【傲騰觀察室】英特爾傲騰技術(shù)如何提升云服務(wù)競爭力？
在如今的IT技術(shù)市場上，有這樣一類技術(shù)創(chuàng)新勢力，它們有很多數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施資源，它們有大量在線業(yè)務(wù)，有的做電商，有的做游戲，有的做視頻網(wǎng)站，還有的做搜索引擎，它們有一個共同點(diǎn)，就是有很強(qiáng)的技術(shù)儲備，強(qiáng)到足以對外提供專業(yè)的技術(shù)服務(wù)，這股創(chuàng)新勢力就是我們熟悉的云服務(wù)提供商。
云服務(wù)市場，特別是公有云服務(wù)市場的競爭是非常激烈的。為了提升競爭力，云服務(wù)商會不斷豐富產(chǎn)品服務(wù)的類型，會從各個層面上做創(chuàng)新，不斷追求成本的降低和性能的提升，以求在巨大規(guī)模效應(yīng)下能掌握更大優(yōu)勢，在這過程中，許多企業(yè)都把目光投向了創(chuàng)新技術(shù)，其中就有英特爾®傲騰™技術(shù)。
在12月14日，百易傳媒（DOIT）舉辦的第二期“傲騰觀察室”在線直播活動中，作為數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)業(yè)的長期觀察者，DOIT總編宋家雨分析總結(jié)了傲騰技術(shù)在云計算以及互聯(lián)網(wǎng)公司的典型應(yīng)用，現(xiàn)場連線包括阿里云以及MemVerge的技術(shù)專家進(jìn)行細(xì)致解讀，為我們呈現(xiàn)了傲騰在云環(huán)境中的價值。
英特爾®傲騰™技術(shù)分為英特爾®傲騰™持久內(nèi)存和英特爾®傲騰™SSD兩部分，其中，傲騰持久內(nèi)存最早是在2019年發(fā)布的，傲騰SSD最早在2017年發(fā)布的，傲騰SSD相對于普通NAND SSD有多種優(yōu)勢，而傲騰持久內(nèi)存在彌補(bǔ)DRAM的不足和局限性方面吸引了更多關(guān)注。
內(nèi)存技術(shù)的不足與傲騰帶來的改變
宋家雨在節(jié)目中提到，內(nèi)存技術(shù)發(fā)展緩慢，無法與數(shù)據(jù)量的增長速度相匹配，而英特爾®傲騰™技術(shù)的出現(xiàn)則是在致力于解決此類問題。
如圖中所見，過去四十余年的發(fā)展中，內(nèi)存容量增速非常緩慢，而用戶側(cè)內(nèi)存的需求量卻在快速增長，并且兩者之間的差距越來越大，我們?nèi)庋劭梢姷氖?，包括SAP HANA、Redis、Spark等內(nèi)存數(shù)據(jù)庫越來越流行，用戶迫切需要更大的內(nèi)存容量。
2021年，市場上最大的DDR4內(nèi)存單條最大容量僅為256GB，而短短發(fā)布幾年的英特爾的第二代傲騰持久內(nèi)存達(dá)到了512GB。雖說最新的單條DDR5已經(jīng)達(dá)到了512GB，但容量越大，成本越高，傲騰相對于DRAM內(nèi)存的優(yōu)勢就越發(fā)明顯。
英特爾®傲騰™持久內(nèi)存相對于DRAM內(nèi)存的容量/成本優(yōu)勢非常明顯，它支持字節(jié)尋址，同時憑借接近內(nèi)存的性能優(yōu)勢，進(jìn)而在部分場景中直接替代DRAM內(nèi)存。甚至在一些場景中，憑借非易失性的特性，相對于DRAM內(nèi)存還表現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢。
實(shí)際應(yīng)用中，筆者看到越來越多的云服務(wù)商，以及超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心用戶選擇了英特爾®傲騰™持久內(nèi)存，將其用在包括云主機(jī)在內(nèi)的各種云服務(wù)上，獲得了非常明顯的成本效益和競爭優(yōu)勢。
大內(nèi)存開創(chuàng)者M(jìn)emVerge基于英特爾®傲騰™持久內(nèi)存進(jìn)行大內(nèi)存方面的技術(shù)和方案創(chuàng)新，在降低英特爾®傲騰™技術(shù)的落地難度的同時，也讓我們看到了傲騰的實(shí)際價值。
從MemVerge提供的實(shí)測數(shù)據(jù)來看，采用Memory Machine軟件后的英特爾®傲騰™持久內(nèi)存和DRAM的組合方案，在相似的性能表現(xiàn)中，有較大的成本節(jié)省，在一些配置中所表現(xiàn)出的性能甚至超越了純DRAM的性能表現(xiàn)。
這種性能和效率的大幅提升，對于云服務(wù)商非常重要，云服務(wù)商的超大數(shù)據(jù)中心有大量基礎(chǔ)設(shè)施，動輒幾十萬甚至百萬臺服務(wù)器，這種性能和效率的提升將帶來巨大的成本優(yōu)勢和競爭優(yōu)勢，因此，許多云服務(wù)商都推出了采用傲騰技術(shù)的云服務(wù)。
