Intel သည် Optane DC Persistent Memory Modules (PMM) အကြောင်းကို တစ်နှစ်ကျော်ကြာ လူသိရှင်ကြား ပြောဆိုခဲ့ပြီး DRAM နှင့် Optane DC SSD များကြားတွင် တည်ရှိသော data centric architecture အဆင့်သစ်၏ အကျိုးကျေးဇူးများကို ආරණයන්නුන් ...
Intel Optane DC အမြဲတမ်း မှတ်ဉာဏ် မော်ဂျူး
Intel Optane DC Persistent Memory Hardware ခြုံငုံသုံးသပ်ချက်
Intel Optane DC PMM များသည် ရိုးရာ DRAM ထက် စွမ်းရည်များစွာ မြင့်မားပါသည်။ Intel Optane DC persistent memory module များသည် 128GB၊ 256GB နှင့် 512GB စွမ်းရည်များဖြင့် ထွက်ပေါ်လာပြီး ပုံမှန်အားဖြင့် 4GB မှ 32GB အထိရှိသော DRAM stick များထက် များစွာပိုကြီးသော်လည်း စွမ်းရည်ပိုများများရှိပါသည်။ PMM များသည် DRAM နှင့် channel တစ်ခုတည်းတွင်ရှိပြီး channel တစ်ခုစီရှိ CPU နှင့် အနီးဆုံး slot တွင် ထည့်သွင်းသင့်သည်။ Intel အကြံပြုထားသော ရေပန်းစားသော configuration တစ်ခုမှာ 4:1 အချိုးဖြစ်ပြီး 32GB DRAM မှ 128GB DCPMM ကို အောက်တွင် သင်တွေ့မြင်နိုင်ပါသည်။
CPU တစ်ခုစီသည် persistent memory module ၆ ခုအထိ ပံ့ပိုးပေးနိုင်သည်။ Intel Xeon Salable Processors နှစ်ခုကို ပံ့ပိုးပေးသော ပုံမှန် server တစ်ခုတွင် system တစ်ခုလျှင် persistent memory module ၁၂ ခု သို့မဟုတ် စုစုပေါင်း PMEM စွမ်းရည် 6TB (socket တစ်ခုလျှင် 3TB) အထိ ပါဝင်သည်။ persistent memory စွမ်းဆောင်နိုင်သော server များသည် ၎င်းတို့၏ system BIOS အတွင်းရှိ module များအကြောင်း သိရှိနားလည်မှုကိုလည်း ပြသမည်ဖြစ်ပြီး persistent memory mode များကို သတ်မှတ်နိုင်ခြင်း၊ namespace များ ဖန်တီးနိုင်ခြင်းနှင့် pool များကို configure လုပ်နိုင်ခြင်း စသည်တို့အပြင် အခြား setting များကိုလည်း ပြသမည်ဖြစ်သည်။ ဤမြင်သာမှုနှင့် configure လုပ်ခြင်းအဆင့်ကို OS မှတစ်ဆင့်လည်း လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။
၎င်းမည်သို့ဆက်သွယ်သည်ကိုကြည့်ရန် Intel Optane DC persistent memory သည် DDR-T protocol ကိုအသုံးပြုသည်။ ၎င်းသည် asynchronous command/data timing ကိုခွင့်ပြုသည်။ module controller သည် host controller နှင့်ဆက်သွယ်ရန် request/grant scheme ကိုအသုံးပြုသည်။ Data bus ဦးတည်ချက်နှင့်အချိန်ကိုက်ကို host မှထိန်းချုပ်သည်။ request တစ်ခုလျှင် command packet တစ်ခုကို host မှ persistent memory controller သို့ပေးပို့သည်။ လိုအပ်ပါက Intel Optane DC persistent memory controller တွင် transaction ကိုပြန်လည်စီစဉ်နိုင်သည်။ module များသည် DDR4 နှင့်ဆင်တူသော 64B cache line access granularity ကိုအသုံးပြုသည်။
