วีดีโอ: दà¥?निया के अजीबोगरीब कानून जिनà¥?हें ज (กันยายน 2024)
ในการประชุม Storage Visions ก่อนงาน CES ในสัปดาห์นี้มีวิทยากรจำนวนหนึ่งพูดคุยเกี่ยวกับวิธีการจัดเก็บข้อมูลและคอมพิวเตอร์เข้ามาใกล้กันด้วยความหมายสำหรับทั้งการออกแบบระบบและการสร้างซอฟต์แวร์
ฉันรู้สึกทึ่งเป็นอย่างยิ่งกับหัวข้อของ "หน่วยความจำระดับหน่วยความจำ" หรือ "หน่วยความจำแบบถาวร" ซึ่งเติมเต็มช่องว่างระหว่างหน่วยความจำทั่วไป (ซึ่งเร็วมาก แต่เสียข้อมูลเมื่อถูกปิด) และหน่วยความจำแบบเดิม SSD ที่ใช้ NAND แบบแฟลชซึ่งไม่ลบเลือน แต่ช้ากว่ามาก)
พื้นที่นี้ได้รับความสนใจอย่างมากเมื่อเร็ว ๆ นี้ด้วยผลิตภัณฑ์เช่น NVDIMMs (โดยทั่วไปจะเป็นแพคเกจของ DRAM และ NAND ที่สำรองแบตเตอรีไว้แล้ว) และเทคโนโลยีใหม่ ๆ เช่นหน่วยความจำ XP XPoint ของ Intel และ Micron ในการกล่าวปาฐกถาพิเศษในการประชุม Bev Crair, VP และผู้จัดการทั่วไปของกลุ่มการจัดเก็บข้อมูลของ Intel ได้จัดหน่วยความจำ 512MB DIMM ของหน่วยความจำ 3D XPoint ซึ่งเป็นครั้งแรกที่ฉันเห็นมันปรากฏขึ้น
Crair กล่าวว่าการใช้ DIMM ดังกล่าวระบบ 2 ซ็อกเก็ตจะสามารถรับพื้นที่จัดเก็บ 3D XPoint ได้ถึง 6TB ซึ่งให้ประโยชน์มากมายในแอพพลิเคชั่นที่หลากหลาย เธอกล่าวว่าจะมีการจัดส่งในบางครั้งหลังจากการส่งมอบ 3D XPoint SSD ซึ่งได้มีการสัญญาในช่วงปลายปีนี้ เธอกล่าวซ้ำก่อนหน้านี้ว่า 3D XPoint SDDs เหล่านี้ซึ่ง Intel จะขายภายใต้แบรนด์ Optane จะเสนอการปรับปรุงประสิทธิภาพ 5 ถึง 7 เท่าสำหรับ SSD ที่เร็วที่สุดในปัจจุบัน
เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดที่เป็นไปได้อย่างแท้จริงจาก 3D XPoint DIMMs เธอตั้งข้อสังเกตว่าจะต้องใช้ไดรเวอร์ซอฟต์แวร์และแพลตฟอร์มที่รองรับแพลตฟอร์มจริงๆ เธอได้เน้นย้ำถึงงานที่ Intel ทำเพื่อแพลตฟอร์มเซิร์ฟเวอร์รุ่นต่อไปและไดรเวอร์ซอฟต์แวร์ที่สร้างขึ้นสำหรับทั้ง Windows และ Linux
สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นถึงธีมจากผู้นำเสนอมากมายซึ่งวิธีการที่เราคิดเกี่ยวกับการคำนวณทั้งหมดจะเปลี่ยนไปตามการใช้หน่วยความจำระดับหน่วยความจำ ในการกล่าวสุนทรพจน์อีกครั้งในการประชุม Rob Peglar แห่ง Micron อธิบายว่าการใช้หน่วยความจำแบบถาวรเพิ่มขึ้นไม่ว่าจะเป็น 3D NAND หรือสิ่งต่าง ๆ เช่นหน่วยความจำ 3D XPoint จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในวิธีที่เราพัฒนาแอปพลิเคชันสำหรับเซิร์ฟเวอร์
Peglar อธิบายว่าในรูปแบบการคำนวณแบบดั้งเดิมนั้นมีโทษอย่างมาก (สูงถึง 100, 000 เท่าของความแตกต่าง) ในการเข้าถึง DRAM ซึ่งอาจใช้เวลาประมาณ 100 นาโนวินาที (ns) และการเข้าถึงดิสก์ไดรฟ์ SATA ซึ่งสามารถใช้เวลา 10 มิลลิวินาที (ms)
สิ่งนี้มีการเปลี่ยนแปลงด้วยการเพิ่มไดรฟ์โซลิดสเตตบนแฟลช NAND (SSD) ซึ่งสามารถเข้าถึงได้ผ่านการเชื่อมต่อ SATA ที่ 100 microseconds และผ่านการเชื่อมต่อ PCIe ที่ 10 microseconds นอกจากนี้ตอนนี้เราเห็น DIMM ที่ไม่ลบเลือนมากขึ้นซึ่งมีแนวโน้มที่จะรวม DRAM ที่สำรองแบตเตอรี่ไว้กับ NAND และสิ่งเหล่านี้มักเข้าถึงได้ที่ประมาณ 125ns ใกล้ความเร็ว DRAM ความแตกต่างระหว่าง PCIe และ NVDIMM สามารถแตกต่างกันเล็กน้อยเพียง 80 เท่า
