بررسی حافظه HPE Persistent Memory و NVDIMM

تکنولوژی HPE Persistent Memory، حافظه دائمی و پایداری ارائه می‌دهد که به منظور دستیابی به پایداری ذخیره‌سازی سنتی در رم‌ها طراحی شده است و در واقع راهکار ذخیره‌سازی است که با سرعت و طول عمر DRAM کار می‌کند. این نوع حافظه‌ها، کارایی بسیار بالایی را به همراه قابلیت اطمینان و بهره‌وری فراهم می‌کنند و اطمینان خاطر را برای مشتریان فراهم می‌کند چرا که در کسب‌وکارهای امروزی کارایی و سرعت حافظه را با پایداری در ذخیره‌سازی ترکیب کرده است. این تکنولوژی هیبرید DIMM (Hybrid DIMM) نیز نامیده می‌شود.

 تکنولوژی NVDIMM

 NVDIMMهای 8 گیگابایتی اچ پی، اولین محصول این تکنولوژی است و در سرورهای نسل 10 اچ پی، HPE Scalable Persistent Memoryها ارائه شده‌اند که NVDIMMهای 16 گیگابایتی اچ پی را فراهم می‌کنند.

سرورهای پرولیانت نسل 9 از سال 2015 از DDR4 NVDIMMها پشتیبانی می‌کنند که کنترلر خاصی دارند و در واقع رابط اصلی به پردازنده هستند. HPE Persistent Memory هم اکنون در سرورهای DL380 G9 و DL360 G9 که از پردازنده‌های E5-2600v4 استفاده می‌کنند به صورت NVDIMMهای 8 گیگابایتی و مجموع ظرفیت 128 گیگابایت (12×8 GB) قابل دسترسی است. همچنین HPE Scalable Persistent Memory در سرورهای DL380 G10، DL360 G10، DL580 G10 و DL560 G10 با ظرفیت بالاتر 16 گیگابایت و به صورت NVDIMMهای 16 گیگابایتی در دسترس هستند که قابلیت‌های بهتری ارائه می‌دهند. با توجه به اینکه در این سرورهای نسل 10 اچ پی، هر پردازنده از حداکثر 6 عدد NVDIMM پشتیبانی می‌کند در نتیجه در مجموع در سرورهای سری 300، ظرفیت 192 گیگابایت (12×16 GB) و در سرورهای سری 500، ظرفیت 384 گیگابایت (24×16 GB) پشتیبانی می‌شود.

HPE Scalable Persistent Memory دارای سه مولفه اصلی است: قسمت DRAM که برای سرعت و شتاب‌بخشی به اپلیکیشن‌ها است، قسمت ذخیره‌سازی از نوع فلش (NAND Flash) که ذخیره‌سازی دائمی را انجام می‌دهد و منبع تغذیه بکاپ که انرژی لازم برای انتقال اطلاعات از DRAM به Flash را تامین می‌کند.

حافظه‌های NVDIMM در همان اسلات‌های حافظه و همانند Standard DDR4 DIMMها نصب می‌شوند و می‌توان آنها را به صورت ترکیب با RDIMMها استفاده کرد ولی به صورت ترکیب با LRDIMM وجود ندارد. می‌دانیم که با قطع برق، اطلاعات داخل رم پاک می‌شود اما در این تکنولوژی که ترکیبی از رم و هارد است در هنگام قطع برق، HPE Smart Storage Battery، برق را در اسلات‌های حافظه نگه می‌دارد تا کنترلر NVDIMM، اطلاعات موجود در DRAM را به NAND Flash منتقل کند.

در شکل بالا می‌بینید که تکنولوژی NVDIMM چگونه استوریج را به مموری باس نزدیک می‌کند. چیپ‌هایی که در سمت چپ DIMM قرار دارند، از تکنولوژی DRAM برای ذخیره داده در حافظه استاندارد استفاده می‌کنند. حافظه‌هایی که در سمت راست DIMM قرار دارند، داده را در حافظه پایدار یا فلش مموری ذخیره می‌کنند که در نتیجه حتی اگر سرور خاموش هم شود، داده‌ها از بین نمی‌روند و باقی می‌مانند. چیپی که در قسمت وسط قرار دارد، کنترلری است که انتقال بین دو نوع حافظه را ممکن می‌کند.

