英特尔® 傲腾? 长期内存是一款革命性的长期内存产品，补齐了DRAM与磁盘之间的需求缺口，重构内存/存储条理架构，集大容量、经济性和长期性于一身，资助用户优化数据中心基础设施，知足大数据剖析、数据库、云与虚拟化、漫衍式存储等多种应用场景需求。为了资助用户通过傲腾长期内存来实现应用立异优化，助力企业营业系统实现性能突破，豪运国际宣布了基于英特尔® 傲腾? 长期内存的多种场景计划，本计划是基于英特尔® 傲腾? 长期内存200系列的VMware vSphere应用计划。

　　VMware vSphere 是业界领先且最可靠的虚拟化平台之一。vSphere将应用程序和操作系统从底层硬件疏散出来，可将数据中心转换为包括 CPU、存储和网络资源的聚合盘算基础架构。vSphere将这些基础架构作为一个统一的运行情形举行管理，并为您提供工具来管理加入该情形的数据中心，从而简化IT操作，确保营业一连性、降低IT 硬件和运营本钱。

　　图1：VMware vSphere架构图

　　vSphere的两个焦点组件是ESXi和vCenter Server。ESXi是用于建设并运行虚拟机和虚拟装备的虚拟化平台。vCenter Server是一项服务，用于管理网络中毗连的多个主机，并将主机资源池化。

　　挑战：资源需求和本钱压力

　　VMware vSphere虚拟机可用内存由EXSi主机的内存容量界说，而VMware vSphere的内存容量受限于服务器主机，每一台服务器的内存插槽数目、支持内存容量等极大的限制了内存容量扩展，在内存容量增添到一定水平后将泛起瓶颈。若是要进一步关于内存容量举行扩展，古板的解决计划一样平常有两种方法：一是使用大容量的内存条，二是扩展服务器节点数目。可是，这两种要领都带来本钱压力。关于前者来说，价钱随容量的提升成指数级增添；关于后者来说，扩展服务器节点来提升内存池的容量，这样资源不是按需扩展，同时这些服务器的采购、空间占用、运维、供电本钱无疑也会显著增添。我们需要更经济的方法来扩展内存容量以建设更多的虚拟机，提升单台服务器的资源使用率。

　　英特尔® 傲腾? 长期内存立异性解决计划新增内存扩展方法专为突破服务器内存容量限制而优化，补齐了DRAM内存与磁盘之间的需求缺口，打造高性能、大容量的长期内存层，有助于越发高效地挖掘数据的潜在价值。

　　图2：英特尔® 傲腾? 长期内存存储层

　　英特尔®傲腾?长期内存新一代产品200系列(Barlow Pass，即BPS)基于第三代英特尔®至强®可扩展处置惩罚器优化，容量有128GB、256GB和512GB三种。相关于上一代100系列产品，Ice Lake平台单颗CPU容量最大支持到4TB，内存频率提升至3200MT/Sec，单通道平均性能提升25%。

　　英特尔®傲腾?长期内存200系列具有两种事情模式：内存模式（MM）和App Direct 模式（AD）。

　　内存模式，CPU内存控制器将所有英特尔®傲腾?长期内存200系列视为易失性系统内存（无数据长期性），以更低的本钱提供更大的内存容量，无需更改应用，并且性能靠近 DRAM。

　　App Direct模式，能够实现较大内存容量和数据长期性，支持长期内存编程，软件和应用能够直接与英特尔®傲腾?长期内存通讯，降低了客栈的重大性，并充分使用缓存一致性的字节可寻址特征，将长期内存的使用扩展到外地节点之外；App Direct模式提供一致的低延迟，同时支持更大的数据集。

　　图3：英特尔®傲腾?长期内存事情模式

　　PMem与vSphere团结应用中，PMem的MM模式像古板DRAM内存一样供vSphere使用，提供更大的内存容量；PMem的AD模式交由vSphere统筹管理。PMem(AD)映射到VM中有两种方法：

　　1. vPMEMDisk:vSphere将PMem显示为毗连到VM的通例磁盘。使用此模式不需要对guest操作系统或应用程序举行任何更改。pedis设置仅可在vSphere中使用，而在裸机操作系统中不可用。

　　2. vPMEM:vSphere将PMem作为NVDIMM装备泛起给VM。大大都最新的操作系统（例如，Windows Server 2016和RHEL 7.4）支持NVDIMM装备，并可将其作为块或字节可寻址装备提供应应用程序。应用程序可以通过直接会见（DAX）文件系统的薄层，或者通过从装备映射一个区域并以字节可寻址的方法直接会见它，将vPMEM用作通例存储装备。

　　图4：vSphere支持PMem架构图

计划实践

　　本计划验证英特尔®傲腾?长期内存200系列在VMware vSphere平台下的性能。

BPS模式	比照项	测试项	测试说明
AD	vNVMe vs BPS	TPC-C	划分作为Oracle 19c Redo Log存放介质
MM	BPS vs DRAM	TPC-H	启用Oralce 19c的In-Memory特征，测试TPC-H

表1：计划测试说明表

　　OLTP场景下，VM使用vNVMe、vPMEM（BPS）作为Oracle Redo Log存放介质，施展PMem的高性能低延迟特征，优化提升数据库性能。

　　OLAP场景下，PMem(Memory Mode)直接作为虚拟化平台内存，启用Oracle 19c的In-Memory功效特征，与DRAM举行比照。

　　计划设置

	设置一	设置二
CPU	2*Intel(R) Xeon(R) Gold 6348 CPU @ 2.60GHz 28C
Mem	16*16GB DDR4	16*32GB DDR4
BPS	8*128GB BPS	-
OS Disk	2*480GB SSD(S4510,RAID1)
NVMe	2*P4510 2TB

表2：计划设置比照表

　　测试使用一台豪运国际NF5280M6服务器，VMware vSphere作为虚拟化平台，在VM中安排Oracle 19c数据库，使用数据库压力工具HammerDB测试TPC-C、TPC-H。

　　比照测试中，内存及BPS详细插法如下图：

图5：计划比照图

　　测试效果

　　TPC-C

　　TPC-C测试所得TPM性能效果见下图(图6)：

　　图6：vNVMe vs vPMem性能比照图

　　vNVMe、vPMEM划分作为online redo log盘，vPMEM较vNVMe性能平均提升63%。

　　TPC-H

　　TPC-H 取5次测试效果平均值见下图（图7）：

　　图7：DRAM vs BPS性能比照图

　　BPS MM模式作为内存，较DRAM测试平均用时长约9%，即BPS MM性能是DRAM的91%。

　　在VMware vSphere的场景下，英特尔®傲腾?长期内存AD模式高性能低延迟，有用提高数据库性能；在内存模式使用中，获得了与DRAM相近的性能收益，大幅降低内存本钱。运用英特尔®傲腾?长期内存手艺，可以在具有高性能大容量的虚拟情形中整合平台上的更多虚拟机，增添虚拟神秘度，为更多服务及用户提供支持。