ဟာ့ဒ်ဝဲရှုထောင့်မှကြည့်လျှင် Optane DC persistent memory သည် အဓိကအစိတ်အပိုင်းများစွာပါဝင်သည့် မော်ဂျူးတစ်ခုပေါ်ရှိ ပြီးပြည့်စုံသောစနစ်တစ်ခုဖြစ်သည်-
- power management integrated circuit (PMIC) သည် media နှင့် controller အတွက် rail အားလုံးကို ထုတ်ပေးသည်
- SPI Flash သည် မော်ဂျူး၏ firmware ကို သိမ်းဆည်းသည်။
- Intel Optane Media သည် ဒေတာ၊ ECC နှင့် အပိုပစ္စည်းများအတွက် parallel device ၁၁ ခုဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော သိုလှောင်မှုနေရာကို ဖွဲ့စည်းထားသည်။
- မြင့်မားသော bit rate signal သမာဓိရှိစေရန် DQ buffers များ
- AIT DRAM သည် လိပ်စာလမ်းကြောင်းလွှဲဇယားကို သိမ်းဆည်းထားသည်။
- လျှပ်စစ်ဓာတ်အားပြတ်တောက်မှုဖြစ်ပွားပါက မော်ဂျူးလိုင်းအားလုံးကို ဖယ်ရှားပေးသည့် Energy Store Caps များပါဝင်သည်
- persistent memory module တိုင်းရဲ့ အဓိကအချက်ကတော့ Intel Optane DC persistent memory controller မှာ ပါဝင်ပြီး board ပေါ်က subcomponent တွေရဲ့ data transfer တွေကို ကိုင်တွယ်ပေးရုံသာမက စီမံခန့်ခွဲပေးပါတယ်။
ဟုတ်ပါတယ်၊ မော်ဂျူးတွေကိုယ်တိုင်ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားတဲ့အခါ၊ ကုန်ကျစရိတ်နဲ့ စွမ်းဆောင်ရည်ပြီးရင်၊ ခံနိုင်ရည်က အကြီးမားဆုံး စိုးရိမ်ပူပန်မှု ဖြစ်နိုင်ပါတယ်။ တခြား storage media တွေလိုပဲ၊ Intel Optane DC persistent memory ကို Petabytes Written (PBW) နဲ့ တိုင်းတာပါတယ်။ PBW ကို တစ်နှစ်ကို ၂၄/၇၊ ၃၆၅ ရက် ပစ်မှတ်ပါဝါအသုံးပြုမှုမှာ အများဆုံး bandwidth ကို ယူဆပြီး ၅ နှစ်သက်တမ်းအတွင်း bandwidth နဲ့ မီဒီယာခံနိုင်ရည်ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားရမယ့်အချက်တွေအပေါ် အခြေခံပြီး ခန့်မှန်းထားပါတယ်။ 100% write 15W မှာဆိုရင် persistent memory module တွေက 350PBW ကျော်ကို ပံ့ပိုးပေးပါတယ်၊ ဒါကို အောက်ကဇယားမှာ မြင်တွေ့ရပါတယ်။