英特爾®傲騰™技術(shù)為阿里云技術(shù)創(chuàng)新帶來了哪些優(yōu)勢
阿里云是國內(nèi)最大的云服務(wù)提供商，阿里云積極嘗試各種先進(jìn)技術(shù)來塑造更強(qiáng)的競爭力，阿里云在全球范圍內(nèi)率先推出了采用英特爾®傲騰™持久內(nèi)存的持久內(nèi)存型實(shí)例。
作為阿里云彈性計算產(chǎn)品專家的唐湘華（花名 踏波）負(fù)責(zé)阿里云持久內(nèi)存型實(shí)例產(chǎn)品的相關(guān)工作，主導(dǎo)了英特爾®傲騰™持久內(nèi)存技術(shù)在阿里云上進(jìn)行產(chǎn)品化落地，并幫助國內(nèi)多家大型企業(yè)以及初創(chuàng)企業(yè)找到了應(yīng)用場景，利用持久內(nèi)存產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了大幅度的降本增效。
踏波在節(jié)目中表示，自去年發(fā)布re6p系列持久內(nèi)存型實(shí)例以來，經(jīng)過一年的發(fā)展，已成功完成了大規(guī)?；纳虡I(yè)化。2021年，阿里云采用第三代英特爾®至強(qiáng)®可擴(kuò)展處理器以及第二代傲騰持久內(nèi)存200系列打造了re7p實(shí)例，相較于re6p又有了較大提升。
與此同時，阿里云也在利用英特爾®傲騰™技術(shù)做更多嘗試。
踏波介紹稱，阿里云還推出了采用基于第二代傲騰持久內(nèi)存的IO增強(qiáng)型實(shí)例——性能增強(qiáng)型本地盤實(shí)例規(guī)格族i4p。它提供性能極高的本地盤，延時可以低到170ns，而傳統(tǒng)NVMe SSD的延時則在十幾到二十微秒的水平，非常適用于重IO型應(yīng)用，幫助此類應(yīng)用突破性能上的瓶頸。
英特爾®傲騰™持久內(nèi)存，將具有成本優(yōu)勢的大容量和持久性的特點(diǎn)進(jìn)行了巧妙結(jié)合，從而提升了每個服務(wù)器插槽的內(nèi)存容量，更好地將數(shù)據(jù)進(jìn)行集中，同時，有助于提升每臺服務(wù)器的利用率。
阿里云引以為傲的神龍?zhí)摂M化架構(gòu)能將虛擬化對性能的損耗降低為零，將算力逼到極致，阿里云希望基于英特爾®至強(qiáng)®可擴(kuò)展處理器以及英特爾®傲騰™持久內(nèi)存與阿里云第三代神龍架構(gòu)結(jié)合起來，幫更多企業(yè)在性能和成本上達(dá)到更好地平衡，在許多場景中做到了成本降低性能不減。
英特爾®傲騰™非易失性特性的價值
英特爾®傲騰™在阿里云的應(yīng)用非常具有代表性，除了上文提到了英特爾®傲騰™的諸多優(yōu)勢，我們還知道英特爾®傲騰™的非易失性的特點(diǎn)，隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的深入，這一特點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用中的價值也得到了顯現(xiàn)。
在MemVerge的技術(shù)方案中就利用了英特爾®傲騰™持久內(nèi)存的非易失性，通過內(nèi)存快照等技術(shù)，將內(nèi)存數(shù)據(jù)從傲騰持久內(nèi)存當(dāng)中來恢復(fù)，大大降低了數(shù)據(jù)恢復(fù)所需時間。
如上圖所示，傳統(tǒng)的采用DRAM方案的系統(tǒng)中，如果出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)故障需要進(jìn)行恢復(fù)時，恢復(fù)1TB的緩存數(shù)據(jù)大概需要10個小時的時間，而是用DRAM加傲騰持久內(nèi)存的方案，配合MemVerge的技術(shù)來進(jìn)行故障恢復(fù)時，能在1分鐘之內(nèi)恢復(fù)1TB的數(shù)據(jù)，大大提升了服務(wù)的可用性。
MemVerge中國區(qū)技術(shù)服務(wù)總監(jiān)姚群力是數(shù)據(jù)管理和保護(hù)方面的專家，他在節(jié)目中介紹了DRAM加（PMEM）傲騰持久內(nèi)存方案的工作原理和實(shí)用價值。
從他的介紹中了解到，DRAM加傲騰持久內(nèi)存的方案本質(zhì)上是一種內(nèi)存分層技術(shù)，當(dāng)需要更高的性能時就用DRAM，當(dāng)需要訪問大容量數(shù)據(jù)時就用傲騰持久內(nèi)存，MemVerge的Memory Machine軟件會判斷和進(jìn)行數(shù)據(jù)的動態(tài)調(diào)配。
