這個暑期，你還在回憶她？

七月，除了潮熱的天氣，還有讓人愉快的暑期。即便你已不再享有這種"特權"，可每年的這個時候，心中都難免泛起有關於暑期的青春記憶。

《那些年，我們一起追過的女孩》就是關於青春主題的電影代表。電影本身的故事很普通，普通到我們感覺非常的真實，就像我們每一個人的青春的投影；但故事也是不平凡的，因為不是每一個人都像電影結局那樣，擁有一段錯過的美好。青春是張揚、激情、沒心沒肺，我們的青春有著各不相同的開始和結尾，但那些閃閃發光的小情節卻不謀而合。

一樣的單車，一樣的陽光，一樣的笑容燦爛…… 不經意間聽到某一首歌，某一段旋律，就會瞬間回憶起某段時光里的自己。

2018年Dell EMC進入中國已經20年，在這期間IT行業的發展速度比勘稱奇蹟的中國經濟速度還要快。這20年就是IT的青春，同時也是絕大多數IT人的青春。

20年內IT行業變化是驚人的，1998年Intel發布了Pentium II Xeon至強處理器（350nm，233MHz），到今天的Intel Skylake至強處理器（14nm，28核，2.5GHz）。

◆ 內存從早期的第一代SDRAM到現在的NVDIMM；

◆ 從當年的小型機，到現在的高性能的X86伺服器；

◆ 從當年高大上的雙機熱備方案到現在的虛擬化解決方案；

◆ 從當年的機房託管到現在雲平台租賃；

◆ 從當年的幾百上千IOPS到現在的單機百萬IOPS。

最重要的一點，在房價不停上漲的20年（幾百一平到幾萬幾十萬一平），我們的計算性能在不停翻番的情況下，用戶的購買價卻在不停的下降。這是不是有點還老返童，越活越年輕的感覺？

這些年IT的技術日新月異（大家去圖書館的話，可以發現TP3分類的書籍越來越多），一些技術被淘汰，一些技術隨時代革新。今天，這個青春成長的記憶關於NVDIMM……

那些年的NVDIMM-N

NVDIMM的全稱是Non-Volatile Dual In-line Memory Module，即非易失性雙列內存模組，如果把NV（非易失）去掉，就相當於傳統的內存DIMM。而對於易失與非易失的最關鍵區別就是在系統斷電後，數據是否會消失。就這個角度而言，傳統的硬碟（HDD）就是一個標準的非易失性存儲器，但它的性能遠不如內存。

而現在SSD與NVMe所使用NAND快閃記憶體則就是NVRAM的一種（3D X-Point與憶阻器也是），雖然和內存晶元都被稱為RAM（Random Access Memory，隨機訪問存儲器），可性能仍然有很大差距，這也正是長期以來非易失與易失型存儲器的一個不可調和的矛盾，也因此讓伺服器性能在很多場合必須妥協，而NVDIMM的出現則在很大程度上消除了這一矛盾，並讓永久型內存（Persistent Memory，又稱Persistent DRAM）真正開始發揚光大。

NVDIMM 類型

JEDEC標準組織有三種型號的NVDIMM實現：

◆ NVDIMM-F：直接採用快閃記憶體作為內存的DIMM。系統用戶需要將存儲DIMM與傳統DRAM DIMM配對。NVDIMM-F已於2014年出產。

◆ NVDIMM-N：一個同時採用快閃記憶體與傳統DRAM的DIMM模塊。計算機直接訪問傳統DRAM。在發生電源故障時，模塊將數據從易失性的傳統DRAM複製到非易失性的快閃記憶體，並在恢復供電時複製回來。它只需使用一個小型的備份電源。

◆ NVDIMM-P：規範預計於2018年由JEDEC發布。它將使用ReRAM技術作為計算機的主內存，並使用DDR5介面。NVDIMM-P有非易失性DRAM，並可以存取外部的面向塊（快閃記憶體）驅動器作為內存高速緩存

Dell EMC的NVDIMM類型

Dell EMC的NVDIMM選用的是基於JEDEC的NVDIMM-N的產品，它在傳統存儲技術的基礎上，進行了前所未有的性能改進。每個NVDIMM-N都提供16GB的非易失性內存，且具有與標準288針DDR4 DIMM相同的外形規格。NVDIMM-N安裝於標準CPU內存插槽中，使數據更靠近處理器。由於NVDIMM-N能夠以2666MT/s DDR4的數據率運行，因此可以充分利用內存匯流排所特有的高帶寬和極低延遲優勢。下表提供了DDR4與其他伺服器存儲介質相比的近似數據訪問時間。

Dell EMC NVDIMM-N具有以下重要特徵：

• 符合JEDEC的DDR4 288針NVDIMM-N；
• 16 GB RDIMM，PC4-2666；
• SLC快閃記憶體用於備份；
• 系統中運行狀況監測和警報。