ဆက်တင်နှင့်ပတ်သက်သည့် နောက်ထပ်မှတ်ချက်တစ်ခုမှာ Optane DC မော်ဂျူးများသည် မတူညီသော ပါဝါကန့်သတ်ချက်များအတွက် ပရိုဂရမ်ရေးသားနိုင်ပြီး ကျယ်ပြန့်သော အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် ပြုလုပ်နိုင်စေပါသည်။ persistent memory မော်ဂျူးများသည် 12W – 18W ပါဝါအဖုံးကို ပံ့ပိုးပေးပြီး 0.25 watt အသေးစိတ်ဖြင့် ချိန်ညှိနိုင်ပါသည်။ ပါဝါဆက်တင်များ မြင့်မားခြင်းသည် အကောင်းဆုံးစွမ်းဆောင်ရည်ကို ပေးစွမ်းသော်လည်း၊ ဆာဗာပါဝါသုံးစွဲမှု မြင့်မားခြင်းနှင့် ဆက်စပ်သော ကုန်ကျစရိတ်လည်း မြင့်မားပါသည်။ အချို့ကိစ္စများတွင်၊ ၎င်းသည် ပြဿနာတစ်ခု မဟုတ်နိုင်ဘဲ အဖွဲ့အစည်းများသည် ဆာဗာပံ့ပိုးမှုအပေါ် အခြေခံ၍ ပါဝါအဖုံးကို အမြင့်ဆုံးဖြစ်အောင် ရွေးချယ်နိုင်ပါသည်။
Intel Optane DC Persistent Memory လည်ပတ်မှုပုံစံများ
ဆာဗာတွင် တပ်ဆင်ပြီးသည်နှင့် PMM များကို Memory Mode နှင့် App Direct Mode အပါအဝင် လည်ပတ်မှုမုဒ်အမျိုးမျိုးဖြင့် ထပ်မံ configure လုပ်နိုင်ပြီး အကြားတွင် ချိန်ညှိနိုင်သော ခွဲဝေမှုစကေးလည်း ရှိပါသည်။
Optane DC အမြဲတမ်းမှတ်ဉာဏ် – မှတ်ဉာဏ်မုဒ်
မန်မိုရီမုဒ်မှာ PMM တွေကို DRAM နဲ့ အလွန်ဆင်တူစွာ အသုံးပြုပါတယ်။ သီးခြားဆော့ဖ်ဝဲလ်တွေ ဒါမှမဟုတ် အပလီကေးရှင်းတွေကို ပြောင်းလဲဖို့ မလိုအပ်ပါဘူး၊ persistent memory က DRAM ကို တုပပြီး data ကို "volatile" ဖြစ်အောင် ထိန်းသိမ်းထားပါတယ်၊ ဒါပေမယ့် volatile key ကို power cycle တိုင်းမှာ clear လုပ်ပါတယ်။ မန်မိုရီမုဒ်မှာ persistent memory ကို DRAM ရဲ့ extension အနေနဲ့ အသုံးပြုပြီး host memory controller က စီမံခန့်ခွဲပါတယ်။ persistent memory နဲ့ DRAM အတွက် သတ်မှတ်ထားတဲ့ ratio မရှိပါဘူး၊ ရောနှောမှုဟာ အပလီကေးရှင်း လိုအပ်ချက်တွေပေါ် မူတည်နိုင်ပါတယ်။ latency profile အရ၊ DRAM cache (near memory) ကို ထိမှန်တဲ့ အရာတိုင်းဟာ <100 nanosecond latency ကို ပေးစွမ်းနိုင်ပါတယ်။ cache misses တွေအားလုံးဟာ persistent memory (far memory) ကို စီးဆင်းသွားမှာဖြစ်ပြီး sub microsecond range မှာ latency ကို ပေးစွမ်းမှာပါ။
Optane DC အမြဲတမ်းမှတ်ဉာဏ် – အက်ပ်တိုက်ရိုက်မုဒ်
Optane DC persistent memory မှာလည်း App Direct mode ပါရှိပါတယ်။ ဒီ mode မှာ သတ်မှတ်ထားတဲ့ persistent memory-aware software/application တွေ လိုအပ်ပါတယ်။ ဒီ mode မှာ ရှိနေတဲ့ persistent memory ကို persistent ဖြစ်စေပေမယ့် memory နဲ့ဆင်တူတဲ့ byte addressable ဖြစ်နေစေပါတယ်။ App Direct mode မှာတော့ persistent memory ဟာ cache ကို coherent ဖြစ်နေစေပြီး DMA နဲ့ RDMA တွေကို လုပ်ဆောင်နိုင်စွမ်းကို ပေးစွမ်းပါတယ်။
