从数据中获取更深层次的洞察

英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列支持更高速的分层内存，平均带宽提升 32%¹，每路总内存可高达 6 TB²

现在，已有超过 90% 的企业走上数字化转型之路³，致力于以数据为中心的业务。因此，他们需要不断采集、分析和保护日益增长的数据。

数据增长加速了对高性能、数据密集型计算的需求。随着算力需求的增长，通常情况下系统的内存容量也必须随之扩展。

大型 DRAM 池虽然时延低，有利于加快计算速度，但是 DRAM 的容量有限、价格昂贵且具有数据易失性。诚然，DRAM 已经成为现代服务器物料清单中造价不菲的组件。而另一方面，块存储虽然容量大、价格便宜且具备数据持久性，但将数据传输到 CPU 的速度较慢。

英特尔® 傲腾™ 持久内存 (PMem) 采用创新内存技术，弥补了上述产品的不足，将高性价比的大容量内存与对数据持久性的支持巧妙地结合在一起。借助第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器和英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列的组合，企业或机构能够通过内存分层和改进的存储分层架构，优化其工作负载的容量、性能与成本。

持久内存可兼容双路和四路平台，帮助企业将更多数据转化成可行洞察。

借助英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列优化工作负载性能和可靠性
 

DRAM 和英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列都位于 DDR 总线之上。两者可以一起使用，用于补充系统内存，实现高性能的分层内存架构。该系列持久内存有 128 GB、256 GB 和 512 GB 模组可供选择，提供大容量和持久性。与上一代产品相比，200 系列将内存带宽平均提高多达 32%¹。这些功能：
 

• 可支持分层内存和存储架构，有助于提高系统的整体性能、成本和效率
• 可将更多数据保存在更靠近 CPU 的地方，帮助加速大内存计算
• 可将数据持久保存在内存中，而无需从存储设备中重新加载，因此可加快重启时间并减少 I/O
• 可降低大内存节点的功耗

持久内存为数据密集、计算密集和要求大容量的工作负载带来很大的优势。从云到数据库，再到内存分析、虚拟化基础设施、内容分发网络等，这些架构都可以通过使用英特尔® 傲腾™ 持久内存来轻松地利用大规模的分层内存。利用英特尔® 傲腾™ 持久内存实现大内存池有助于加速获取洞察、节省成本并创造收入。

为平台优化提供强大的基础

第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器和英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列为多种类型的工作负载平台优化提供了强大的基础。凭借支持双路和四路平台的第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器，每条内存通道可支持一个英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列模组（四路平台上有 6 条通道，双路平台上有 8 条通道）。每个模组功率最高仅 15 瓦，提供大容量的同时不会消耗过多电能，再加上能够创建大内存平台，可有效助力以数据为中心的企业发展。

分层内存和存储

英特尔® 傲腾™ 持久内存为系统架构师和应用开发人员提供了新的选项，允许创建分层内存和存储层，从而应对工作负载的挑战。通过分层方式，平台资源可得到优化，便于数据访问和传输。程序员可以利用靠近 CPU 的技术的速度与邻近性，同时利用系统中的可用容量。

分层内存 – 在分层内存模型中，低时延的 DRAM 可高速访问本地内存，而英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列可提供大容量，以类似 DRAM 的速度存储和保护数据。根据应用的不同，英特尔® 傲腾™ 持久内存可被配置为持久内存或易失性内存。

通过将 DRAM 与持久内存相结合：
 

• 能够对海量数据集执行快速存内计算
• 能够在具有高性能大容量的虚拟平台上支持更多虚拟机
• 当应用能够感知持久内存时，降低关键数据丢失的风险
• 在计算中可以保存中间结果，并利用中间结果执行最终分析，从而加快大型计算的求解速度

分层存储 – 凭借分层存储模型，英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列可作为性能层使用，按字节寻址快速访问常用数据。而固态盘等其他技术则可在访问速度不那么关键的容量层时，以稍慢的速度访问“温数据”。

分层内存和存储架构有助于优化速度、时延、容量和成本。为每个应用选择正确的组合有利于优化系统及其工作负载。

高性价比的大容量内存

当作为用于增强 DRAM 的分层内存部署时，英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列可整合服务器并减少服务器的占用空间，从而减少软件许可成本、降低功耗、提高其他环节的运营效率。

