Firma Intel wprowadziła na rynek moduł pamięci trwałej Optane DC (Persistent Memory Module) wiosną 2019 roku, aby wypełnić lukę między ulotną pamięcią DRAM a wydajnymi dyskami SSD. Nieco ponad rok później Intel rozszerzył platformę o moduły Intel Optane Persistent Memory Series 200, w skrócie Optane PMem 200. Nowe moduły są zoptymalizowane pod kątem nowych procesorów Intel Xeon Scalable trzeciej generacji , co sprawia, że ich połączenie z dyskami SSD firmy Intel stanowi doskonałe rozwiązanie platformowe. PMem 200 ma zapewniać o 32% większą przepustowość pamięci niż Gen1, co stanowi znaczący wzrost i zostanie przetestowane w tej recenzji.
Dla przypomnienia, mamy już obszerne wcześniejsze opracowania na temat PMem. Ta iteracja niewiele różni się od pierwszej, więc większość wcześniejszych prac jest nadal aktualna pod względem architektury, korzyści itd. Oto kilka artykułów, które warto przeczytać, jeśli chcesz nadrobić zaległości w PMem:
- Podcast nr 60: Kristie Mann, Intel Persistent Memory
- Pamięć trwała Intel Optane DC Przegląd wydajności NoSQL
- Supermicro SuperServer z Pierwsza recenzja pamięci trwałej Intel Optane DC
- Intel wyjaśnia Korzyści z PMem 200 z DAOS
W tej recenzji zebraliśmy świetną kombinację technologii. Od strony sprzętowej mamy do czynienia z obudową Intel OEM, bogato wyposażoną w moduły PMem 200 i najnowsze procesory Xeon Scalable. Na wierzchu zastosowaliśmy MemVerge Memory Machine v1.2, czyli oprogramowanie stworzone specjalnie w celu optymalnego wykorzystania modułów pamięci trwałej.
Co nowego w pamięci trwałej Intel Optane serii 200
Większość korzyści płynących z serii 200 wynika z udoskonalenia w stosunku do procesorów Intel Xeon Scalable trzeciej generacji. Największa różnica dotyczy przepustowości pamięci, ponieważ PMem 200 obsługuje 3,200 MT/s. Istnieje jednak kilka innych korzyści ukierunkowanych na absolutną wydajność.
Liczba rdzeni w poprzedniej wersji wahała się od 8 do 28, w serii 200 zaczyna się od 16 i sięga 40. W przypadku pierwszego PMem użytkownicy mogli dodać 3 TB pamięci PMem, co dało łącznie 4.5 TB pamięci na gniazdo. Teraz całkowita ilość pamięci wynosi 6 TB na gniazdo, a dodawane są 4 TB pamięci PMem 200. Maksymalna moc obliczeniowa spadła z 18 W do 15 W. Najnowsza pamięć trwała jest wyposażona w eADR, czyli rozszerzoną funkcję asynchronicznego odświeżania pamięci DRAM.
Różnice w wydajności PMem 100 i 200 (512 GB)
| PMem | Intel Optane | Intel Optane 200 |
| Wytrzymałość 100% Zapis 15W 256B | 300 PBW | 410 PBW |
| Wytrzymałość 100% Zapis 15W 64B | 75 PBW | 103 PBW |
| Przepustowość 100% Odczyt 15 W 256 B | 5.3GB / s | 7.45GB / s |
| Szerokość pasma 100% Zapis 15 W 256 B | 1.89GB / s | 2.60GB / s |
| Przepustowość 100% Odczyt 15 W 64 B | 1.4GB / s | 1.86GB / s |
| Szerokość pasma 100% Zapis 15 W 64 B | 0.47GB / s | 0.65GB / s |
Specyfikacje pamięci trwałej Intel Optane serii 200
| Kompatybilny procesor | Procesory Intel Xeon Scalable trzeciej generacji na platformach 4-gniazdowych | |||||
| Form Factor | Moduł pamięci trwałej | |||||
| SKU | 128 GB | 256 GB | 512 GB | |||
| Pojemność użytkownika | 126.7 GB | 253.7 GB | 507.7 GB | |||
| MOQ | 4 | 50 | 4 | 50 | 4 | 50 |
| Technologia | Technologia Intel Optane | |||||
| Ograniczona gwarancja | 5 roku | |||||
| AFR | ≤ 0.44 | |||||
| Wytrzymałość 100% Zapis 15W 256B | 292 PBW | 497 PBW | 410 PBW | |||
| Wytrzymałość: 67% Czytanie; 33% Pisanie 15W 256B |
224 PBW | 297 PBW | 242 PBW | |||
| Wytrzymałość 100% Napisz 15W 64B |
73 PBW | 125 PBW | 103 PBW | |||
| Wytrzymałość 67% Czytanie; 33% Pisanie 15W 64B |
56 PBW | 74 PBW | 60 PBW | |||