App Direct မှတစ်ဆင့် persistent memory ကို storage အဖြစ် configure လုပ်နိုင်စွမ်းလည်း ရှိပါသည်။ ဤနေရာတွင် persistent memory သည် SSD များကဲ့သို့ block များဖြင့် လုပ်ဆောင်ပြီး ရိုးရာ read/write ညွှန်ကြားချက်များဖြင့် လုပ်ဆောင်ပါသည်။ ၎င်းသည် ရှိပြီးသား file system များနှင့် အလုပ်လုပ်ပြီး block level တွင် atomicity ကို ပေးစွမ်းကာ block size ကို configure လုပ်နိုင်သည် (4K, 512B)။ app direct မှတစ်ဆင့် storage ကိုအသုံးပြုရန် အသုံးပြုသူများသည် NVDIMM driver တစ်ခုသာ လိုအပ်ပါသည်။ ဤမုဒ်သည် ရိုးရာ enterprise class SSD များထက် capacity scaling နှင့် ပိုမိုကောင်းမွန်သော performance၊ latency နည်းပါးခြင်းနှင့် endurance မြင့်မားခြင်းတို့ကို ခွင့်ပြုပါသည်။
Intel Optane DC Persistent Memory ရဲ့ အကျိုးကျေးဇူးတွေ
Intel Optane DC persistent memory module များသည် end user များအတွက် အကျိုးကျေးဇူးများစွာကို ပေးဆောင်ပါသည်။ ပထမဦးစွာ၊ module များသည် server ၏ DRAM footprint ကို ပိုမိုကုန်ကျစရိတ်သက်သာသောနည်းလမ်းဖြင့် ထိရောက်စွာ တိုးချဲ့နိုင်သည့်နည်းလမ်းကို ပေးဆောင်ပါသည်။ persistent memory ကို DRAM layer နှင့် ချိတ်ဆက်နိုင်သောကြောင့်၊ ထိရောက်သောအသုံးပြုနိုင်သော DRAM footprint သည် persistent memory ဖြင့် ပိုမိုမြန်ဆန်စွာ တိုးချဲ့နိုင်ပြီး အဖွဲ့အစည်းတစ်ခု၏ server ရင်းနှီးမြှုပ်နှံမှု၏ ಒಟ್ಟಾರೆ TCO ကို တိုးတက်စေသည်။ ထို့အပြင်၊ server များသည် ပိုမိုမြန်ဆန်သော data များကို ပိုမိုမြန်ဆန်စွာ process လုပ်နိုင်ခြင်းနှင့်အတူ၊ အချို့သောသူများသည် workload များကို ပေါင်းစည်းရန် အခွင့်အလမ်းအသစ်များကို အခွင့်ကောင်းယူနိုင်မည်ဖြစ်သည်။ တန်ဖိုးနှင့်ပတ်သက်လာလျှင်လည်း ပြုလုပ်နိုင်သော ဒုတိယအငြင်းအခုံတစ်ခုလည်း ရှိပါသည်။ nanosecond latency DRAM ပေးဆောင်သည့် workload များ မလိုအပ်သော workload များအတွက်၊ အဖွဲ့အစည်းများသည် DRAM နည်းသော်လည်း Optane DC persistent memory ပိုမိုပါဝင်သည့် ၎င်းတို့၏ server များကို တည်ဆောက်ရန် ရွေးချယ်နိုင်ပြီး သင့်တင့်လျောက်ပတ်သော သို့မဟုတ် ပိုမိုကြီးမားသော memory footprint ကို ထိန်းသိမ်းထားနိုင်သော်လည်း DRAM ထက် ပိုမိုကုန်ကျစရိတ်သက်သာသော persistent memory module များဖြင့် တည်ဆောက်နိုင်ပါသည်။
