vSphere 6.7 feature: Persistent Memory
持久性內存是vSphere最新版本帶來的新功能之一，可進一步提高平台的靈活性。該術語不僅適用於VMware產品，因為它使用了新型內存NVM。在某種程度上，它與超高速SSD存儲器相當。它是位於硬碟或快閃記憶體Nand和內存之間的另一層存儲，以提高性能。
伺服器的主要不同存儲層包括CPU緩存，DRAM和磁碟（SSD或HDD），每個都比前一個慢。除了巨大的性能差距（帶寬和延遲）之外，DRAM和磁碟之間的最大區別在於前者是易失性存儲器，這意味著它不會保留在電源循環後存儲的任何數據。
什麼是NVDIMM？
非易失性存儲器（NVM或NVDIMM）是一項革命性技術，將進一步擴展我們伺服器的性能。它被開發為一種RAM，與傳統DRAM相比，它保留了其內容。這些類型的模塊可以將DRAM的內容轉儲到NAND快閃記憶體組件中。NVDIMM在常規內存插槽中運行，儘可能靠近處理器，並以DRAM的速度和延遲處理關鍵數據！
「NVDIMM是一種非易失性持久存儲解決方案，它將NAND快閃記憶體，DRAM和可選電源組合到一個存儲器子系統中。該解決方案提供類似DRAM的延遲，可以備份它處理的數據，提供在電源中斷時快速恢復的能力。
NVDIMM採用傳統DRAM製成的內存模塊形式，快閃記憶體NAND組件位於dimm本身作為存儲層。因此，不是直接發送到磁碟並依賴磁碟和SAS電纜的訪問時間，而是RAM的內容可以存儲在其持久模塊中，以便在需要時更快地訪問CPU。NVDIMM的密度應該是DRAM的10倍以上，是SSD性能的100倍。DRAM的延遲是以納秒為單位測量的！這些模塊中的大多數還嵌入了一個電容器，以便在電氣故障時RAM可以卸載到持久存儲器。
擁有額外的存儲層將通過減少訪問數據的延遲時間和從模塊處理的IO來減輕後端存儲，從而大大提高性能。
存儲技術
數據訪問時間
15K SAS磁碟
~6,000,000 ns
SATA SSD
~120,000 ns
NVMe SSD
~60,000 ns
DDR4 NVDIMM-N
~150 ns
持久性內存有多種好處：
- 通過直接內存訪問提高性能，提高CPU和內存利用率
- 更高容量的內存工作負載，如資料庫緩存和分析數據集
- 使後端存儲（SSD / HDD）免受大量IOPS的影響，從而延長其使用壽命
像資料庫這樣需要高帶寬和低延遲的虛擬機將是第一個受益於這種新型存儲的工作負載。
vSphere 6.7implementation
在vSphere 6.7中，無論是否已編寫應用程序以支持應用程序，主機和虛擬機都可以利用持久性內存。將內存模塊添加到主機後，它將被vSphere選中，並在「內存」（DRAM）旁邊顯示為「永久內存」。
模塊的NVDIMM容量在主機上顯示為本地數據存儲。這涉及任何VM（甚至是傳統操作系統）都可以利用它，並且不需要兼容性或客戶操作系統更改。vSphere目前支持兩種訪問持久內存的模式：
vPMEMDisk (Righton the diagram)
使用vPMEMDisk，vSphere會分配一塊PMEM數據存儲，並將其作為虛擬磁碟提供給虛擬機，該虛擬磁碟可以像任何其他磁碟一樣安裝在SCSI控制器上。guest虛擬機不需要進行任何更改，它不需要與NVDIMM兼容，並且VM不必與6.7兼容。
為了將磁碟分配給PMEM數據存儲區，將對其應用「hostlocal PMem默認存儲策略」。請注意，一旦應用該策略，您無法更改它，您必須遷移或克隆它才能執行此操作。
vPMEM (Left onthe diagram)
這種模式不那麼容易，因為它將NVDIMM容量作為「虛擬NVDIMM設備」呈現給VM。在此配置中，客戶機操作系統必須與NVM技術（Windows Server2016和Linux Kernel 4.2+）兼容，並且VM必須與6.7（版本14）兼容。vSphere將存儲虛擬NVDIMM設備，而不是將VM的虛擬磁碟存儲在本地PMEM數據存儲上。
在此模型中，通過直接和不間斷地訪問NVDIMM硬體，應用程序可以體驗到最高的性能提升，而之前的模式只有VM才能從非常快的虛擬磁碟中受益。
關於持久性內存的考慮
在任何一種情況下，請注意PMem數據存儲僅用於存儲虛擬NVDIMM設備和VM的傳統虛擬磁碟。不是你想要的，但你不能存儲其他文件，如vmx，log，iso ......數據存儲上唯一可用的操作是監視可用的統計信息。每個vSphere主機只能存在一個本地PMEM數據存儲。
此外，請注意，在將主機置於維護模式之前，必須從主機中撤出所有VM。
在VM啟動後，PMEM資源將保留在主機上，而不管其未來的電源狀態如何。遷移或刪除VM時，將取消預留。
將啟用PMEM的VM遷移到另一台主機涉及使用storage vMotion，因為它使用本地數據存儲，當然，目標主機必須具有足夠的PMEM資源來滿足VM的預配置容量。但是，與使用vPMEM的虛擬機相比，具有vPMEMDisk的虛擬機可以遷移到沒有PMEM資源的主機。
支持的設備
截至目前，只有戴爾和惠普提供支持和可用設備才能使用持久性內存。
與戴爾相反，惠普在其DL380 Gen10中提出了他們所謂的HPE 可擴展永久內存。這些模塊不是一種存儲器，而是一種「以內存速度運行並具有太位元組容量的集成存儲解決方案」，可以擴展到1TB。
結論
這種持久性內存技術在VMware生態系統中仍然是一個非常新的技術，我們將在VMworld 2018上學到更多關於它的信息。但是，我們已經可以推測它的發展方向。隨著NVDIMM設備的容量達到1TB（HPE），DRAM組件變得更像NVDIMM模塊的緩存層，就像幾年前Flash NAND用於HDD一樣。你 可能沒有支持 NVDIMM 的主機但你已經可以通過手動保留主機內存的百分比來偽造持久內存來測試該功能， 此處有 更多信息。
隨著時間的推移和價格的下降，這種新型存儲肯定會成為我們處理伺服器IOPS和延遲的改變者。
