forklarte Andy Rudoff fra Intel hvordan vi på sikt vil ønske "byte-adresserbar" lagring, i motsetning til hvordan vi for tiden ser på lagring, når det gjelder blokker på en stasjon. Doug Voigt fra HP Enterprise forklarte at SNIA allerede har laget en programmeringsmodell for ikke-flyktig minne, selv om det er mange problemer, og det "er ikke så enkelt som det ser ut."
Microsofts Jim Pinkerton forklarte hvordan selskapet har opprettet nye drivere for lagringsklasseminne (SCM), og sa at de tradisjonelle SCSI-grensesnittene var altfor treg. Selskapet har bygget en ny SCM-bussdriver og en SCM-diskdriver, som vil være en del av en snart lansert Windows Server 2016 Technical Preview. Han bemerket at dette gir mulighet for lagring av blokkering eller direkte tilgang (det andre kalte byte-tilgjengelig lagring), med en bestemmelse gjort på formatet. Blokkeringslagring bevarer kompatibilitet bakover, mens lagring med direkte tilgang gir den laveste forsinkelsen.
Han sa at en demo med HPE sent i fjor på en SQL-database med NVDIMM-er, spådde en forbedring på 12 prosent i gjennomstrømning og en reduksjon på 52 prosent i ventetiden når bare en liten mengde vedvarende minne ble brukt; og med en simulering når det hele ble satt på et lagringsklasseminne, kunne det vise en forbedring av gjennomstrømningen på 53 prosent og en latenstidsreduksjon på 82 prosent.
Men Pinkerton erkjente begrensningene i denne tilnærmingen. Lagring med direkte tilgang omgår operativsystemet og alle funksjonene det tilbyr for databeskyttelse, og alt dette fungerer på en enkelt node i dag, ikke over et nettverk, og gir dermed "pålitelig lagring, ikke tilgjengelig lagring."
Senere sa Peglar at Micron jobbet med alle store leverandører av operativsystemer og hypervisorer for å løse disse problemene.
Rob Davis fra Mellanox Technology forklarte hvordan vedvarende minne trenger et stoff med høy ytelse, og sa at firmaet hans jobbet med løsninger for NAND-baserte SSD-er, men det var fortsatt behov for endringer i programvarestablene på lavt nivå som kontrollerer lagring.
