海量数据时代，你的读写能提速么？
据中国信通院最新报告显示，随着5G和人工智能等新技术应用落地，2021年中国人均移动数据流量比2015年增长18倍，预计到2025年全球数据量将会从2016年的16ZB上升至163ZB，我们也正经历着一场有海量且场景丰富的数据带来的新变革。这同时也对数据应用带来了巨大的挑战：如何在海量数据中准确的找到必需信息？如何能够快速、安全的对数据进行读写操作？如何在内存效率与硬盘容量之间实现平衡？
大内存场景应用越发普及，成本居高不下，性能和容量如何两全？
在数字化时代，企业每天都会产生大量的数据，进而也对数据处理和分析能力提出了更高的要求。尤其是伴随着越来越多应用的云化，许多用户发现虚拟机、容器的数量与内容容量呈正比，大容量内存可以支持更多的虚拟机，自然也就带来了更高的系统效率。同时，Redis、MySQL等数据库应用同样对内存容量有着极高的要求，更不要说日益兴起的数据分析、AI处理等等。一句话，随着数字化应用的加深，超大内存容量已经成为企业应用的大势所趋。
由此也带来了巨大的成本问题。其实无论是服务器还是个人电脑，内存都是至关重要的配件，其价格也与容量紧密捆绑。以当下主流的DDR4内存为例，某大型电商平台的32GB DDR4 3200 ECC REG服务器内存接近1200元，64GB更是达到了惊人的2600元。若是考虑到企业的实际服务器保有量和应用场景，即便是中小型企业也有几十台服务器，仅仅升级内存的成本可能就要数十万元，这显然是许多管理者难以承受的。
那么有没有一种价廉物美的方式能解决内存容量的窘境，在提供近似性能的情况下尽可能降低企业采购和运维成本呢？英特尔® 傲腾™ 持久内存的出现，就很好的解决了这个问题。
“随心而变”的英特尔® 傲腾™ 持久内存
英特尔® 傲腾™ 持久内存的英文全称叫做Intel Optane Persistent Memory，简称PMem，也是英特尔当下“六大技术支柱”中“内存&存储”支柱的重要角色。这款产品定位的“神奇”之处就是介于内存与硬盘之间，既与内存驻留在同一总线/通道上，采取内存相同的方式来存储易失性数据；又在容量上突破了内存常规的64GB容量极限，提供了128GB、256GB和最高512GB的选择，同时哪怕是在断电情况下也能够保存数据，也解释了名称中“持久”的含义。
图片1：英特尔® 傲腾™ 持久内存金字塔
这张图可以帮助大家更好的理解英特尔® 傲腾™ 持久内存的定位，很明显这是一款面向热数据存储的产品，它的性能仅次于DRAM，却远高于传统SSD和机械硬盘。对于那些在乎容量的用户来说，英特尔® 傲腾™ 持久内存可以通过内存模式提供近乎于内存的性能，但是容量更大、价格更便宜，非常适合大规模采用，可以降低用户的整体拥有成本；另一方面相比存储，哪怕是SSD存储，英特尔® 傲腾™ 持久内存的性能也要有明显的优势，高性能低时延是普通SSD难以比肩的。
更重要的是，英特尔® 傲腾™ 持久内存还提供了内存模式和App Direct模式两种选择，并能够根据应用场景的不同实现切换。内存模式顾名思义就是当作内存使用，虽然从延迟来说可能会比内存高一点点，但相对于SSD来说却也是跨越式的提升，提供了类似于内存的表现，这也是替代内存扩容的最佳方式。有数据显示，相比传统SSD数十微秒的读写时延，英特尔® 傲腾™ 持久内存的读写时延可控制在1微秒以内；而另一方面，借助PMDK提供的函数库与工具，英特尔® 傲腾™ 持久内存可对整个写入流程实现更加细致和准确的控制，并有效提升系统的写入性能。与此同时，英特尔® 傲腾™ 持久内存可按字节寻址的特性有效解决了以往NAND固态盘的“写入放大"问题，从而避免因反复擦写造成的设备使用寿命降低，其独有的存储结构也具有更长的使用期限。
图片2：英特尔® 傲腾™ 持久内存
