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在上一篇《TPC-C__性能翻倍：__Optane DIMM__持久内存+SQL Server 2019》中，我和大家讨论了Intel OptaneDC Persistent Memory（傲腾数据中心持久内存，代号AEP）在App Direct模式下的性能测试。对于传统关系型数据库来说，微软SQL Server 2019已经实现了PMEM-aware应用支持，数据库文件和日志文件都能直接放在OptaneDIMM上并以DAX字节寻址方式访问。当然从更大范围来看，Redis也能做到。
这次我还想从另一角度来写：除了性能，评价SCM是否算成功应用还要看成本效益（ROI）——无论替代内存还是SSD；当然前者还要多考虑一点写寿命。
本文给大家介绍的测试采用Memory Mode（内存模式），也就是给Optane DIMM充当内存，而传统DRAM做为Cache的应用。具体来说是在VMware HorizonView VDI（桌面虚拟化）平台上使用View Planner做的验证。
2年前我曾和朋友一起写过《_揭秘VDI存储测试：4节点SDS模拟12000虚拟桌面_》，评估的微软S2D（Storage Spaces Direct）分布式存储为全SSD + 100Gb/s RoCE，并且只是在该集群上跑存储负载而非超融合。而今天讲的则是真正看VDI虚机的承载能力。
重内存负载VDI测试：512GB“混合内存” vs. 384GB DRAM
这份参考测试报告来自VMware文档《_Intel Optane DC PersistentMemory “Memory Mode” Virtualized Performance Study_》，在本文结尾我会给出链接。
如上表，为了创建“重内存负载配置文件”，测试修改了View Planner标准的Workload Profile，在原有的4个应用软件中保留2个占用内存较多的Office和Chrome浏览器，同时将Think Time增加到15秒。
View Planner测试中的3组操作中，Group A偏重交互，为CPU密集型；Group B为I/O密集型，适合本次的内存测试。
上表中右边的配置，相当于用512GB DCPMM__换掉了左边的192GB DRAM__，成本上或许还能省点吧？
上面是对比测试的硬件配置。左边为DRAM系统，也就是384GB传统内存平台；右边则是4条128GB Optane DCPMM（每CPU插槽256GB），一共512GB系统可见内存容量，另有12条16GB DRAM共192GB做为Cache。
具体到每个Windows 10（企业版1803）桌面虚拟机的配置为4个vCPU核心、12GB内存。
扩展阅读《VDI__性能测试：__Win10__受漏洞补丁影响小于Win7》
《_CPU漏洞补丁复盘测试：Win10 1803性能问题有解？_》
在View Planner测试的Group B操作中，QoS的许可阈值为6秒，延时小于这一指标的虚拟机密度为有效成绩。
对于384GB DRAM内存系统来说，跑45个12GB内存的桌面实际上已经是超配（over provisioning）了。测试中超过这一水平就会触发balloon，导致较高的客户机内存交换，甚至一些有限的主机（页面文件）交换。由于SSD的延时达不到要求，限制了虚拟桌面密度提升。
再看512GB Optane持久内存的系统，达到55个12GB内存的桌面也属于超配了，在6秒以内延时没有达到60虚机密度可能还有别的瓶颈（可参考下面我介绍的另一个测试）。
廉价大容量内存提高CPU利用率
上面这个测试平台引用自Principled Technologies的报告《_Give your VDI users thememory they need with server technology from Dell EMC and Intel_》，其中用于对比的PowerEdge R730xd和R740xd服务器，具体内存配置区别如下：
这里Optane DIMM的配置又比较豪华了——12条128GB组成1.5TB + DRAM Cache的系统。384GB DRAM对比左边的256GB看似有点不公平？但别忘了上一代R730xd使用的Xeon E5 v4是每CPU 4个内存通道，而R740的Xeon SP是每CPU 6通道，有一个最佳内存带宽配置的区别。
扩展阅读：__《_DellPowerEdge R740xd解析：服务器只看参数那就错了_》
《_IntelXeon SP服务器架构曝光：Apache Pass、QuickAssist_》
这里测试的重内存负载桌面，每个虚机分配16GB内存。256GB DRAM内存的R730xd服务器可支持到20个桌面；384GB DRAM的R740xd达到30桌面密度；至于Memory Mode下的大容量Optane持久内存，虚机密度达到了75个。
这个图表是上述测试的CPU、内存资源占用情况。在没有加入Optane DIMM时都是内存先用满而CPU只有50%左右（和桌面类型有关）；最右边的配置则是1.5TB“混合内存”利用接近80%、CPU超过90%。
关于性价比、3D XPoint持久内存的寿命
那么可能有朋友会问：能否配一台1.5TB DRAM的VDI服务器呢？技术上当然可行，但您计算过每桌面的平均成本会达到多少吗？
同时也应该指出，“重内存负载桌面”应该只占VDI需求的一小部分，我听到更多情况是每虚机2GB（Win7）-4GB（Win10）多一些，图形设计类（工作站虚拟化）用途例外。所以在内存不配特别大的情况下，有时CPU就超配比较严重了。
至于3D XPoint的写入寿命，在这里我倒不是太担心。桌面虚拟机内存里的数据也分冷热，这也是为什么有些VDI敢于做内存超配的原因。正如本文测试，重内存负载虚机在使用Optane DIMM之后，保证了“混合内存”容量范围内的性能，而其中最热的数据主要由DRAM Cache来支撑访问。
记得在《Optane DIMM__写速度比SSD__慢？__内存接口可能并非完美》一文末尾，我曾指出“Optane DIMM的写寿命可能不总是770 DWPD那么理想，如果全换成64Byte访问会不会只有大约192 DWPD？” 单看这个数字只要应用合理在3-5年乃至更长时间内也写不坏吧。
一个有意思的现象是，人们都知道VDI用全闪存储性能好，但听说国内实际项目中SSD+HDD混合还是更多虚拟桌面用户的选择。“磁盘存储”如此，Optane + DRAM不也是类似的方式吗？为了性价比，即使你还没有分层，可能也走在通向分层的路上了：）
最近几年，我认为影响Optane持久内存普及的关键因素还是价格。我也希望Micron的3D XPoint Memory产品和更多厂商的SCM技术能够涌入市场，有竞争才能降低采购成本，把蛋糕做大。
参考资料
https://www.vmware.com/conten...
https://principledtechnologie...
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扩展阅读《_IntelOptane DC持久化内存性能测试、数据库应用优化_》
《_性能修正：Intel Optane DC持久化内存更多测试_》
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