| Przepustowość 100% odczytu 15W 256B |
7.45 Gb / s | 8.10 Gb / s | 7.45 Gb / s | |||
| Przepustowość 67% odczytu; 33% zapisu 15W 256B |
4.25 Gb / s | 5.65 Gb / s | 4.60 Gb / s | |||
| Przepustowość 100% zapisu 15W 256B |
2.25 Gb / s | 3.15 Gb / s | 2.60 Gb / s | |||
| Przepustowość 100% odczytu 15W 64B |
1.86 Gb / s | 2.03 Gb / s | 1.86 Gb / s | |||
| Przepustowość 67% odczytu; 33% zapisu 15W 64B |
1.06 Gb / s | 1.41 Gb / s | 1.15 Gb / s | |||
| Przepustowość 100% zapisu 15W 64B |
0.56 Gb / s | 0.79 Gb / s | 0.65 Gb / s | |||
| CZĘSTOTLIWOŚĆ DDR | 3200 MT / s | |||||
| MAX TDP | 15W | 18W | ||||
| TEMPERATURA (MAKS.) | ≤ 83°C (85°C wyłączenie, 83°C domyślnie) temperatura nośnika | |||||
| TEMPERATURA (OTOCZENIA) | 48°C przy 2.4 m/s dla 12 W | |||||
| TEMPERATURA (OTOCZENIA) | 43°C przy 2.7 m/s dla 15 W | |||||
Zarządzanie MemVerge
MemVerge Memory Machine v1.2 nadal wykorzystuje ten sam interfejs graficzny, który widzieliśmy w naszej pierwotnej recenzji . Global Dashboard wyróżnia się, koncentrując się na pamięci DRAM i PMem, podczas gdy większość interfejsów graficznych analizuje takie elementy, jak procesor, pamięć, pamięć masowa i sieć. W przypadku aplikacji intensywnie korzystających z operacji wejścia/wyjścia (IO), pulpity nawigacyjne pokazujące wykorzystanie pamięci masowej w wielu systemach mogą być cenne. W przypadku aplikacji skoncentrowanych na pamięci, Global Dashboard Memory Machine oferuje unikalną możliwość wizualizacji wykorzystania pamięci, statusu węzła, zdarzeń i alertów na wielu serwerach.
Ponieważ jest to główny cel, możemy monitorować przepustowość pamięci DRAM i PMEM podczas testów i gdy większość użytkowników korzysta z tej technologii. Dane dotyczące wykorzystania pamięci DRAM i PMEM stanowią wskazówkę dla administratorów systemów w zakresie decyzji o rozmiarze, pomagając im zrozumieć zachowanie obciążenia, co jest niezbędne do dostrajania wydajności i debugowania. Na przykład, administrator może zobaczyć stałe zużycie pamięci, gdy obciążenie osiąga szczytowe zużycie pamięci lub gdy okresowo alokuje i zwalnia pamięć. Jest to szczególnie ważne w przypadku awarii aplikacji z powodu braku pamięci (OOM). Administratorzy mogą zobaczyć dane dotyczące wykorzystania pamięci, aby szybko i dokładnie określić, kiedy nastąpiło to zdarzenie.
Na karcie instancji możemy zobaczyć instancje Redis i ich podsumowania.
Interfejs zarządzania maszyną pamięci MemVerge może pomóc administratorom w wielu przypadkach użycia:
Odzyskiwanie po awarii – graficzny interfejs użytkownika migawek służy do szybkiego przywracania bazy danych i/lub rozwiązywania problemów. Dziennik bazy danych i dane z pulpitu nawigacyjnego Memory Machine określają czas awarii, umożliwiając administratorowi wybór i przywrócenie migawki najbliższej chwili awarii. Programiści mogą następnie wykorzystać przywróconą instancję do debugowania.
Przyspieszenie animacji i efektów wizualnych dzięki Memory DVR – Artyści chcą eksplorować różne opcje na podstawie sceny bazowej Maya. Ładują scenę bazową, stosują zmiany i zapisują ją jako osobny projekt. Mogą zapisać wiele oddzielnych scen, ale aby pokazać te opcje, muszą być one wielokrotnie przeładowywane, co zajmuje dużo czasu. Dzięki funkcji Memory DVR można załadować scenę bazową raz, zrobić migawkę jako podstawową, a następnie zastosować zmiany i zrobić kolejną migawkę. Aby zastosować inny efekt, wystarczy przywrócić migawkę, edytować ją i zrobić kolejną. Szybkość przywracania migawek w pamięci wynosi kilka sekund w porównaniu do minut w przypadku ponownego ładowania scen z pamięci masowej.
