英特尔傲腾怎样实现内存-存储池的大一统

撰文：Roger Kay

尽量英特尔傲腾技能在速率上无法完全与DRAM对抗，但其耐久性的奇异上风——在无需供电的环境下依然可以保持数据的存续状态，对付企业级体系来说异常难能难堪。

几年前，一种新型内存开始进入市场。自2012年以来，英特尔便一向在开拓这项技能——也就是现在我们所熟知的英特尔傲腾技能。傲腾技能在多个方面实现了技能前进，并最终成为了一种“非易失性内存”，并实现了险些与易失性事变内存（动态随机存取存储器DRAM）一样快的速率，且同时能在断电时保存数据。对比之下，DRAM只能在通电状态下保持“正常运转”。

尽量傲腾在速率上无法完全与DRAM对抗，但它具有“耐久性”的上风。也就是说，傲腾在无需通电的环境下即可保持数据的存续状态。耐久性一样平常与磁性相干，硬盘驱动器和磁带操作磁场，将位置配置为1或0。今朝市场上的大大都固态盘都行使“通过改变电压状态来改变位数值”的技能。而傲腾技能可以通过改变电阻来实现一次位翻转，且这个进程越发高效。与DRAM架构一样，这种位寻址手段应承随机遇见，这使得傲腾在速率上比当前的固态盘更有上风，由于固态盘必要在数据块内读取和写入。

傲腾的价值介于速率较快、易失性的·DRAM和速率较慢、在固态盘中行使的具有耐久性的NAND模块之间。从某种意义上讲，傲腾是一种殽杂方案——与其说是技能上的殽杂，不如说是成果上的殽杂。

从市场的角度来看，这种技能特征和经济效益的团结使得傲腾可以或许插入DRAM和NAND之间的内存/存储池中。它很好地满意了用户对性价比的需求，有助于在间隔越来越远的数据池之间流通地传输数据。同时，傲腾为昂贵的DRAM提供了一种低本钱更换方案，让用户可以或许以同样的价值得到更大的内存，以及机能示意更快的固态盘，从而在速率较慢的NAND存储前充当快速存储缓存。因此，傲腾弥补了高速、昂贵的DRAM与自制、较慢的NAND之间的存储空缺。

假如说速率最快、价值最昂贵的内存紧挨着中央处理赏罚器（CPU），那么速率最慢、最自制的内存就离中央处理赏罚器很是远了。

存储架构的最外层的是老式、靠得住却便宜，为险些不必要当即会见的大局限存储而计划的磁带层。接下一层是传统磁性硬盘驱动器——它们固然速率慢，但容量大且自制，得当恒久存储。假如不赶时刻的话，从这里读取数据相对轻易。再往里一层是基于NAND的传统固态硬盘，它更快、更昂贵，可以开始参加近乎及时的说明。现在，固态硬盘已经挣脱了之前存储接口尺度SATA的通讯束缚，后者固然在其时速率很快，但此刻已成为瓶颈。当今的固态硬盘充实操作非易失性内存主机节制器接口类型（NVMe）尺度，该尺度比体系中除处理赏罚器-内存链路以外的任何毗连都快。

然后就是傲腾层了，它现实上有两层，详细取决于装备。

基于傲腾技能、行使快速NVMe通道的固态盘在成果上高出基于NAND的固态盘。依附云云高的机能程度，傲腾固态盘可通过快速缓存或高速存储层大大加速数据会见。在联机事宜处理赏罚（OLTP）体系中，因为行使者必要的数据集大于内存容量，因此这一特征尤其重要。

同样值得一提的尚有傲腾驱动器的耐用性。傲腾的行使寿命是高端企业级NAND固态硬盘的20倍，因此可以执行更多的读写操纵，依附这一上风，傲腾成为了快速缓存的抱负之选， 由于它必要不绝的举办大量的操纵。这种耐用性的另一个甜头就是可以或许镌汰缓存层的巨细，由于傲腾不必要NAND存储所需的超高规格设置。

再往里一层，借助内存与处理赏罚器共享的专用高速毗连，即内存总线，基于傲腾技能的内存模块可参加和处理赏罚器更细密关联的操纵。依附这种特殊机能，傲腾内存可以扩展DRAM的容量，支持一些更具挑衅性的数据说明题目，譬喻在SAP HANA或甲骨文等大型内存数据库中举办的及时说明与人工智能等事变负载。

傲腾内存的另一个上风是其耐久性。有人也许会问：假如只有在紧张环境下才气凸显代价，那么追求耐久性到底意义安在？换句话说，假如可以保持不绝电，是不是就没有须要追求耐久性了？事实，DRAM不具备耐久性，很多及时说明措施在主内存中可以运行得很好。这种环境下，我们的谜底是：耐久性内存尚有另一本机能上风，那就是纵然为了防备断电环境的产生，体系也不必花时刻卸载和生涯必需复制的重要数据。由于非易失性内存可以跳过这一步——纵然断电，数据也会得以保存。尽量在市场上仍算初出茅庐，傲腾耐久内存产物已经为本身赢得了一项创新大奖，并缔造了一项全新的机能记录。

提及傲腾，就不能不提“耽误”这一话题。傲腾一个极为亮眼的利益就是低耽误。假如说速率权衡的是数据通过通道的速率，那么耽误就指的是在发出吸取数据哀求后必要守候的时长，实质上也就是数据哀求的启动时刻。依附其位寻址手段，傲腾可以在险些零耽误的前提下发送任何巨细的数据哀求。而在发出大量小型数据哀求时，这一上风就尤其重要。

众所周知，在基于NAND的固态硬盘中只能做到按块寻址数据，因此这种范例的模式很快就会使体系的相应手段不堪重负。对比之下，傲腾固态盘纵然在沉重的写入负载下，仍可提供同等的超低读取耽误，而这种可猜测性将有助于进步处事质量与程度。

再往里一层就是DRAM层。如前所述，DRAM固然速率很快，但价值昂贵且数据易失。从某种水平来说，它的速率受到内存总线的限定，尽量很是快，但这不是最终泛起的速率。由于尚稀有层直接位于处理赏罚器裸片上。这些层是缓存级别，最多有三个，用于存储处理赏罚器计较的姑且功效。相对而言，缓存的容量较小，速率更快，价值更高，并且它们在处理赏罚其计划中的尺寸是牢靠稳固的，这在制造进程中就已敲定。

换一种方法来看，由差异层级构成的内存/存储架构与“金字塔”相同，这样能清楚、形象地揭示每一层巨细的观念。底部是最大、最慢、每字节本钱最小的存储。在每一个层级上，数目在依次镌汰，但本钱和机能却依次上升。

从现有的存储元向来看，数据可在金字塔中上下迁徙，但详细则取决于其必要即时计较的水平。英特尔开拓的器材可辅佐软件工程师以最佳方法来打点数据位置。

傲腾可以极大进步峻型磁存储阵列的机能，SAP HANA就是个中一个典范案例。英特尔高管暗示，客户很是垂青傲腾的可猜测机能，该机能可觉得每次买卖营业提供高质量处事。

（编辑：湖南网）

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