persistent memory module တွေဟာ နာမည်မှာ ပွင့်ပွင့်လင်းလင်း ဖော်ပြထားတဲ့အတိုင်း persistent ဖြစ်ပါတယ်။ ဆိုလိုတာက PMM တွေကို data နဲ့ refresh လုပ်စရာမလိုတော့ဘဲ server reboot တွေ ပိုမြန်လာပါတယ်။ memory resident database တွေနဲ့ ပတ်သက်လာရင် ဒါက အရမ်းအရေးကြီးပါတယ်။ server reboot လုပ်ပြီးနောက် memory data အားလုံးကို restore လုပ်ဖို့ အချိန်အရမ်းကြာနိုင်ပါတယ်။ high-performance database တွေကို အာရုံစိုက်တဲ့ independent software vendors (ISV) တွေဟာ persistent memory ကနေ အကျိုးအမြတ်တွေ အများကြီးရခဲ့ပါတယ်။ မြန်မြန်ဆန်ဆန် လည်ပတ်နိုင်ဖို့က အရေးကြီးတယ်လို့ ယူဆရပါတယ်။ အမှန်တော့ Intel က data တွေကို ဒီလိုပြသခဲ့ပါတယ်။ columnar store တစ်ခုက 1.3TB dataset အတွက် DRAM ထဲကို reload တစ်ခုလုံးကို DRAM only server မှာ မိနစ် ၂၀ ကြာတယ်လို့ တွေ့ရှိခဲ့ပါတယ်။ persistent memory မတိုင်ခင် server မှာ system တစ်ခုလုံး restart လုပ်တာက မိနစ် ၃၂၊ OS အတွက် မိနစ် ၁၂၊ data အတွက် မိနစ် ၂၀ ကြာပါတယ်။ Optane DC persistent memory ပါတဲ့ server တစ်ခုတည်းက မိနစ် ၁၃.၅ ကြာပါတယ်။ မျက်နှာပြင်ပေါ်မှာတော့ အထင်ကြီးစရာကောင်းပေမယ့် data component က တစ်မိနစ်ခွဲပဲကြာပြီး ၁၃ ဆ တိုးလာတာကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားရင် ပိုတောင် အထင်ကြီးစရာကောင်းပါသေးတယ်။
Intel Optane DC persistent memory module များသည် on-module encryption ကိုလည်း ပေးစွမ်းသောကြောင့် ၎င်းသည် ပထမဆုံး hardware encrypted memory ဖြစ်လာစေပါသည်။ module များသည် 256bit AES-XTP encryption engine ကို အသုံးပြု၍ data at rest protection ကို အသုံးပြုပါသည်။ Memory Mode တွင် DRAM cache သည် ၎င်း၏ data ဆုံးရှုံးသွားပါက encryption key ပျောက်ဆုံးသွားပြီး boot လုပ်တိုင်း ပြန်လည်ထုတ်ပေးပါသည်။ App Direct Mode တွင် persistent media ကို Intel Optane DC controller မှသာ ဝင်ရောက်အသုံးပြုနိုင်သော module ရှိ security metadata region တွင် သိမ်းဆည်းထားသော key ကို အသုံးပြု၍ encrypt လုပ်ပါသည်။ Intel Optane DC persistent memory ကို power loss event တွင် lock လုပ်ထားပြီး unlock လုပ်ရန် passphrase တစ်ခု လိုအပ်ပါသည်။ module များသည် secure cryptographic erase နှင့် DIMM overwrite ကိုလည်း ပံ့ပိုးပေးပြီး လုံခြုံစွာ ပြန်လည်အသုံးပြုခြင်း သို့မဟုတ် သက်တမ်းကုန်ဆုံးချိန်တွင် စွန့်ပစ်ခြင်းအတွက် ပံ့ပိုးပေးပါသည်။ နောက်ဆုံးအနေဖြင့်၊ လက်မှတ်ရေးထိုးထားသော firmware ဗားရှင်းများကို ခွင့်ပြုထားပြီး revision control option များ ရရှိနိုင်ပါသည်။
Intel Optane DC အမြဲတမ်းမှတ်ဉာဏ်ဆော့ဖ်ဝဲ
