На правах рекламы

Станет ли Persistent Memory революционным продуктом на рынке?

В течение последних десятилетий компьютерные системы использовали иерархию хранения данных

Это значит, что разные виды памяти образуют иерархию, на разных уровнях которой расположена память с разным временем доступа, сложностью, стоимостью и объемом. Возможность построения иерархии памяти вызвана тем, что большинство алгоритмов обращаются в каждый промежуток времени к небольшому набору данных, который может быть помещен в быструю, но дорогую и поэтому небольшую память. Скорость процессора продолжает расти из года в год. Вместе с тем емкость, цена и скорость DRAM и энергонезависимых накопителей, таких как NAND SSD или жесткие диски, не успевают догонять процессор и становятся узким местом для работы приложений.

Иерархия хранения данных

Ближайший к вычислительным ядрам элемент процессора в иерархии памяти — это регистры CPU, они имеют самую низкую задержку среди всех хранилищ в системе. Однако объем этого типа хранилища очень маленький, и данные приходилось копировать с кеш-памяти, куда они, в свою очередь, попадали из основной памяти (DRAM), а туда — из дискового хранилища. Вся эта процедура вызывала огромное замедление доступа вычислительных процессоров к данным, а, следовательно, значительное снижение производительности. С другой стороны, иерархия памяти делает возможным доступ к большим объемам данных и их обработку высокопроизводительными вычислительными устройствами.

Однако на рынке уже появился совершенно новый тип хранилища, который невольно заставляет разработчика, пользователя и администратора переосмыслить, как и где они хранят данные, и называется он Persistent Memory.

Persistent Memory, которая также называется энергонезависимой памятью (NVM) или памятью класса систем хранения (SCM), обеспечивает мостик в иерархии хранения данных, заполняющий разрыв в производительности/емкости.

Иерархия хранения данных с Persistent Memory

Эта технология по производительности гораздо ближе к DRAM, чем к NAND, что позволяет процессору напрямую копировать данные из хранилища Persistent Memory в свою кеш-память.

С Persistent Memory приложения получают новый уровень для размещения данных, дополнительно к DRAM и SSD/HDD-уровням. Вместе с тем Persistent Memory предлагает большую емкость, чем DRAM, и значительно большую производительность, чем SSD/HDD. Среди возможных сценариев построения систем, очевидно, будут и такие, которые вообще не станут использовать DRAM или SSD/HDD- уровни хранения. Программы могут получать доступ к Persistent Memory как к обычной DRAM в режиме Memory или как к системе хранения данных в режиме AppDirect. Также доступ может обеспечиваться в так называемом режиме Mixed, в котором часть Persistent Memory функционирует в одном, а часть — в другом режиме.

Persistent Memory в режиме AppDirect — это хранилище данных, которое не теряет данных, если исчезает питание. Наиболее распространенным примером подобного хранилища является флеш-память. Она доступна уже много лет, но ее производительность гораздо хуже, чем у обычной DRAM и Persistent Memory.

Несмотря на то что системы хранения данных SSD/Flash предлагают значительное увеличение производительности по сравнению с подобными системами на базе HDD, они все еще гораздо медленнее, чем память типа DRAM. Это различие настолько велико, что для достижения высокой скорости передачи данных в DRAM и дальше к процессору в некоторых системах обработки данных приходится строить дисковые хранилища на сотни или даже тысячи дисковых накопителей, чтобы их интегральная производительность была достаточной для обеспечения процессора потоком данных, что требует приложения для достижения ожидаемой производительности. Если критичным является время отклика приложения (latency), тогда любое увеличение накопителей SSD/Flash существенно не улучшит время отклика приложения.

2 в 1: свойства памяти и классического дискового хранилища

Persistent Memory от HPE является не только оригинальным архитектурным решением — размещением энергонезависимого хранилища данных на шине памяти — но и комплексным подходом.

Благодаря энергонезависимости больше не нужно копировать данные в память с периферийных устройств, например с диска. Больше не нужно кешировать данные в памяти ради того, чтобы сохранить их на диске, — вместо этого можно одновременно хранить данные и получать прямой доступ к данным в Persistent Memory для их дальнейшей обработки в процессоре.

Скоростные характеристики PM приближены к характеристикам традиционной энергозависимой DRAM и обеспечивают постоянный доступ к данным для высокопроизводительных вычислений, аналитики больших данных и передачи данных даже в случае исчезновения питания системы или ее отключения.

- Persistent Memory — это новое интегрированное решение HPE для хранения данных, работающее на скорости памяти с емкостью, которая измеряется в терабайтах. Это решение идеально подходит для преодоления узких мест работы в приложениях и впечатляющего ускорения работы сервера с использованием компонентов, которые сейчас существуют в центрах обработки данных. Persistent Memory — это вестник новой категории сверхбыстрых хранилищ, которые радикально меняют подход к нагрузкам на серверы — настолько быстро, что программное обеспечение становится узким местом, — рассказал Антон Гаврилюк, один из разработчиков HPE Persistent Memory.

Именно поэтому для достижения лучших результатов компания HPE предлагает комплексный подход, проведение performance analysis, который через анализ текущей инфраструктуры заказчика позволит предоставить примерный ожидаемый прирост производительности при использовании HPE Persistent Memory. Или же, в случае выявления нецелесообразности использования Persistent Memory, эксперт предоставит план действий по решению существующих проблем с производительностью.

Благодаря использованию Persistent Memory CPU работают совсем по-другому. Это дает возможность не просто повысить производительность, но и существенно уменьшить стоимость владения благодаря сокращению ресурсов CPU, а также дорогих лицензий на программное обеспечение.

PM — это устройство, поддерживающее побайтную адресацию и прямой доступ, доступ к данным в ней может осуществляться с помощью операций CPU-инструкций (load/store/flush). Это гораздо эффективнее, чем семантика ввода-вывода с блочных устройств, где блоки данных являются минимальными адресными объектами. Кроме того, поскольку процессор выполняет загрузку/хранение памяти, он не прерывается обычной обработкой ввода-вывода (например, прерываниями и переключениями контекста). Ваша программа работает беспрепятственно. В конце концов вы платите за процессор, покупаете серверы или арендуете экземпляры у поставщика облачных услуг — почему бы не использовать CPU наиболее эффективно?

HPE Persistent Memory приближает массивные наборы данных к центральному процессору для огромного ускорения процесса обработки и анализа. Это также повышает устойчивость центров обработки данных, сокращая время перезапуска базы данных с часов до минут или даже секунд.

: Если вы обнаружили ошибку или опечатку, выделите фрагмент текста с ошибкой и нажмите CTRL+Enter
2545 просмотров
Поделиться этой публикацией в соцсетях:
Загрузка...
23 сентября родились
Асылбек Карибаев
советник генерального директора – член правления ТОО «Павлодарский нефтехимический завод»
Мурат Бекмагамбетов
заместитель председателя правления АО «Казахстанский центр индустрии и экспорта QazIndustry»
Самые Интересные

Орфографическая ошибка в тексте:

Отмена Отправить