英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存是Intel在2019年發(fā)布的一款革命性的產(chǎn)品，英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存是一種全新的內(nèi)存類型，其架構(gòu)設(shè)計旨在從數(shù)據(jù)中心中汲取更多價值，重構(gòu)數(shù)據(jù)中心內(nèi)存/存儲層次結(jié)構(gòu)。不同于傳統(tǒng)的DRAM，英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存集大容量、經(jīng)濟(jì)性和持久性于一身，能夠支持?jǐn)?shù)據(jù)中心多個應(yīng)用場景。浪潮基于英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存做了大量的應(yīng)用場景解決方案，覆蓋大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)庫、云與虛擬化、分布式存儲等應(yīng)用場景。為了幫助用戶通過更加靈活的架構(gòu)來實現(xiàn)創(chuàng)新型的應(yīng)用，助力企業(yè)實現(xiàn)性能突破，浪潮發(fā)布了基于英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存技術(shù)的KVM虛擬化解決方案。

　　虛擬化使用軟件的方法重新定義劃分 IT 資源，可以實現(xiàn) IT 資源的動態(tài)分配、靈活調(diào)度、跨域共享，提高 IT 資源利用率，使 IT 資源能夠真正成為社會基礎(chǔ)設(shè)施，服務(wù)于各行各業(yè)中靈活多變的應(yīng)用需求。

　　KVM（Kernel-based Virtual Machine）是一個開源軟件，基于內(nèi)核的虛擬化技術(shù)，是嵌入式的一個虛擬化模塊，通過優(yōu)化內(nèi)核來使用虛擬化技術(shù)，該內(nèi)核模塊使得Linux變成了一個Hypervisor，虛擬機(jī)使用Linux自身的調(diào)度器進(jìn)行管理。一方面，KVM將標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核轉(zhuǎn)換成一個系統(tǒng)管理程序，具有天然的內(nèi)核架構(gòu)優(yōu)勢；另一方面，KVM是內(nèi)核本身的一部分，可以利用內(nèi)核的優(yōu)化和改進(jìn)。這使得很多客戶和企業(yè)選擇KVM作為虛擬化的解決方案。

　　本方案驗證了同容量下Redis在KVM環(huán)境下使用英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存與傳統(tǒng)DRAM 內(nèi)存的性能，驗證英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存擴(kuò)展內(nèi)存的可行性，通過使用英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存來提升資源利用率，更好的降低企業(yè)虛擬化的成本。

　　Redis的強(qiáng)勁性能很大程度上是由于其將所有數(shù)據(jù)都存儲在內(nèi)存中，Redis虛擬化的可用內(nèi)存由KVM分配的內(nèi)存容量定義，而KVM的內(nèi)存容量受限于硬件服務(wù)器，每一臺服務(wù)器的內(nèi)存插槽數(shù)量、支持內(nèi)存容量等極大的限制了內(nèi)存容量擴(kuò)展，在內(nèi)存容量增長到一定程度后就會出現(xiàn)瓶頸。如果要進(jìn)一步對于內(nèi)存容量進(jìn)行擴(kuò)展，傳統(tǒng)的解決方案一般有兩種方式：一是使用大容量的內(nèi)存條，二是擴(kuò)展服務(wù)器節(jié)點(diǎn)數(shù)量。

　　但是，這兩種方法都不具備良好的成本效益。對于前者來說，價格隨容量的提升成指數(shù)級增長，會帶來很高的成本壓力；對于后者來說，擴(kuò)展服務(wù)器節(jié)點(diǎn)固然能夠提升內(nèi)存池的容量，但這樣資源不是按需擴(kuò)展，同時這些服務(wù)器的采購、空間占用、運(yùn)維、供電無疑也會顯著增加成本。我們需要更經(jīng)濟(jì)的方式來擴(kuò)展內(nèi)存容量以創(chuàng)建更多的虛擬機(jī)，提升單臺服務(wù)器的資源利用率。

　　利用英特爾® 傲騰?內(nèi)存擴(kuò)展方案

　　英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存創(chuàng)新性解決方案提供了行業(yè)領(lǐng)先的高吞吐率、低延時、高服務(wù)質(zhì)量和超高的耐用性，新增內(nèi)存擴(kuò)展專為打破服務(wù)器內(nèi)存容量限制而優(yōu)化。英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存提供接近內(nèi)存的延遲，最大擴(kuò)展系統(tǒng)內(nèi)存至6T（不包括系統(tǒng)自身內(nèi)存）。英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存可對應(yīng)用進(jìn)行加速，支持快速緩存和快速存儲，提高每臺服務(wù)器的可擴(kuò)展性，并降低敏感性工作負(fù)載的交易成本。此外，英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存支持?jǐn)?shù)據(jù)中心部署更大、更經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)集，在大型內(nèi)存池中獲得新的洞察。

　　

　　圖1

　　本方案使用英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存擴(kuò)展內(nèi)存容量，解決服務(wù)器內(nèi)存不足的問題，可以顯著降低企業(yè)TCO。英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存有內(nèi)存模式、應(yīng)用直接訪問模式（持久內(nèi)存）兩種模式。本次測試采用內(nèi)存模式 ，內(nèi)存模式具有容量大、成本低、易用性等特點(diǎn)。設(shè)備即插即用，不需要客戶業(yè)務(wù)系統(tǒng)做任何修改。

　　方案驗證：英特爾® 傲騰? 內(nèi)存性能顯著

　　為測試英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存擴(kuò)展解決方案在KVM虛擬化下的性能表現(xiàn)，我們在容量相同的情況下，分別測試基于英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存和傳統(tǒng)DRAM 內(nèi)存兩種配置下的性能對比。

　　在實際測試中，浪潮將英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存設(shè)置為內(nèi)存運(yùn)行模式，并依據(jù)以下硬件配置來搭建了測試對比方案（如表1）。測試使用2臺服務(wù)器，一臺服務(wù)器作為KVM虛擬化主機(jī)部署Redis實例，一臺作為壓力機(jī)。

　　表1

　　浪潮分別測試了兩種配置在不同讀寫比例下的Redis平均延時和總吞吐量（測試結(jié)果如圖2）。從測試結(jié)果可以看出，在set/get測試模型下，英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存配置的平均延時與DRAM基本相當(dāng)，只是略高0.02~0.04ms，吞吐量可以達(dá)到DRAM的92%以上（性能對比見圖2）。

　　

圖2

　　可見英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存可以滿足Redis在KVM虛擬化下的性能需求，作為KVM虛擬化內(nèi)存擴(kuò)展方案使用。

　　在KVM+Redis應(yīng)用下使用英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存替代傳統(tǒng)DRAM擴(kuò)展KVM服務(wù)器內(nèi)存，與DRAM延遲性能相當(dāng)，只有很少的吞吐量損耗，英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存擴(kuò)展方案的價值在于，其可以提供遠(yuǎn)低于DRAM價格的高性價比擴(kuò)容方式。

　　英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存適用虛擬化的業(yè)務(wù)特點(diǎn)

　　大內(nèi)存容量需求；

　　CPU利用率低，想提升資源利用率；

　　高讀寫比例工作負(fù)載；

　　以降低成本為主要目的。