Страница 10: Тесты: Optane Persistent Memory 200
В середине прошлого года Intel представила второе поколение оперативной памяти Optane. Optane Persistent Memory 200, которая стала последним звеном в пирамиде памяти Intel. В зависимости от важности данных и требований к доступу, они хранятся на разных слоях.
Если рассматривать подсистему памяти, то доступ к кэшу выполняется с задержками в нано и пикосекунды, в случае оперативной памяти задержки увеличиваются до уровня 100 нс. В современных условиях в оперативной памяти могут храниться сотни гигабайт или даже терабайты. Конечно, скоростные Optane DC SSD имеют емкость несколько терабайт, но время доступа сравнительно высокое - 10 мс. Затем в пирамиде находятся обычные SSD, 3D NAND SSD и HDD.
Конечно, данные можно хранить на RAM-диске, но память DRAM дорогая, и ее объем в серверах ограничен. Optane Persistent Memory закрывает брешь между DRAM и Optane DC SSD. Так что речь идет, по сути, о RAM-диске.
Максимум половину слотов DIMM процессора Xeon можно оснащать Optane DC Persistent Memory (один модуль DRAM и один Persistent Memory на канал). Память Persistent Memory в формате DIMM может устанавливаться планками 128, 256 и 512 Гбайт. Максимальный объем памяти, таким образом, составляет 8x 512 GB DDR4-3200 + 8x 512 GB Optane DC Persistent Memory, то есть 8 Тбайт на сокет. При установке памяти в слоты следует убедиться, что планки Optane Persistent Memory расположены ближе к контроллеру памяти, чем модули DRAM на том же канале. Что неоднократно упоминается в руководствах сервера и материнских плат.
Планки Optane Persistent Memory 200 Series Persistent Memory Modules (PMM) доступны в тех же емкостях 128, 256 и 512 GB. Энергопотребление модуля составляет от 12 до 15 Вт.
Самой важной чертой можно назвать увеличение пропускной способности памяти (+25%) по сравнению с первым поколением, поскольку Optane DIMM работают на той же частоте, что и основная память (DDR4-3200).
От настроек системы зависит, как именно будут использоваться Optane DC Persistent Memory. В режиме App Direct Mode приложениям обеспечивается прямой доступ к памяти. Intel для этой цели как раз разработала модель программирования. Все приложения с ее поддержкой могут работать с памятью Optane DC Persistent Memory в режиме App Direct Mode.
Второй режим Storage over App Direct переводит планки Optane DC Persistent Memory в своего рода SSD. Можно выбирать размер блоков и файловую систему, после чего работать с памятью как с обычным диском. Есть и смешанный режим Mixed Mode, в котором разные каналы памяти можно настраивать индивидуально.
Ранее для тестов мы использовали 16x 32-Гбайт планок Hynix HMA84GR7CJR4N-XN. К ним мы добавили 128-Гбайт модули Optane Persistent Memory 200 на каждый канал памяти и процессор, в результате 256 Гбайт оперативной памяти на сокет превратились в 1.280 Гбайт.
Производительность баз данных
Aerospike
Для тестов баз данных с PMem мы использовали Aerospike. В двухсокетном сервере СУБД запускается на одном процессоре, а на втором - клиент. Поэтому по своей природе тест не является двухсокетным. Optane Persistent Memory работала в режиме App Direct. Объем созданной базы данных составлял 1 Тбайт, она содержала около 10 млрд. записей по 64 байта каждая. Мы выбрали такой объем намеренно, чтобы полностью исчерпать доступную DDR4 RAM и гарантировать подкачку с SSD. В таком сценарии Optane Persistent Memory уже показывает свой потенциал. Мы измеряли пропускную способность при соотношении 70/30% чтения и записи к базе данных.
В случае Xeon Platinum 8380 данные и индекс хранятся в Optane Persistent Memory, что уже невозможно при использовании только 256 Гбайт DDR4. В последнем случае в оперативной памяти DRAM хранится только индекс, но данные - уже на Optane SSD DC P5510. Этот накопитель нельзя назвать медленным, однако он становится "узким местом".
Впрочем, Aerospike можно довольно гибко конфигурировать, чтобы данные всегда оставались на SSD, а индекс - на SSD, в DRAM или PMem. Конечно, максимум производительности мы получаем при хранении данных и индекса в оперативной памяти. Но здесь узким местом является доступный объем. Кроме того, следует учитывать возможность сбоя питания и аварийной перезагрузки, поэтому на SSD данные хранить безопаснее. Если данные и индекс были расположены в ОЗУ, то их придется создавать повторно, в случае же PMem и SSD данные останутся "живы".
Хотя память Optane Persistent Memory работает на той же тактовой частоте, что и DDR4-3200, пропускная способность все же снижается. Впрочем, речь идет только о максимальной пропускной способности, что следует учитывать, если приложения к ней чувствительны.