NVDIMM-N LED的行為:

Dell EMC NVDIMM電源保護優勢

眾所周知，NVDIMM需要使用電池來提供備用電源以將內容從DRAM複製到快閃記憶體。儘管基於JEDEC的NVDIMM-N可以使用雙電層電容器作為備用電源，但Dell EMC的電池是集中電源解決方案，可以提供更加小巧、可靠且集成的電源。將供電功能集成到系統板，無需使用單獨的電纜連接到每個 NVDIMM-N，從而摒棄了基於雙電層電容器的解決方案的這種典型做法。

Dell EMC伺服器在第一次檢測到交流電源斷電時，伺服器將激活電池並觸發NVDIMM-N以將其DRAM內容保存到快閃記憶體。保存過程大約需要一分鐘時間即可完成，在此期間，需要使用電池作為備用電源。電池僅對為完成保存操作必須供電的伺服器子系統供電。所有其他子系統將關閉電源，或者置於低功率狀態以延長電池壽命。保存操作完成後，電池將取消激活，並且將允許伺服器完全關閉。

Dell EMC R740 NVDIMM-N電池安裝示意圖

NVDIMM的工作方式

下圖是NVDIMM-N的概覽，其中顯示了主要組件和系統介面。NVDIMM-N的核心是DDR4 DRAM設備，這些設備支持NVDIMM-N作為RDIMM運行。支持NVDIMM-N存留數據的組件是控制器、快閃記憶體和調壓器，這些組件也集成在DIMM上。

NVDIMM正常工作狀態

NVDIMM-N安裝在伺服器內存插槽中。從硬體角度來看，NVDIMM-N好像是作為標準DDR4 RDIMM的處理器。它們會在BIOS開機自測期間進行初始化，並且CPU可以使用標準DDR4內存載入/存儲事務訪問NVDIMM-N上的DRAM數據。

數據備份到快閃記憶體

倘若發生伺服器關機、冷重新引導或斷電的情況，將會向NVDIMM-N控制器發送保存信號，這將觸發NVDIMM-N控制器將其所有DRAM內容備份到板載快閃記憶體存儲。在伺服器即將關機或NVDIMM-N臨近斷電時，隨時會觸發 NVDIMM-N保存事件。完成此備份過程大約需要1分鐘。此持續時間與伺服器中安裝的NVDIMM-N數量無關，因為保存事件在所有NVDIMM-N中並行發生。

電池可為NVDIMM-N提供備份電源，這樣，即使在交流電源斷電後，也能完成備份操作。保存操作完成後，電池將取消激活，以便伺服器和NVDIMM-N完全關閉。

數據從快閃記憶體恢復

在伺服器開機時，BIOS將初始化NVDIMM-N上的DRAM。BIOS使用SMBus管理介面來命令NVDIMM-N控制器從快閃記憶體恢復其DRAM內容。完成此恢復過程大約需要1分鐘。此持續時間獨立於伺服器中安裝的NVDIMM-N數量，因為恢復過程跨所有NVDIMM-N並行執行。之後，BIOS會將NVDIMM-N呈現給伺服器操作系統以作為永久內存。請注意，永久內存與正常操作系統操作所需的系統內存截然不同。

NVDIMM的應用場景

Dell EMC DPS數據保護方案

計算機系統的計算結果和服務信息皆臨時保存在內存中，這些數據在系統掉電後將丟失，甚至能引起整個系統的崩潰。NVDIMM可以解決系統異常掉電情況下，內存數據的保存工作，並且能夠在系統恢復正常運行後，繼續之前的工作。

全系統保護是NVDIMM的一個典型應用場景。在系統異常掉電後，該系統能在短時間內將整個計算機系統當前的工作狀態（包括CPU，橋接晶元，網卡等硬體設備以及系統中所有的進程）保存至NVDIMM。在系統重新上電運行後，立即恢復至之前的運行狀態，彷彿系統只是「打了個盹」。

在IT技術發展日新月異的今天，虛擬化技術作為Cloud的核心技術，得到了廣泛的關注與創新。與此同時，作為雲服務運行的底層載體，虛擬機的數據安全與完整是目前急需解決的重要課題。虛擬機實質為軟體模擬的具有完整硬體系統功能的、運行在一個完全隔離環境中的完整計算機系統，也就意味著虛擬機的所有運行狀態都在內存中。NVDIMM可以利用虛擬機本身的快照功能，在系統異常情況下，迅速保護存儲在內存中的臨時快照，達到保護整個虛擬機的目的。