大型内存数据计算 – 英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列支持大型内存数据库，可快速访问更多数据，无需再从外部存储中加载数据。需要处理海量数据集的工作负载（如科研或数据仓库和分析等）也能够持续运行，无需在本地重复加载和存储数据。

虚拟化基础设施 – 英特尔® 傲腾™ 持久内存可为虚拟化基础设施提供比 DRAM 更大的单路内存容量。持久内存可留出更多余量，便于对日后需要更大内存容量的工作负载实施虚拟化，而无需在裸机上运行这些要求苛刻的工作负载。

推动应用创新，探索新的数据密集型用例

有了英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列，开发人员可把握新的机会，针对他们的应用来对分层的内存和存储进行优化。他们可使用与第一代英特尔® 傲腾™ 持久内存相同的持久内存编程模型推动创新和研发新的功能。

迅速采用该系列产品可谓轻而易举。随着汇聚以下各方资源的全球生态系统不断壮大，客户可以充分利用持久内存的各项优势：
 

• 独立软件供应商和操作系统供应商
• 虚拟化解决方案提供商
• 数据库和企业解决方案供应商
• 数据分析供应商
• 开源解决方案提供商
• 云服务提供商
• 硬件原始设备制造商
• 全球网络存储工业协会 (SNIA)、高级配置与电源接口 (ACPI)、统一可扩展固件接口 (UEFI) 和分布式管理任务组 (DMTF) 等标准组织

无缝迁移到新一代产品

新一代持久内存系列能与面向上一代英特尔® 傲腾™ 持久内存 100 系列的软件生态系统兼容。因此，对于为上一代产品设计的软件来说，它们可以无缝迁移到或添加基于第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器和英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列构建的新系统，整个过程完全透明。

英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列可解决数据中心面临的关键挑战

英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列能够解决当今数据中心面临的许多计算挑战。这些挑战包括大内存节点中 DRAM 高昂的成本、断电和维护带来的数据保护、利用分层内存和存储架构的新兴工作负载等。

使用持久内存的活跃工作负载，实现当今真正的价值¹

许多系统解决方案已经利用了持久内存的优势。借助持久内存的大容量和持久性，跨越多个领域的多种用例已经提高了其工作负载性能和可靠性。

编程模型

英特尔与众多公司合作设计了英特尔® 傲腾™ 持久内存的软件接口，为这一技术创建了统一的编程模型。该软件接口独立于任何特定的持久内存技术，能够与英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列或任何其他持久内存技术配合使用。全球网络存储工业协会（SNIA，https://www.snia.org）已经发布了这一编程模型的规范。

该模型提供三个主要功能：管理、存储和内存映射路径。
 

• 管理路径，允许系统管理员配置持久内存产品并检查其运行状况。
• 存储路径，支持传统存储 API，无需更改现有的应用和文件系统。它们只是将持久内存视为高速存储设备。
• 内存映射路径，通过能够感知持久内存的文件系统来显露持久内存。因此，应用可以直接访问持久内存，进行加载/存储。这种直接访问模式不会像传统文件系统那样使用页面缓存，并且已被操作系统供应商命名为 DAX。

持久内存开发套件 (PMDK) 可在 pmem.io 获取。该套件提供的库能够简化持久内存编程。软件开发人员只要选择自己所需的功能，因此能够轻装上阵，在持久内存上快捷地运行自己的程序。这些库经过英特尔的全面验证和性能调优，具有开源且中立的特点，在各类持久内存产品上都运行良好。PMDK 包含一系列基于 SNIA 编程模型的开源库，可提供包括代码示例、教程和博客在内的完整文档。PMDK 还为这些库提供 C 和 C++ 语言支持，并支持 Java、Python，陆续还会支持其他语言。

借助行业标准的持久内存编程模型及可下载的 PMDK，开发人员可以构建更简单、更强大的应用，使当下和未来的运营获益。

工作模式

英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列具有多种工作模式⁸：

内存模式无需更改应用或调整系统即可提供大内存容量，并且性能接近 DRAM，具体视工作负载而定。在内存模式下，CPU 内存控制器将所有英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列视为易失性系统内存（无数据持久性）。CPU 将 DRAM 用作英特尔® 傲腾™ 持久内存的高速缓存。内存模式下，模组中的数据将通过单个加密密钥进行保护。该密钥在断电时会被丢弃，使数据不可访问。