Przyspieszenie analizy genomicznej dzięki Memory DVR – Naukowcy chcą poeksperymentować z algorytmem uczenia maszynowego, wykorzystując różne ustawienia parametrów. Ładują dane, ustawiają parametry, uruchamiają algorytm i sprawdzają wyniki. Jeśli wyniki są niezadowalające, dane są ponownie ładowane, stosowany jest inny zestaw parametrów, a algorytm jest uruchamiany ponownie. Dzięki funkcji Memory DVR można załadować dane raz i wykonać migawkę. Od tego momentu, jeśli wyniki są niezadowalające, przywraca się dane bazowe, a kolejne uruchomienie z nowymi parametrami zajmuje kilka sekund.
Pamięć trwała Intel Optane serii 200 Wydajność
Chociaż PMem można testować jako pamięć blokową, co robiliśmy już w przeszłości, prawdziwe korzyści z PMem ujawniają się w możliwości wykorzystania go na poziomie bajtów za pomocą odpowiedniego oprogramowania. W wielu przypadkach twórcy aplikacji, tacy jak SAP, dostosowują swoje aplikacje do obsługi PMem. Chociaż to rozwiązanie sprawdza się w przypadku niektórych aplikacji, istnieje inne rozwiązanie. Wykorzystaj rozwiązanie definiowane programowo, zbudowane od podstaw, aby pomóc firmom wykorzystać wszystkie korzyści związane z wydajnością i trwałością, jakie oferuje PMem 200. Aby przetestować najnowszą generację PMem, właśnie to zrobiliśmy.
MemVerge oferuje jedną z najbardziej kompleksowych ofert w zakresie wykorzystania pamięci trwałej. Przyjrzeliśmy się MemVerge Memory Machine na początku tego roku. MemVerge wydało aktualizację swojego oprogramowania, aby wykorzystać nowe procesory Xeon, PMem 200 i wszystkie nowe pamięci masowe Intela. MemVerge Memory Machine jest teraz w wersji 1.2 z kilkoma nowymi korzyściami, z których dwie pierwsze to obsługa procesorów Intel Xeon Scalable trzeciej generacji oraz pamięci trwałej Intel Optane serii 200.
Memory Machine w wersji 1.2 oferuje obsługę Microsoft SQL Server w systemie Linux, co pozwala na podwojenie wydajności OLTP przy tym samym koszcie pamięci. Obsługuje również hiperwizory KVM z dynamicznym dostrajaniem stosunku DRAM:PMEM dla każdej maszyny wirtualnej. Klastry baz danych w pamięci, takie jak Redis i Hazlecast, oferują teraz wysoką dostępność (HA) ze skoordynowanymi migawkami w pamięci. Wreszcie, wersja 1.2 oferuje scentralizowane zarządzanie pamięcią DRAM i PMem w całym centrum danych.
Platforma Ice Lake – serwer OEM firmy Intel
- 2 x Intel Xeon Platinum 8380 @ 2.3 GHz 40 rdzeni
- 16 x 32 GB DDR4 3200 MHz
- 16 x 128 GB pamięci trwałej Intel serii 200
- Dysk SSD rozruchowy: Intel 1TB SATA
- Dysk SSD bazy danych: Intel P5510 7.68TB
- System operacyjny: CentOS 8.3.2011
Platforma Cascade Lake – Supermicro SYS-2029U-TN24R4T
- 2 x Intel Xeon Platinum 8270 @ 2.70 GHz 26 rdzeni
- 12 x 16 GB DDR4 192 GB
- 12 x 128 GB pamięci trwałej Intel serii 100
- Dysk SSD rozruchowy: 1TB SATA SSD
- System operacyjny CentOS 8.2.2004
Zarówno Optane, jak i MemVerge Memory Machine lepiej sprawdzają się w aplikacjach pamięciowych. Nasze testy porównawcze zazwyczaj dotyczą obciążeń od normalnych do mocno obciążonych, występujących w rzeczywistych warunkach pracy IT. Zamiast tego, przyjrzymy się kilku różnym testom, a konkretnie porównaniom DRAM kontra PMem kontra DRAM + PMem oraz ich skutkom. W tej recenzji wykorzystamy test wydajności KDB Performance zarówno do testu zbiorczego wstawiania i odczytu danych, jak i Redis Quick Recovery z ZeroIO Snapshot oraz Redis Clone z ZeroIO Snapshot.
Testowanie wydajności KDB
Baza danych Kx kdb+ to oparta na pamięci baza danych szeregów czasowych. Jest znana ze swojej szybkości i wydajności, dlatego cieszy się dużą popularnością w branży usług finansowych. Jednym z głównych ograniczeń dla kdb jest ograniczona pojemność pamięci DRAM. MemVerge Memory Machine idealnie się tu sprawdza, dzięki czemu kdb może w pełni wykorzystać potencjał PMem, zwiększając przestrzeń pamięci, z wydajnością porównywalną z DRAM. W teście masowej operacji wstawiania danych, przeanalizowaliśmy pojedyncze wstawianie danych, 10, 100 i 1000 wstawień i zmierzyliśmy liczbę wstawień danych w milionach na sekundę. Analizujemy tylko DRAM i Memory Machine z warstwowaniem pamięci DRAM.