作為虛擬化的主流平台，2018年Dell EMC科技集團的Vmware Vsphere 6.7版本已經正式支持NVDIMM。用戶可以選擇購買Dell EMC PowerEdge 14G Server，在安裝Vsphere 6.7版本時，直接在Dell EMC Server的BIOS中選擇Non-Volatile DIMM（見下圖）。

之後按照正常流程部署Vsphere，可以在VC界面看到NVDIMM的容量（見下圖）。

註：具體部署流程用戶可以前往下面的網址下載相關的文檔。http://en.community.dell.com/techcenter/extras/m/white_papers/20487486

如果用戶對Dell EMC的數據保護方案感興趣，可以在NVDIMM基礎上選擇Dell EMC DPS產品，提供完整系統的保護和CDP持續數據保護，這樣您的數據就可以高枕無憂了。

Dell EMC可以提供專業支持Vmware的DPS數據保護解決方案。

註：如您有興趣了解更多Dell EMC解決方案，可選中下方鏈接在瀏覽器中打開。

https://www.dellemc.com/zh-cn/products-solutions/solutions2.htm

Dell EMC資料庫加速解決方案

磁碟緩存是為了減少CPU透過I/O讀寫磁碟的次數，提升磁碟I/O的效率，用一部分內存來儲存訪問較頻繁的磁碟內容。磁碟緩存的存在對於數據訪問的一致性帶來了問題，尤其是採用write-back策略的寫緩存導致異常掉電情況下內存中更新的數據未能及時寫入磁碟而丟失。NVDIMM是寫緩存的最佳存儲介質。它的隨機訪問性質能讓CPU和操作系統直接訪問管理，並且非易失性保證數據在異常掉電情況下得以保護。

Dell EMC PowerEdge 14G伺服器利用NVMe SSD和NVDIMM的高容量、高性能特點，結合Infiniband技術，搭建出「支持超過100萬IOPS的處理能力，超過20GB/s的吞吐量」的資料庫加速解決方案（如下圖）。

Dell EMC高I/O存儲解決方案

存儲鏈是將整個存儲系統中的數據按照安全度，性能要求以及使用頻率分層存儲在不同的非易失存儲介質中。

如圖所示為一典型的存儲鏈實例，IO性能要求較高的數據被存儲在SSD上，而要求較低的數據放入SAS或NL-SAS介質上。而I/O性能往往是用戶非常關心的，尤其在高I/O的資料庫業務上。

在NVDIMM出現之前，如何應對高I/O挑戰？相信大夥自然而然的反應是「用SSD來解決吧。」回頭看看，這正是幾年前存儲系統採取的辦法——將SSD用作寫緩衝和元數據緩存。

這幾年隨著技術的進步，SSD的量產以及SSD容量的大幅提升，快閃記憶體已然成為了佔據主導地位的存儲媒介，應用系統的訪問量爆發性的增長導致IOPS的需求更高，SSD也不能很好的滿足這些性能需求。且用戶真正的挑戰還在於SSD的耐寫度以及性價比，以容量換壽命一定程度上能降低耐寫度的要求，但無法滿足性能需求。因此NVDIMM的量產，可以解決性能需求的同時，壽命上要優於SSD。

在具體的解決方案中，我們可以將NVDIMM可作為存儲鏈的最前端，它的速度比SSD更快，並且能夠提供直接隨機訪問的特性。CPU的內存柵障與刷新cache指令能夠保證NVDIMM數據的一致性。所以我們可以藉助NVDIMM和NVME SSD以及普通大容量讀密集型的SSD或者HD，搭建一個兼顧性能和容量的分散式存儲解決方案（如下圖）。

如果用戶對數據的存儲容量要求並不大（≤1PB），而是對I/O性能要求較高，用戶可以選擇NVDIMM+Dell EMC快閃記憶體分層存儲解決方案。

在上圖中，藉助NVDIMM和全快閃記憶體存儲，Dell EMC可以輕易地給用戶提供百萬級的IOPS。

首先：伺服器內置NVDIMM作為數據的緩存層，滿足高I/O的讀寫需求，數據則存放在後端的存儲上。為了保證整條I/O鏈路的讀寫性能，後端存儲採用的是Dell EMC的全快閃記憶體存儲。慮到性價比，Dell EMC存儲可以提供基於SSD的分層，用戶可以選擇SLC SSD和大容量的TLC或者MLC SSD，業務數據可以在兩種不同的SSD上進行自動的調度，從而幫助用戶獲得I/O性能和容量的平衡，達到一個最優的性價比。

其次，由於高I/O性能的數據同時也是用戶的重要數據，Dell EMC存儲內置CDP持續數據保護功能，數據在存儲上落地後，可以藉助CDP功能防止數據的邏輯故障（比如：病毒入侵，人為誤刪除或者惡意刪除）。

最後，用戶可以藉助存儲之間的雙活功能，實現一個全系統的高可用或者兩個站點之間的容災。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！