内存模式的大容量可让受内存容量限制的工作负载运行更高效。虚拟解决方案也可在平台上实现更轻松的扩展，同一服务器的利用率更高，从而降低总体拥有成本 (TCO)。

App Direct 模式能够实现大内存容量和数据持久性。软件可以将 DRAM 和持久内存作为两个独立的内存池进行访问。在 App Direct 模式下，支持工业标准的持久内存编程模型的软件和应用能够直接访问持久内存。直接访问降低了堆栈的复杂性并能充分利用具备缓存一致性和字节可寻址特点的持久内存，确保节点上相同数据的多份副本是同步的。（见 https://www.minitool.com/lib/cache-coherence.html。）这可将持久内存的使用扩展到本地节点之外，并能始终提供低时延，为处理更大的数据集提供支持。

此外，App Direct 模式还能与标准的文件 API 结合使用，以访问持久内存地址空间（这称为基于 App Direct 的存储模式）。这样的访问无需对现有应用或原本需要块存储设备来支持的文件系统进行任何修改。在基于 App Direct 的存储模式下，英特尔® 傲腾™ 持久内存可用作高性能块存储，而不会产生将数据移入和移出 I/O 总线时造成的时延。

在 App Direct 模式下，数据将使用持久内存模组上存储于安全元数据区域的密钥进行加密。该密钥只能由英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列的控制器访问。

在断电时，持久内存模组将被锁定，需要使用密码来解锁和访问数据。如果需要重新利用或清空持久内存模组，可以利用安全加密擦除和 DIMM 覆写来避免此前的数据被意外访问。

保护静态数据，提供更强大的数据保护

英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列采用强大的行业标准安全措施，可为静态数据提供更好的保护。所有数据使用 256 位高级加密标准 (AES-256) 进行加密。通过基于硬件的密钥处理，应用软件对加密一目了然。因此，添加持久内存不需要修改软件代码。第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器上的硬件加密能够带来强大的满足行业标准的数据安全性，而对性能的影响却很小。

提供数据持久性和缓存自动冲刷

与 DRAM 不同的是，App Direct 模式下的英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列在进行计划内或计划外重启时，会留存数据，从而避免耗时的数据重新加载。将数据保留在持久内存中意味着缩短停机时间、减少系统断电造成的数据丢失并提高运营效率。

在持久内存中管理数据结构的应用经常会调用缓存冲刷命令，将 CPU 缓存中存储的数据移至持久内存。在等待缓存冲刷完成的过程中，性能可能会降低。现在，通过扩展的异步 DRAM 刷新 (eADR)，应用可以避免这些等待。eADR 是采用英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列与第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器的平台提供的新功能。应用会自动检测 eADR 并跳过缓存冲刷步骤，即使发生系统崩溃或断电，系统也会自动执行该步骤。这意味着，只要应用中“存储的数据”对应用可见，它就已经被持久化了。这为持久内存提供了“无锁”编程。eADR 的推出可帮助释放资源并提高性能。

要结合使用 eADR 与英特尔® 傲腾™ 持久内存，必须具备平台硬件支持。系统需要储存额外电能，才能实现在断电时执行缓存冲刷。此外，还需要应用检查是否支持 eADR，并要遵循持久内存编程模型，这样才能确保您的解决方案充分获得 eADR 支持。

   

利用英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列创建高性能、大容量的持久内存层，可改善数据中心关键指标，例如：

• 提高 CPU 和单服务器的利用率
• 通过更大的内存容量提升应用吞吐量
• 增加虚拟机密度，或为更多服务及用户提供支持
• 以较高的性价比为更大的内存数据库提供支持
• 提升拥有关键数据的系统的业务弹性
• 整合服务器并减少占用空间，降低软件许可成本，优化企业投资回报率

充分利用数据价值

英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列是新一代具有突破性的内存技术创新产品，与第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器一同部署时，能够为云、数据库、内存分析、虚拟化基础设施和内容分发网络等关键数据型工作负载带来改善。

更多信息，请见 https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/architecture-and-technology/optane-dc-persistent-memory.html