W przypadku pakietu KX kdb+ analizujemy zarówno Cascade Lake, jak i Ice Lake. Wyniki są rejestrowane w milionach rekordów na sekundę (MR/s). Począwszy od Cascade Lake, w jednej partii wszystkie trzy były mniej więcej takie same. Gdy zaczęliśmy zwiększać wydajność, pamięć DRAM przyspieszyła, osiągając szczyt około 142 MR/s. Pamięci MM z warstwowaniem pamięci DRAM dogoniły przy 1000 partii.
Ten sam test na Ice Lake zaczyna się mniej więcej tak samo: w jednej partii wyniki obu są mniej więcej takie same, przy 10 partiach DRAM i MM z warstwowaniem DRAM są takie same, ale przy 100 MM z warstwowaniem DRAM wyprzedza tym razem z wynikiem 333 MR/s. Obie partia doganiają z wynikiem 500 MR/s przy 1000 partiach, co jest ponad 3.5 razy więcej niż szczytowy wynik Cascade Lake.
Następnie sprawdziliśmy kdb+ z testem odczytu. Tutaj konfiguracja testu jest nieco inna. Test odczytu jest taki sam, ale tym razem sprawdziliśmy tylko pamięć DRAM, a następnie pamięć Memory Machine z 40 GB warstwowania pamięci DRAM. Na procesorze Xeon Gen 2 tylko pamięć DRAM osiągnęła 4.22 GB/s, podczas gdy MM z 40 GB warstwowania pamięci DRAM osiągnął 4.83 GB/s.
Ten sam test nowych procesorów wykazał 5.13 GB/s z pamięcią DRAM i aż 9.77 GB/s z pamięcią MM i 40 GB pamięci DRAM.
Wniosek
Wraz z nowymi procesorami pojawia się nowy PMem – Intel Optane Persistent Memory Series 200. Firma wykorzystała istniejący produkt i wprowadziła ulepszenia tam, gdzie były one najbardziej efektywne. Firma deklaruje 32% wzrost wydajności w porównaniu z pierwowzorem, z rdzeniami do 40 i obsługą 3200 MT/s. Chociaż dostępne są moduły o tej samej pojemności co poprzednia wersja (128 GB, 256 GB i 512 GB), Intel umożliwił użytkownikom dodawanie kolejnych modułów na gniazdo, zwiększając całkowitą pojemność pamięci RAM do 6 TB. Aby przetestować nowy PMem, współpracowaliśmy z MemVerge i ich najnowszą wersją Memory Machine v1.2.
W testach aplikacyjnych nowej platformy Intel Xeon Gen3 wykorzystującej MemVerge Memory Machine v1.2 zaobserwowaliśmy ogromne wzrosty w porównaniu z poprzednią generacją platformy Intel Xeon. W teście zapisu Kdb+, mierzącym prędkość zbiorczych operacji insertowania pojedynczych, 10, 100 lub 1000 partii, zaobserwowaliśmy ogromne wzrosty w porównaniu z platformą Gen2 o niemal najwyższej specyfikacji. W szczytowym momencie 1000 operacji insertowania partii, zaobserwowaliśmy różnicę około 142 milionów rekordów na sekundę (MR/s) na Xeon Gen2 w porównaniu z 500 MR/s na Xeon Gen3, co stanowi ogromną, 3.5-krotną różnicę. W teście odczytu Kdb+, porównującym Memory Machine + Pmem + 40 GB DRAM, zmierzyliśmy 4.83 GB/s na Xeon Gen2, podczas gdy Xeon Gen3 osiągnął imponujące 9.77 GB/s.
Ogólnie rzecz biorąc, nowa wersja procesorów Intel Xeon Gen3 wraz z pamięcią trwałą Intel Optane serii 200 ma wiele zalet, co zaobserwowaliśmy podczas testów z MemVerge. Chociaż największe zmiany na platformie Intela obejmują znacznie szybsze procesory, szybszą pamięć DRAM i obsługę PCIe Gen4, to Intel PMem 200 z odpowiednimi aplikacjami może naprawdę odmienić sytuację w wielu krytycznych zastosowaniach. Aplikacje takie jak SAP HANA, które natywnie współpracują z PMem, z pewnością docenią dostęp do wszystkich tych technologii Intela. Dla wszystkich, którzy chcą skorzystać z PMem 200, MemVerge oferuje łatwą ścieżkę adaptacji.
Amazon