در رابطه با این حافظه‌ها می‌توانید فایل PDF زیر را بخوانید:

HPE Persistent Memory در سرور‌های اچ پی

مزایای HPE Persistent Memory

HPE Persistent Memory می‌تواند Data Performance را در حد نانوثانیه فراهم کند که با دیگر دستگاه‌های ذخیره‌سازی سریع مانند HPE PCIe Workload Accelerators که زمان تاخیر، حدود چند صد میکروثانیه است، قابل مقایسه است.

HPE 8GB NVDIMMها در سرورهای نسل 9 اچ پی، تا 73 برابر زمان تاخیر کمتر و تا 24 برابر IOPs بیشتر و همچنین 6 برابر پهنای باند بیشتری در مقایسه با HPE PCIe Workload Accelerators فراهم می‌کند. همچنین آزمایشات اچ‌ پی مشخص کرده که در صورت استفاده از Microsoft® SQL Server در مقایسه با استفاده صرف از SSDها، تا 4 برابر کارایی و سرعت بالاتری فراهم می‌شود.

HPE Scalable Persistent Memory که در سرورهای نسل 10 اچ پی قابل استفاده هستند، در محاسبات حافظه‌محور با ظرفیت بالاتر مناسبند و نسبت به استفاده از SSDها، 27 برابر سریعتر هستند و زمان ری‌استارت کردن دیتابیس، کاهش 20 برابری دارد که نتیجه آن ارائه حداکثر Uptime است. این حافظه‌های پایدار و دائمی، باعث بهبود در HTAP، software-defined storage caching tiers و غیره می‌شود.

NVDIMMهای 8 و 16 گیگابایتی، باعث حذف Bottleneckهای کوچکتر ذخیره‌سازی می‌شوند که کارایی در سطح DRAM را فراهم می‌کند. این بدان معنی است که مشتریان می‌توانند دسترسی، تحلیل و کار با داده‌های خود را با سرعت بیشتری انجام دهند و از مزایای رقابتی بسیاری بهره‌مند شوند. در صورت استفاده از NVDIMMها، تا 50 درصد هزینه تهیه لایسنس کاهش می‌یابد چرا که NVDIMMها در مقایسه با زمانی که از دستگاه‌های Block Storage استفاده می‌شود، با تعداد هسته‌های کمتری کار می‌کنند.

هرچند که این نوع حافظه از همان اسلات‌های HPE SmartMemory استفاده می‌کند اما HPE NVDIMMها به عنوان حافظه سیستمی استفاده نمی‌شوند. این نوع حافظه، سریع‌ترین Tier در ذخیره‌سازی است و در اصل به عنوان شتاب‌دهنده اپلیکیشن و موارد Caching کاربرد دارد. درایورهای سیستم‌عاملی به NVDIMMها نیاز دارند و اپلیکیشن‌های امروزی، این تکنولوژی را دستگاه Block Storage می‌نامند. (همانند اپلیکیشن‌هایی که به دستگاه‌های ذخیره‌سازی سنتی مانند HDDها و SSDها دسترسی دارند.)

کاربردهای NVDIMMها

مزایای بسیاری را در زمینه سرعت و کارایی، هزینه و امنیت داده برای اپلیکیشن‌های سرور و استوریج کلاس انترپرایز فراهم می‌کند. همچنین برای شتاب‌بخشی اپلیکیشن‌ها نیز قابل استفاده است. NVDIMMها برای محیط‌هایی که محاسبات آنها در مقیاس بالاست (hyperscale) ایده‌آل است یعنی محیط‌هایی که بر محاسبه مبنی بر کلود، تحلیل کلان‌داده‌ها، دیتابیس‌های High Performance و همچنین اپلیکیشن‌هایی با زمان تاخیر کم مانند High Frequently Trading یا HFT تمرکز دارند. (HFT در واقع پلت‌فرمیست که حجم زیادی از خرید و فروش را در زمان بسیار کم انجام می‌دهد یعنی تراکنش‌هایی با سرعت بسیار بالا اجرا می‌شوند مانند بانک‌ها، صندوق‌های سرمایه‌گذاری و غیره.)