Memory Machine軟件以軟件定義的方式靈活根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行配置，可以定義某個應(yīng)用可訪問的DRAM量和傲騰持久內(nèi)存的容量，以此來滿足各種不同應(yīng)用的需求，而且，這一重新分配內(nèi)存的方式可以動態(tài)進(jìn)行，應(yīng)用無需停頓即可完成調(diào)配。
MemVerge的Memory Machine軟件支持閃存快照，能保留應(yīng)用在某個時間的完整狀態(tài)數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)克隆并保留好之后，就有了神奇妙用，比如：用于工作流的重啟，用戶應(yīng)用的Resilence恢復(fù)以及工作負(fù)載遷移的場景。
比如，當(dāng)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)意外后，通常就得去持久化數(shù)據(jù)庫來訪問數(shù)據(jù)，響應(yīng)速度會大大降低。而在采用了內(nèi)存快照技術(shù)后，將數(shù)據(jù)持久化保存在傲騰持久內(nèi)存層，這些數(shù)據(jù)可用于快速恢復(fù)，速度有了極大提升。
據(jù)了解，MemVerge的方案在包括高性能計算領(lǐng)域，在基因測序相關(guān)的生物學(xué)領(lǐng)域，以及汽車仿真和芯片設(shè)計領(lǐng)域都得到了采用，越來越多的用戶意識到了其中存在的價值。
英特爾®傲騰™SSD在云存儲場景中的應(yīng)用
英特爾®傲騰™持久內(nèi)存的顛覆性非常大，而傲騰的另外一種產(chǎn)品形態(tài)傲騰固態(tài)盤在云環(huán)境中也得到了普遍應(yīng)用。
我們以青云科技QingStor NeonSAN為例來看傲騰固態(tài)盤的應(yīng)用。企業(yè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)、核心業(yè)務(wù)的存儲，第一位就是要追求整個存儲性能、存儲架構(gòu)的高穩(wěn)定、高可用。青云完全自主研發(fā)了QingStor NeonSAN這款軟件定義的分布式塊存儲，在青云公有云和私有云上提供一致的塊存儲服務(wù)。
追求極致的青云未滿足于QingStor NeonSAN已有的優(yōu)勢。借助傲騰技術(shù)，QingStor NeonSAN達(dá)到了更加卓越的性能。傲騰固態(tài)盤有兩種用法。
當(dāng)直接放入QingStor NeonSAN全閃存的分布式存儲時，在軟件架構(gòu)沒有任何調(diào)試的基礎(chǔ)下，單卷性能提升50%以上。當(dāng)用作緩存時，充分發(fā)揮了傲騰固態(tài)盤的高性能、低延遲的優(yōu)勢，為業(yè)務(wù)熱點(diǎn)數(shù)據(jù)提供加速能力，達(dá)到了性能和成本之間的新平衡點(diǎn)。
QingStor NeonSAN加傲騰固態(tài)盤的方案適用于電商、金融、保險等多用戶、高并發(fā)的 OLTP 場景，而且NeonSAN 目前采用的英特爾®傲騰™ 固態(tài)盤的每天寫入次數(shù)（Drive Writes Per Day，DWPD）高達(dá) 30次，有力地保證了用戶系統(tǒng)的有效生命周期。
為使英特爾®傲騰™ 固態(tài)盤在 NeonSAN 中發(fā)揮出更大價值，青云還引入了英特爾® CAS技術(shù)。它可以把數(shù)據(jù)從后端存儲緩存到傲騰固態(tài)盤的高速緩存中，當(dāng)高速緩存空間寫滿后，英特爾® CAS 會用新的數(shù)據(jù)替換掉舊數(shù)據(jù)。
英特爾® CAS 讓應(yīng)用可始終以最快的速度讀到最“熱”的數(shù)據(jù)，這對于冷、熱數(shù)據(jù)比例越來越懸殊的企業(yè)數(shù)據(jù)中心而言，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。對于用戶來說，新技術(shù)的引入對于QingStor存儲系統(tǒng)成本降低和性能提升有巨大幫助。
結(jié)束語
從傲騰近幾年的技術(shù)發(fā)展趨勢，從傲騰在云計算行業(yè)的應(yīng)用概況中，我們應(yīng)該意識到，一場大的變革正在發(fā)生，傲騰的創(chuàng)新技術(shù)為用戶帶來了價值，為云服務(wù)提供商帶來了額外競爭力。
作為數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)業(yè)的長期觀察者，也希望看到更多傲騰在更多行業(yè)，更多關(guān)鍵業(yè)務(wù)領(lǐng)域所釋放出的價值。
