近期MemVerge中國區研發總監康煒發表了一篇文章，介紹了Intel 傲騰數據中心持久內存的兩種主要模式——Memory Mode（內存模式）和App Direct Mode（應用模式），及各自的優缺點和適用場景。

MemVerge成立于2017年，是大內存計算的先行者，主要產品是基于3D XPoint的新型存儲軟件架構，并擁有領英、騰訊云、海康威視等早期客戶。大內存計算是一項新興技術，任何規模的應用程序都可以放棄傳統存儲，轉而使用豐富、持久和高度可用的內存池。MemVerge 的Memory Machine?軟件通過虛擬化 DRAM 和持久內存來形成企業級內存數據服務平臺，使這一切成為了可能。公司此前已獲得英特爾、思科、NetApp 和 SK hynix 等戰略投資者，高榕資本、光速創投等投資機構投資。

基礎軟件領域是耀途資本投資重點。耀途共參與了MemVerge 兩輪融資：2019年4月A輪融資與2020年5月 1900 萬美元融資。除了MemVerge ，耀途還在中國和以色列投資了Open AI Lab、焱融科技、速石科技、SQream、StorOne 、霧幟智能等多家公司，覆蓋云計算、存儲、大數據、AI 等領域。以下是原文：

Intel 傲騰數據中心持久內存（本文簡稱PMEM）是我們認為一種開拓性的新硬件。通過同時提供遠超內存的容量，和遠超SSD磁盤的性能，彌補了現有數據中心服務器體系架構中DRAM和SSD之間的巨大鴻溝。從而為企業不斷快速增長的海量實時數據分析和處理需求，提供了全新的解決方案。

從硬件特性角度來看，PMEM提供了很多優勢：

• 高性能：相比于硬盤，更加接近內存的訪問性能，特別是數據訪問延遲很低。
• 持久性：數據在PMEM中掉電不會丟失。
• Byte Addressable：數據訪問的粒度和CPU cache line對齊。

但是，PMEM并不是說完全即插即用的，在“正確”的使用它之前，有必要了解一下，PMEM支持的幾種使用模式，以及他們都有哪些優勢和不足，從而選擇和自身需求最匹配的模式，來發揮出PMEM最大的能力。

Memory Mode（內存模式）
PMEM的內存模式，顧名思義，就是使PMEM也作為一種內存來工作。這種模式最早也被稱作2LM（2 Level Memory），在內存模式下，系統的內存被分成兩層，PMEM作為容量層，被操作系統識別為系統內存，正常使用。而DRAM則被作為性能加速緩存，用于加速PMEM的性能。

這種模式的最大優勢是兼容，整個的DRAM cache層是在硬件的MMU中實現的，操作系統自身完全不需要知道自己是運行在什么種類的內存之上的，所以所有的應用都不需要任何修改，就可以享受PMEM帶來的超大系統容量的好處。

Memory Mode的一個典型應用場景就是Redis內存數據庫，因為所有的數據都是駐留在內存中的，所以更大的內存可以使得Redis數據庫保存更多的數據，從而對提升Redis cache命中率有很大的幫助。

但是這種模式的缺點也非常明顯，就是它完全拋棄了PMEM的持久化特性，所有寫入在PMEM的數據，在節點掉電重啟后是不可用的。另一個方面，內存模式使用DRAM作為緩存使用，使得整體系統可用的內存只有PMEM的容量，在容量利用率上也是不足的，舉一個例子，在一個配置512G DRAM和1.5T PMEM的機型上，使用Memory Mode，操作系統就僅能看到1.5T的內存容量，整個系統的內存容量利用率僅有75%，考慮到內存的價格，這個成本浪費還是偏大的。

所以筆者認為，PMEM的內存模式，在最開始PMEM面世的時候，作為一個過渡方案，提供了百分百的兼容性，使得傳統應用可以使用到大內存帶來的優勢，是很有價值的，但是隨著PMEM相關生態的完善，越來越多的應用軟件的支持，內存模式的缺點就會越來越明顯，從而慢慢的減少使用了。

App Direct Mode（AD模式）
相比于內存模式，APP Direct Mode則可以利用PMEM的持久化特性。但是就需要操作系統和軟件的支持了，Linux內核是從4.2版本開始引入了對SNIA NVDIMM的支持，并在后續的版本中不斷的進行了完善。在我們目前常用的CentOS 8.x的發行版中，通常來說操作系統可以將PMEM硬件作為兩種不同的設備來使用，并且各有優缺點。

一種是fsdax mode，在這種模式下，PMEM被配置成類似一塊磁盤設備，用戶可以將其格式化成一個文件系統，然后使用。并且如果使用xfs或者ext4文件系統時，還可以在掛載時使用dax參數，激活文件系統的dax mode，使得應用程序可以跳過kernel page cache來直接讀寫PMEM上的數據。

另一種是devdax mode，在這種模式下，PMEM被驅動為一個字符設備，用戶如果想使用它，則必須自行編寫程序，或者修改自己原有的應用程序，才能訪問到PMEM上面的數據。

綜合這兩種模式，他們都可以保存寫入PMEM的數據，但是在具體的應用場景上還是有區別的。fsdax模式由于提供的是標準的POSIX文件系統接口，所以他的兼容性更好，應用可以在完全不修改的情況下，把PMEM當作一個非常快速的磁盤來使用。但是這樣做，在系統層面上也是有所損失的，因為要使用文件系統的dax模式，也有一系列前置條件，而在沒有激活dax的模式下，所有的IO仍舊要通過kernel page cache來緩沖，對于系統內存是很大的一個浪費。同時因為是要模擬磁盤行為，IO的粒度也是512個字節，對于PMEM這樣在cache line大小的IO中，能提供的超低延遲特性的硬件來說，IO的粒度仍舊太大了。無法真正發揮出PMEM的全部實力。

筆者認為，只有devdax模式，才是真正的可以完全發揮PMEM所有高性能、可持久化、字節尋址能力的最強模式！但是唯一遺憾的就是要想使用devdax模式，必須重寫現有的應用程序，和PMEM設備對接。同時，在非易失性內存上編程，也是和傳統編程有較大的區別，需要考慮很多以前不需要處理的問題。所以對于很多現有的應用來說，雖然devdax模式“看上去很美”，但是卻沒辦法采用。

正是看到這個問題，MemVerge創新性的設計并開發了Memory MachineTM軟件解決方案，底層由MemVerge的軟件根據PMEM特性，使用devdax模式進行編程，實現一整套內存虛擬化解決方案，通過對應用提供池化的虛擬內存，使得應用無需修改，就可以運行在PMEM上，享受大內存帶來的高性能，并且通過熱點數據識別和內存分級技術，為不同應用量身訂制最優內存配比，同時使用MemVerge ZeroIO SnapshotTM技術，為應用軟件的數據提供持久化保護。

轉載于https://www.sohu.com/a/470231256_120945024

總結

以上是生活随笔為你收集整理的如何发挥Intel傲腾持久内存最大能力？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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