【傲腾观察室】英特尔® 傲腾™ 技术如何提升云服务竞争力？

在12月14日，百易传媒（DOIT）举办的第二期“傲腾观察室”在线直播活动中，作为数据存储产业的长期观察者，DOIT总编宋家雨分析总结了傲腾技术在云计算以及互联网公司的典型应用，现场连线包括阿里云以及MemVerge的技术专家进行细致解读，为我们呈现了英特尔^® 傲腾^™ 技术在云环境中的价值。

英特尔^® 傲腾^™ 技术分为英特尔^® 傲腾^™ 持久内存和英特尔^® 傲腾^™ SSD两部分。其中，英特尔^® 傲腾^™ 持久内存最早是在2019年发布的；英特尔^® 傲腾^™ SSD最早在2017年发布的，它相对于普通NAND SSD有多种优势。而英特尔^® 傲腾™ 持久内存在弥补DRAM的不足和局限性方面吸引了更多关注。

宋家雨在节目中提到，内存技术发展缓慢，无法与数据量的增长速度相匹配，而英特尔^® 傲腾^™ 技术的出现则是在致力于解决此类问题。

如图中所见，过去四十余年的发展中，内存容量增速非常缓慢，而用户侧内存的需求量却在快速增长，并且两者之间的差距越来越大，我们肉眼可见的是，包括SAP HANA、Redis、Spark等内存数据库越来越流行，用户迫切需要更大的内存容量。

2021年，市场上最大的DDR4内存单条最大容量仅为256GB，而短短发布几年的第二代英特尔^® 傲腾^™ 持久内存达到了512GB。虽说最新的单条DDR5已经达到了512GB，但容量越大，成本越高，它相对于DRAM内存的优势就越发明显。

英特尔^® 傲腾^™ 持久内存相对于DRAM内存的容量/成本优势非常明显，它支持字节寻址，同时凭借接近内存的性能优势，进而在部分场景中直接替代DRAM内存。甚至在一些场景中，凭借非易失性的特性，相对于DRAM内存还表现出独特优势。

实际应用中，笔者看到越来越多的云服务商，以及超大规模数据中心用户选择了英特尔^® 傲腾^™ 持久内存，将其用在包括云主机在内的各种云服务上，获得了非常明显的成本效益和竞争优势。大内存开创者MemVerge基于英特尔^® 傲腾^™ 持久内存进行大内存方面的技术和方案创新，在降低英特尔^® 傲腾^™ 技术的落地难度的同时，也让我们看到了其的实际价值。

从MemVerge提供的实测数据来看，采用Memory Machine软件后的英特尔^® 傲腾^™ 持久内存和DRAM的组合方案，在相似的性能表现中，有较大的成本节省，在一些配置中所表现出的性能甚至超越了纯DRAM的性能表现。

这种性能和效率的大幅提升，对于云服务商非常重要，云服务商的超大数据中心有大量基础设施，动辄几十万甚至百万台服务器，这种性能和效率的提升将带来巨大的成本优势和竞争优势，因此，许多云服务商都推出了采用英特尔^® 傲腾^™ 技术的云服务。

阿里云是国内最大的云服务提供商，阿里云积极尝试各种先进技术来塑造更强的竞争力，阿里云在全球范围内率先推出了采用英特尔^® 傲腾^™ 持久内存的持久内存型实例。

作为阿里云弹性计算产品专家的唐湘华（花名 踏波）负责阿里云持久内存型实例产品的相关工作，主导了英特尔^® 傲腾^™ 持久内存技术在阿里云上进行产品化落地，并帮助国内多家大型企业以及初创企业找到了应用场景，利用持久内存产品实现了大幅度的降本增效。

踏波在节目中表示，自去年发布re6p系列持久内存型实例以来，经过一年的发展，已成功完成了大规模化的商业化。2021年，阿里云采用第三代英特尔^® 至强^® 可扩展处理器以及第二代英特尔^® 傲腾^™ 持久内存200系列打造了re7p实例，相较于re6p又有了较大提升。

与此同时，阿里云也在利用英特尔^® 傲腾^™ 技术做更多尝试。踏波介绍称，阿里云还推出了采用基于第二代英特尔^® 傲腾^™ 持久内存的IO增强型实例——性能增强型本地盘实例规格族i4p。它提供性能极高的本地盘，延时可以低到170ns，而传统NVMe SSD的延时则在十几到二十微秒的水平，非常适用于重IO型应用，帮助此类应用突破性能上的瓶颈。

英特尔^® 傲腾^™ 持久内存，将具有成本优势的大容量和持久性的特点进行了巧妙结合，从而提升了每个服务器插槽的内存容量，更好地将数据进行集中，同时，有助于提升每台服务器的利用率。

阿里云引以为傲的神龙虚拟化架构能将虚拟化对性能的损耗降低为零，将算力逼到极致，阿里云希望基于英特尔^® 至强^® 可扩展处理器以及英特尔^® 傲腾^™ 持久内存与阿里云第三代神龙架构结合起来，帮更多企业在性能和成本上达到更好地平衡，在许多场景中做到了成本降低性能不减。