ในอนาคตเขาคาดว่าหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนในอนาคตเช่น 3D XPoint จะสามารถเข้าถึงได้ที่ประมาณ 500 ns ผ่านหน่วยความจำหรือการเชื่อมต่อ PCIe ความแตกต่างระหว่างสิ่งนั้นกับแฟลชไดรฟ์อาจน้อยกว่า 20 เท่า
เขากล่าวว่าวิธีที่เราเขียนโปรแกรม - เพื่อย้ายข้อมูลเข้าและออกจากหน่วยความจำและจัดการกับความแตกต่างระหว่างหน่วยความจำและที่เก็บข้อมูลขนาดใหญ่ - จะต้องเปลี่ยน สิ่งที่จะเกิดขึ้นได้รับการแก้ไขในระหว่างแผงควบคุมที่ตามมา
ที่แผงนั้น Andy Rudoff ของ Intel อธิบายว่าในระยะยาวเราจะต้องการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลแบบ "ไบต์แอดเดรส" ตรงข้ามกับวิธีที่เราดูที่เก็บข้อมูลในแง่ของการบล็อกในไดรฟ์ Doug Voigt ของ HP Enterprise อธิบายว่า SNIA ได้สร้างโมเดลการเขียนโปรแกรมสำหรับหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนถึงแม้ว่าจะมีปัญหามากมายและมัน "ไม่ตรงไปตรงมาเหมือนที่เห็น"
Jim Pinkerton ของ Microsoft อธิบายว่า บริษัท ได้สร้างไดร์เวอร์ใหม่สำหรับหน่วยความจำระดับหน่วยความจำ (SCM) โดยกล่าวว่าอินเตอร์เฟส SCSI แบบดั้งเดิมนั้นช้าเกินไป บริษัท ได้สร้าง SCM Bus Driver ใหม่และ SCM Disk Driver ซึ่งจะเป็นส่วนหนึ่งของ Windows Server 2016 Technical Preview เขาตั้งข้อสังเกตว่าสิ่งนี้ช่วยให้การจัดเก็บบล็อกหรือการเข้าถึงโดยตรง (สิ่งที่คนอื่นเรียกว่าการจัดเก็บข้อมูลที่เข้าถึงไบต์) ด้วยความมุ่งมั่นที่ทำในรูปแบบเวลา ที่เก็บข้อมูลแบบ Block ช่วยรักษาความเข้ากันได้แบบย้อนกลับได้ในขณะที่ที่เก็บข้อมูลการเข้าถึงโดยตรงมีเวลาแฝงต่ำ
เขากล่าวว่าการสาธิตกับ HPE เมื่อปลายปีที่แล้วบนฐานข้อมูล SQL ที่มี NVDIMMs นั้นคาดการณ์ว่าจะเพิ่มขึ้น 12% สำหรับปริมาณงานและลดความล่าช้าลง 52% เมื่อใช้หน่วยความจำแบบถาวรเพียงเล็กน้อย และเมื่อมีการจำลองเมื่อใส่หน่วยความจำคลาสหน่วยเก็บข้อมูลก็สามารถแสดงปริมาณงานที่เพิ่มขึ้น 53 เปอร์เซ็นต์และลดเวลาแฝงลง 82%
แต่พินเคอร์ตันยอมรับข้อ จำกัด ของวิธีการนี้ ที่เก็บข้อมูลการเข้าถึงโดยตรงข้ามระบบปฏิบัติการและคุณลักษณะทั้งหมดที่มีให้สำหรับการปกป้องข้อมูลและทั้งหมดนี้ทำงานบนโหนดเดียวในปัจจุบันไม่ผ่านเครือข่ายจึงให้ "พื้นที่เก็บข้อมูลที่เชื่อถือได้ไม่มีที่เก็บข้อมูลที่พร้อมใช้งาน"
ต่อมา Peglar กล่าวว่า Micron ทำงานร่วมกับผู้ให้บริการหลักทุกรายเกี่ยวกับระบบปฏิบัติการและไฮเปอร์ไวเซอร์ในการแก้ไขปัญหาเหล่านี้
Rob Davis จาก Mellanox Technology อธิบายว่าหน่วยความจำแบบถาวรต้องการโครงสร้างที่มีประสิทธิภาพสูงและกล่าวว่า บริษัท ของเขากำลังทำงานกับโซลูชั่นสำหรับ SSD ที่ใช้ NAND แต่ยังคงมีความต้องการการเปลี่ยนแปลงซอฟต์แวร์กองซ้อนระดับต่ำที่ควบคุมหน่วยเก็บข้อมูล
