英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存是一款革命性的持久內(nèi)存產(chǎn)品，補齊了DRAM與磁盤之間的需求缺口，重構(gòu)內(nèi)存/存儲層次架構(gòu)，集大容量、經(jīng)濟性和持久性于一身，幫助用戶優(yōu)化數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施，滿足大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)庫、云與虛擬化、分布式存儲等多種應(yīng)用場景需求。為了幫助用戶通過傲騰持久內(nèi)存來實現(xiàn)應(yīng)用創(chuàng)新優(yōu)化，助力企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)實現(xiàn)性能突破，浪潮發(fā)布了基于英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存的多種場景方案，本方案是基于英特爾® 傲騰? 持久內(nèi)存200系列的Redis應(yīng)用方案。

　　Redis是一個高性能的鍵值分布式內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，具有微秒級的數(shù)據(jù)存取速度，廣泛應(yīng)用于游戲、視頻、新聞、導(dǎo)航等領(lǐng)域。它不僅性能強勁，而且還具有復(fù)制特性以及為解決問題而生的獨一無二的數(shù)據(jù)模型。Redis提供了5種不同類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，各式各樣的問題都可以很自然地映射到這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上。除此之外，通過復(fù)制、持久化（persistence）和客戶端分片（client-side sharding）等特性，用戶可以很方便地將Redis擴展成一個能夠包含數(shù)百GB數(shù)據(jù)、每秒處理上百萬次請求的系統(tǒng)。

　　挑戰(zhàn)：內(nèi)存成本限制了容量擴展

　　Redis的強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的可用內(nèi)存受限于服務(wù)器對于內(nèi)存容量的支持，這導(dǎo)致Redis出現(xiàn)部分數(shù)據(jù)不能存儲在內(nèi)存中，溢出到磁盤，Redis性能優(yōu)勢將無法充分發(fā)揮的情況。

　　傳統(tǒng)的解決方案是利用Redis的集群功能來解決內(nèi)存不足的問題，但這樣意味著企業(yè)要采購大量的內(nèi)存，而且為了擴展內(nèi)存，企業(yè)將不得不部署更多的服務(wù)器，這增加了企業(yè)的成本壓力。

　　英特爾®傲騰?持久內(nèi)存創(chuàng)新性解決方案新增內(nèi)存擴展方式專為打破服務(wù)器內(nèi)存容量限制而優(yōu)化，補齊了內(nèi)存與DRAM與磁盤之間的需求缺口，打造高性能、大容量的持久內(nèi)存層，有助于更加高效地挖掘數(shù)據(jù)的潛在價值。

　　圖1：英特爾®傲騰?持久內(nèi)存存儲層

　　英特爾®傲騰?持久內(nèi)存新一代產(chǎn)品200系列(Barlow Pass，即BPS)基于第三代英特爾®至強®可擴展處理器優(yōu)化，容量有128GB、256GB和512GB三種。相對于上一代100系列產(chǎn)品，Ice Lake平臺單顆CPU容量最大支持到4TB，內(nèi)存頻率提升至3200MT/Sec，單通道平均性能提升25%。

　　英特爾®傲騰?持久內(nèi)存200系列具有兩種工作模式：內(nèi)存模式（MM）和App Direct 模式（AD）

　　內(nèi)存模式，CPU內(nèi)存控制器將所有英特爾®傲騰?持久內(nèi)存200系列視為易失性系統(tǒng)內(nèi)存（無數(shù)據(jù)持久性），以更低的成本提供更大的內(nèi)存容量，無需更改應(yīng)用，并且性能接近 DRAM。

　　App Direct模式，能夠?qū)崿F(xiàn)較大內(nèi)存容量和數(shù)據(jù)持久性，支持持久內(nèi)存編程，軟件和應(yīng)用能夠直接與英特爾®傲騰?持久內(nèi)存通信，降低了堆棧的復(fù)雜性，并充分利用緩存一致性的字節(jié)可尋址特性，將持久內(nèi)存的使用擴展到本地節(jié)點之外；App Direct模式提供一致的低延遲，同時支持更大的數(shù)據(jù)集。

　　圖2：英特爾®傲騰?持久內(nèi)存工作模式

　　本方案使用英特爾®傲騰?持久內(nèi)存來擴展內(nèi)存容量，以解決服務(wù)器內(nèi)存不足的問題。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。設(shè)備即插即用，不需要客戶業(yè)務(wù)系統(tǒng)做任何修改。

　　圖3：BPS內(nèi)存擴展方案與DRAM方案對比

方案驗證：性能不變，成本降低

　　本次使用Benchmark測試了Redis在DRAM和BPS平臺內(nèi)存同容量下的讀寫性能

	配置項	BPS	DRAM
硬件配置	CPU	2*Icelake 6348 2.60GHz
	Memory	256G（16*16G DDR4）	1T（32*32G DDR4）
	Barlow Pass	1T（8*128G）MM
	Network	2*10Gbps

表1：方案對比配置

　　測試結(jié)果

　　圖4：DRAM vs BPS（8+4）不同讀寫比例Redis測試結(jié)果對比

　　測試結(jié)果說明，Redis開啟同樣實例數(shù)的場景下，BPS在延遲和吞吐量方面與DRAM基本相當，可以達到DRAM的98%以上。

　　基于英特爾®傲騰?持久內(nèi)存的Redi應(yīng)用場景說明，英特爾®傲騰?持久內(nèi)存表現(xiàn)了優(yōu)秀的穩(wěn)定性和性能，提供了高性價比的內(nèi)存擴展方案，滿足Redis性能需求的前提下，顯著降低了內(nèi)存成本。