說說離我們生活較近的案例,在我們日常生活中,很容易發(fā)現自己的使用習慣、消費習慣、生活喜好很容易被大數據抓取,用于用戶畫像、商品推薦等業(yè)務,這些業(yè)務的背后都可能有Redis存儲的支持。作為內存數據庫,Redis 依賴高內存容量,這樣才能愜意地享受比固態(tài)盤更高的數據吞吐帶寬,以及更低的數據處理延時。

英特爾?傲騰?持久內存可在每個CPU的內存總線上提供高達 3TB 的內存容量,同時性能接近 DRAM。與第二代英特爾?至強?可擴展處理器搭配使用,提供比前幾代處理器更出色的單位內核性能和內存容量,這些因素均有利于 Redis 的部署,并且體現在具體數據中。

來看數據測試,兩套配置幾乎完全相同的服務器系統(tǒng),區(qū)別在于一臺使用英特爾?傲騰?持久內存,另一臺使用傳統(tǒng)內存,測試下來,兩系統(tǒng)提供的性能和虛擬機密度類似,延遲均小于 1 毫秒。但采用英特爾?傲騰?持久內存的系統(tǒng),每個虛機可以降低 20% 成本,同時還能滿足所有虛擬機 SLA 要求。這是針對單機同內存容量的狀況的成本分析。

在 Redis 服務器集群中使用英特爾?傲騰?持久內存,成本可以降低高達 40%,而且由于單臺服務器搭載內存更多,因此服務器節(jié)點更少,無論是基礎設施的運維,還是數據的管理,都更加方便。

英特爾?傲騰?持久內存加速阿里Mars系統(tǒng)

在一次測試中,阿里的Mars分布式內存計算框架利用英特爾?傲騰?持久內存,取得了很不錯的性能加成。如下圖所示,當需要處理的數據集超過了主存承載能力之后,溢出后的數據被放置在傲騰?存儲器而不是之前的NVMe硬盤中,隨著數據量溢出主存,傲騰?方案的性能會有顯著提升。

Mars是一個基于張量的統(tǒng)一分布式計算框架,突破了現有大數據計算引擎以關系代數為主的計算模型,將分布式技術引入科學計算和數值計算領域,極大地擴展了科學計算的計算規(guī)模和效率。目前Mars已經實現了70%的Numpy常見接口,用戶只需要通過import Mars就可以將已經編寫好的基于Numpy的代碼移植到Mars中。

Mars會將張量自動在各個維度上切分成小的chunk來分布式處理從而提升并行性,以便于將小顆粒任務派發(fā)到GPU,或者網絡遠端的其它集群節(jié)點上并行計算。

舉例來講,對于張量矩陣乘法,Mars會生成如下圖所示的chunk級別執(zhí)行圖。在執(zhí)行過程中,會有大量的中間過程,這些過程生成大量的數據會占用寶貴的主存資源。

每個chunk執(zhí)行完畢之后,結果數據會被放置在shared memory中,當share memory中數據過多時,Mars會啟動spill溢出控制機制,將溢出的數據轉移到下層更大容量的存儲器中。

經過評估,阿里發(fā)現使用英特爾?傲騰?持久內存來作為主存的下一層存儲器,無論是在性能上還是TCO上,相比直接用NVMe盤作為下層,都非常符合Mars系統(tǒng)的預期。

英特爾?傲騰?持久內存提供128GB、256GB和512GB容量,遠高于目前最大容量僅限于每DIMM 128GB的可用SDRAM DIMM,而且與傳統(tǒng)DRAM DIMM相比,英特爾?傲騰?持久內存的每GB成本更低。英特爾?傲騰?持久內存通過內存總線直接連接到處理器,在基于App Direct(簡稱AD)模式下,應用程序可以完全繞過操作系統(tǒng),不需要設備驅動程序、系統(tǒng)調用、中斷和上下文切換,就可以從用戶空間直接訪問英特爾?傲騰?持久內存上的數據。下圖所示為采用NVMe閃存盤、NVMe傲騰?盤和英特爾?傲騰?持久內存的訪問延遲對比。

總體而言,使用英特爾?傲騰?持久內存,解決了Mars科學計算中因數據溢出傳到硬盤,導致I/O開銷增大,計算性能降低的問題。通過測試,驗證了在TCO成本相當的情況下,使用英特爾?傲騰?持久內存能夠有效提升Mars科學計算性能。

傲騰?固態(tài)盤加速Ceph分布式存儲系統(tǒng)

Ceph是最常見的塊和對象存儲后端解決方案。作為一款開源的分布式存儲軟件解決方案,它在分布式、可靠性、易擴展、并發(fā)性能的優(yōu)勢越來越被行業(yè)作為專業(yè)存儲高性能解決方案。隨著云服務以及產業(yè)互聯網升級對存儲性能要求越來越高,英特爾?傲騰?固態(tài)盤可以在IOPS和延遲方面助力客戶產業(yè)升級,并且其高壽命的優(yōu)勢幫助企業(yè)降低維護成本。

在 Ceph分布式存儲方案中,使用英特爾?傲騰?固態(tài)盤作為緩存盤為RocksDB、 WAL、OSD緩存提速,低延遲加速負載間的傳輸響應,并配合英特爾?CAS緩存加速軟件進一步增強系統(tǒng)性能和可靠度。

在以成本和性能為導向的前提下,如何以較低成本實現最大性能的發(fā)揮?針對Ceph架構中的熱數據和溫數據進行優(yōu)化,英特爾?傲騰?固態(tài)盤+英特爾?QLC 3DNAND 方案(O+Q方案),通過傲騰?解決小的隨機I/O,QLC來解決容量問題,實現性能瓶頸的突破。

綜上所述,傲騰?對于企業(yè)級應用具有非常明顯的加速效果,作為下一代固態(tài)介質的排頭兵,Intel傲騰?近幾年逐步擴大生態(tài),在企業(yè)級應用加速場景先顯現出了優(yōu)良的效果。

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