PMEM和存儲類內存是否物有所值？
自英特爾(Intel)和美光科技(Micron)在2015年7月推出其3D XPoint非易失性存儲器以來，IT專業人員一直在談論此類產品的性價比。對于3D XPoint最初的市場接受度，充其量只能說是冷淡。
但是隨著Intel和Micron推出3D XPoint SSD(也稱為存儲類內存SCM)和DIMM(也稱為數據中心持久性內存模塊DCPMM，或簡稱PMEM)，并且有實際的基準測試，OEM系統供應商的興趣不斷提高。盡管性能指標令人印象深刻，但沒有吸引用戶的興趣。
SCM是3D XPoint的第一個部署。根據ServeTheHome網站的數據，SCM基準通常顯示出非常低的延遲，并且IOPS大約是最快的NVMe閃存SSD的三分之二至三倍。而根據AnandTech稱，大型數據傳輸基準已顯示多達10倍的改進。
也許SCM最重要的性能優勢是其較小的寫入延遲，這對于NAND閃存而言很難實現。SCM主要用于高性能存儲陣列，盡管它也可用于服務器。
性價比難題
對于很多IT專業人員而言，問題在于性價比。對于相同容量，SCM的平均價格點通常比最快的NVMe閃存SSD高出四到五倍。這意味著但從性價比來看，并沒有太多價值。SCM的價值在于可從中獲益的應用程序，以及該性能改進帶來的 “線上”收益。
對于很多IT專業人員而言，線上收益是新概念。這是指來自來自更快響應時間和更早進入市場時間的收益-如果沒有這種性能改進就不會有該收益。其中一個很好的例子是高頻交易，其中延遲減少10倍可以返回數百萬的收入。對于其他企業而言，延遲時間和響應時間的改善可以縮短產品上市時間，并提高市場份額，如果上市時間延遲則不會有這些收益和利潤。
那么，哪些應用程序從SCM中受益比較大?那些需要較低的讀寫延遲和大量數據傳輸的應用。數據庫和各種AI技術(包括機器學習、深度機器學習和神經網絡)都可受益于減少的寫入和讀取延遲。數據倉庫、大數據分析和高性能計算則可受益于更快的大數據傳輸。
工作原理
DCPMM或PMEM呢?在我們了解如何有效利用這項技術前，我們需要一些背景知識。
在本文撰寫時PMEM僅可從Intel獲得。它是基于DDR4標準的DIMM規格的3D XPoint。它包括每DCPMM128 GB到512 GB。每個CPU或插槽最多有6個DCPMM。每個DCPMM與DRAM DIMM配對。DCPMM支持需要第二代或更高級的Intel Cascade Lake處理器。
按字節為單位來看，DCPMM的成本約為DRAM的一半，但速度要慢10倍左右。兩者均以字節模式寫入。這里的關鍵區別在于數據持久性。即使斷電，PMEM也可以用作永久內存。由于它基于非易失性3D XPoint技術，因此數據不應該總是持久的嗎?答案是肯定的。
PMEM有兩種模式：內存模式和應用程序直接模式(AppDirect)。內存模式通常會使用持久性內存，使其看起來就像是DRAM。當使用PMEM時，系統會看到更大的DRAM分配。它使用DCPMM作為主存儲器，而DRAM DIMM作為快速緩沖區，用于快速存儲所需數據。在性能方面，這比使用DRAM緩沖NVMe NAND閃存SSD更好。內存模式比較好的部分是它不需要更改應用程序或文件系統即可使用PMEM，它即插即用。但是，數據不被認為是持久性的。要保持持久性，需要AppDirect。
持續優勢
AppDirect使DCPMM的外觀、感覺和行為像RAM磁盤一樣。即使關閉電源，數據仍然存在。這可以實現快速重啟，從而很大程度地減少停機時間和數據丟失，盡管它本身不能啟動。 AppDirect之所以吸引關系數據庫是因為，當在運行內存時，它可簡化原子性、一致性、隔離性和持久性要求。更大的內存大小也使在內存中幾乎所有數據庫的運行變得更加容易。但是與內存模式不同，AppDirect不能即插即用。它需要修改應用程序，可能還需要修改文件系統，而不是一項瑣碎的任務，而且可能是一項巨大的任務。
一種知名的AppDirect部署是具有Exadata X8M的Oracle數據庫。甲骨文跨融合以太網使用AppDirect進行遠程直接內存訪問，以整合所有DCPMM在存儲服務器中，使它們對于所有數據庫服務器都顯示為單個持久內存池(每個機架最高27 TB)。這樣做的結果令人驚訝，可提供19 µs或更短的延遲以及1600萬個8K SQL讀取IOPS。甲骨文以與其非永久性存儲器Exadata X8相同的價格提供該產品，Exadata X8具有250 µs的延遲和657萬個8K SQL讀取IOPS。在相同價格下，延遲降低了10倍以上，IOPS則提高了約2.5倍。
這讓我們回到最初的問題? SCM和PMEM物有所值嗎? 答案是：“看具體情況。”這取決于更低的延遲、更快的響應時間和更快的大數據吞吐量是否會顯著提高生產力、上市時間和業務收入。最終還取決于性價比。