persistent memory hardware ရဲ့ အကျိုးကျေးဇူးတွေကို အဓိကထားဖော်ပြထားပေမယ့် Intel မှာလည်း အရေးကြီးတဲ့ software tool တွေရှိပါတယ်။ အောက်ပါ tool တွေက server ကို power cycle လုပ်ပြီး system BIOS မှာ ပြောင်းလဲမှုတွေလုပ်မယ့်အစား operating system မှတစ်ဆင့် persistent memory ကို စီမံခန့်ခွဲဖို့ အဓိကနည်းလမ်းဖြစ်ပါတယ်။ ဒါက အချိန်ကုန်သက်သာစေပြီး ချက်ချင်းပြောင်းလဲဖို့ downtime ကို ကာကွယ်ပေးပါတယ်။
IPMCTL- Intel Optane DC persistent memory module များကို စီမံခန့်ခွဲရန်အတွက် Utility
လုပ်ဆောင်နိုင်စွမ်းကို ပံ့ပိုးပေးသည်-
- ပလက်ဖောင်းတွင် persistent memory module များကို ရှာဖွေပါ။
- ပလက်ဖောင်းမှတ်ဉာဏ်ဖွဲ့စည်းမှုကို ပံ့ပိုးပေးပါ။
- PMM များတွင် firmware ကိုကြည့်ရှုပြီး အပ်ဒိတ်လုပ်ပါ။
- PMM များတွင် data-at-rest လုံခြုံရေးကို configure လုပ်ပါ။
- PMM ကျန်းမာရေးကို စောင့်ကြည့်ပါ။
- PMM များ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို ခြေရာခံပါ။
- PMM များကို debug လုပ်ပြီး ပြဿနာရှာဖွေဖြေရှင်းပါ။
NDCTL- “libnvdimm” ဆပ်စနစ် စက်ပစ္စည်းများကို စီမံခန့်ခွဲရန် အသုံးအဆောင် (Non-volatile Memory)
ndctl သည် “libnvdimm” kernel subsystem ကို စီမံခန့်ခွဲရန်အတွက် utility တစ်ခုဖြစ်သည်။ “libnvdimm” subsystem သည် ACPI 6.0 NFIT (NVDIMM Firmware Interface Table) မှ သတ်မှတ်ထားသော platform NVDIMM resources များအတွက် kernel device model နှင့် control message interface ကို သတ်မှတ်ပေးသည်။ tool မှ ပံ့ပိုးပေးထားသော လုပ်ဆောင်ချက်များတွင် provisioning capacity (namespaces) အပြင် NVDIMM bus နှင့် ဆက်စပ်နေသော devices (dimms, regions, namespaces) ကို enumerating/enable/disable လုပ်ခြင်းတို့ ပါဝင်သည်။
Intel Optane DC Persistent Memory Module ရရှိနိုင်မှု
persistent memory module များကို ယခုရရှိနိုင်ပြီး server ရောင်းချသူအများအပြားက system ရရှိနိုင်မှုကို ကြေငြာနေကြပါသည်-
သိုလှောင်မှုစနစ် ရောင်းချသူများသည် ၎င်းတို့၏ ဖြေရှင်းချက်များကို အရှိန်မြှင့်တင်ရန် နည်းလမ်းတစ်ခုအဖြစ် persistent memory ကိုလည်း ရှာဖွေနေကြသည်-
PMEM အတွက် cloud ပံ့ပိုးမှု-
ဦးဆောင် workstation ဝန်ဆောင်မှုပေးသူများသည် အထူးသဖြင့် data science workloads များအတွက် Intel Optane DC persistent memory ကို အသုံးပြုလာကြသည်။
Intel Optane DC Persistent Memory သုံးသပ်ချက်များနှင့် Benchmark များ
အမေဇုံ