不过这种方式下数据是易失性的，断电的话数据就没了，所以对于那些在乎数据的用户，英特尔也提供了第二个选择——App Dircet模式。App Dircet模式在设置成功之后，系统就会对后续产生的数据进行智能判断和识别，比如那些需要低延迟的应用会由内存运行，而需要要持久存储或者结构化存储的大量数据则适合放在英特尔® 傲腾™ 持久内存上。在大家关心的空间利用率方面，英特尔® 傲腾™ 持久内存也允许单独访问和更新内存单元，进而避免了回收毛刺问题，提升了存储空间的使用效率。
与此同时，英特尔® 傲腾™ 持久内存提供了行业标准的256-AES硬件加密功能，使得数据更加安全令人放心。这些加密密钥存储在模块的安全元数据区域中，只能由英特尔® 傲腾™ 持久内存的控制器访问。如果需要重新利用或丢弃模块，则可以利用安全加密擦除和 DIMM 覆写来避免数据被意外访问，真正做到了“一把钥匙开一把锁”。
图 3. 英特尔® 傲腾™ 持久内存解决了当今计算领域面临的几个关键挑战
可扩容可存储，这就是英特尔® 傲腾™ 持久内存区别于传统内存和SSD的最大特点，也是它的优势所在。其实从2019年发布至今，许多用户都已经享受到了英特尔® 傲腾™ 持久内存带来的容量或性能优势，如今的英特尔® 傲腾™ 持久内存200系列更是成为了不少云服务的“标配”。
除傲腾持久内存之外，其实英特尔还布局了傲腾™ SSD。相对于普通SSD来说，它的最大优势就是在SCM介质的加持下获得了强大的读写能力，一方面双通道的设计使读写操作相对独立，即便是写入负载较重的情况下，读取依然能保持高效；另一方面则是芯片控制器独特的算法优势，可以保证高带宽和低延迟，因此在需要频繁读写、高速缓存的数据库等应用中，傲腾™ SSD都会有更好的表现。
那么傲腾技术都应用在哪些重要场景中呢？这里来重点说一下傲腾技术对于VDI虚拟桌面的加速。如今，许多高校、企业都使用了VDI场景，这带来了管理和运维上的便利，却也增加了一些困扰。无论是学校上课还是企业上班，大量设备在同一时间启动对后端带来了高负载，这样的结果就是系统很难实现快速响应，从而使启动时间变得异常漫长，这种现象也被业内称为“开机风暴”。
那么如何避免这种情况呢？既然启动时间的一致性难以避免，那就需要系统自身的“强壮”。为此，英特尔提供了基于傲腾持久内存的扩展方案，借助傲腾产品本身的高性能、低延迟，就能作为系统缓存最大限度的解决大规模开机的效率问题，在启动时自动缓存桌面上所有的热数据，以便快速访问。
除了虚拟化之外，数据库应用对于吞吐量和延迟也极为敏感。英特尔® 傲腾™ 持久内存的两种模式，恰好能够满足数据库对于性能的需求，内存模式可以降低缓存成本，而App Dircet模式则可以提供高速大批量的存储能力。得益于这些技术的支持，使用傲腾解决方案之后的数据库性能最高可以提升2.5倍，满足海量数据的高速处理需求。
总体看来，在基础设施性能优化、数据库应用加速、人工智能的实时分析和通信内容分发等等应用场景中，傲腾可持久内存都有不错的表现，也赢得了用户的高度认可。
图 4. 英特尔® 傲腾™ 持久内存可提高各类企业应用的性能
时至今日，数据已经成为了数字化时代最重要的资源，而如何分析和利用数据，让数据价值最大化也成为摆在所有企业面前的问题。傲腾技术及相关产品的出现，是英特尔对于传统数据架构的一次升级，这种优化的金字塔结构更适合当下多元化的算力应用和复杂的数据处理需求，也体现了数据分层管理的高效性和先进性。
借助于英特尔® 傲腾™ 持久内存，企业可以在不改变现有IT基础设施框架的情况下、在最大限度降低采购成本的选择下，获得系统内存容量的提升，大容量低延迟的系统也适用于包括云计算（虚拟机）、数据分析、AI加速、HPC在内的主流应用。搭配第三代英特尔至强可扩展平台，企业可以在性能和成本之间找到更好的平衡，快速部署、极速响应，在数字化的道路上轻装前行。