英特尔^® 傲腾^™ 技术在阿里云的应用非常具有代表性，除了上文提到的诸多优势，我们还知道英特尔^® 傲腾^™ 持久内存的非易失性的特点，随着技术的发展和应用的深入，这一特点在实际应用中的价值也得到了显现。在MemVerge的技术方案中就利用了英特尔^® 傲腾^™ 持久内存的非易失性，通过内存快照等技术，将内存数据从英特尔^® 傲腾^™ 持久内存当中来恢复，大大降低了数据恢复所需时间。

如上图所示，传统的采用DRAM方案的系统中，如果出现节点故障需要进行恢复时，恢复1TB的缓存数据大概需要10个小时的时间，而是用DRAM加英特尔^® 傲腾^™ 持久内存的方案，配合MemVerge的技术来进行故障恢复时，能在1分钟之内恢复1TB的数据，大大提升了服务的可用性。

MemVerge中国区技术服务总监姚群力是数据管理和保护方面的专家，他在节目中介绍了DRAM加英特尔^® 傲腾^™ 持久内存方案（PMEM）的工作原理和实用价值。

从他的介绍中了解到，DRAM加英特尔^® 傲腾^™ 持久内存的方案本质上是一种内存分层技术，当需要更高的性能时就用DRAM，当需要访问大容量数据时就用英特尔^® 傲腾^™ 持久内存，MemVerge的Memory Machine软件会判断和进行数据的动态调配。

Memory Machine软件以软件定义的方式灵活根据应用需求进行配置，可以定义某个应用可访问的DRAM量和英特尔^® 傲腾^™ 持久内存的容量，以此来满足各种不同应用的需求，而且，这一重新分配内存的方式可以动态进行，应用无需停顿即可完成调配。

MemVerge的Memory Machine软件支持闪存快照，能保留应用在某个时间的完整状态数据，然后将这些数据克隆并保留好之后，就有了神奇妙用，比如：用于工作流的重启，用户应用的Resilence恢复以及工作负载迁移的场景。

比如，当内存数据库出现意外后，通常就得去持久化数据库来访问数据，响应速度会大大降低。而在采用了内存快照技术后，将数据持久化保存在傲腾持久内存层，这些数据可用于快速恢复，速度有了极大提升。

据了解，MemVerge的方案在包括高性能计算领域，在基因测序相关的生物学领域，以及汽车仿真和芯片设计领域都得到了采用，越来越多的用户意识到了其中存在的价值。

英特尔^® 傲腾^™ 持久内存的颠覆性非常大，而英特尔^® 傲腾^™ 固态盘在云环境中也得到了普遍应用。

我们以青云科技QingStor NeonSAN为例来看英特尔^® 傲腾^™ 固态盘的应用。企业关键业务、核心业务的存储，第一位就是要追求整个存储性能、存储架构的高稳定、高可用。青云完全自主研发了QingStor NeonSAN这款软件定义的分布式块存储，在青云公有云和私有云上提供一致的块存储服务。

追求极致的青云未满足于QingStor NeonSAN已有的优势。借助英特尔^® 傲腾^™ 技术，QingStor NeonSAN达到了更加卓越的性能。英特尔^® 傲腾^™ 固态盘有两种用法：

当直接放入QingStor NeonSAN全闪存的分布式存储时，在软件架构没有任何调试的基础下，单卷性能提升50%以上。当用作缓存时，充分发挥了英特尔^® 傲腾^™ 固态盘的高性能、低延迟的优势，为业务热点数据提供加速能力，达到了性能和成本之间的新平衡点。

QingStor NeonSAN加英特尔^® 傲腾^™ 固态盘的方案适用于电商、金融、保险等多用户、高并发的 OLTP 场景，而且NeonSAN 目前采用的英特尔^® 傲腾^™ 固态盘的每天写入次数（Drive Writes Per Day，DWPD）高达 30次，有力地保证了用户系统的有效生命周期。

为使英特尔^® 傲腾^™ 固态盘在 NeonSAN 中发挥出更大价值，青云还引入了英特尔^® CAS技术。它可以把数据从后端存储缓存到英特尔^® 傲腾^™ 固态盘的高速缓存中，当高速缓存空间写满后，英特尔^® CAS 会用新的数据替换掉旧数据。

英特尔^® CAS 让应用可始终以最快的速度读到最“热”的数据，这对于冷、热数据比例越来越悬殊的企业数据中心而言，有着非常现实的意义。对于用户来说，新技术的引入对于QingStor存储系统成本降低和性能提升有巨大帮助。

从英特尔^® 傲腾^™ 技术近几年的技术发展趋势，以及在云计算行业的应用概况中，我们应该意识到，一场大的变革正在发生。英特尔^® 傲腾^™ 技术的创新为用户带来了价值，为云服务提供商带来了额外竞争力。作为数据存储产业的长期观察者，也希望看到更多英特尔^® 傲腾^™ 技术在更多行业，更多关键业务领域所释放出的价值。

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