读Intel Optane DC持久内存模块的基本性能测量有感

读Intel Optane DC持久内存模块的基本性能测量有感

导论

为什么为写这篇博文呢,主要是受现在工业界一种真实的NVM产品即Intel optane DC PMM今年4月份发布以来,学术界和工业界持续广泛关注,给NVM研究和实践带来了不一样的冲击。最显耀的区别是真实的Optane DC PMM的读延迟要显著高于DRAM,而我们传统用DRAM来模拟NVM都是认为NVM的读延迟和DRAM相当,NVM写延迟高于DRAM。受NVM界大拿加州大学圣地亚哥分校steven swanson团队的影响,他们率先对optane DC PMM进行了测试,并写了 basic Performance Measurements of the Intel Optane DC Persistent Memory Module一文,我不会详细翻译该文的很多细节,只会对自己比较感兴趣的内容进行一定的阐述,所以其他对此文感兴趣的读者可以自行下载阅读。

optane DC PMM基本介绍

Optane DC PMM的内部介质据说是3D Xpoint,19年4月发布产品;
采用DDR-T接口;
每个模块容量有3类:分别为128GB、256GB和512GB;
对单一optane DC PMM,最大读带宽为6.6GB/s,而最大写带宽为2.3GB/s;
使用有2种模式:memory mode和 app direct mode;
Memory mode:当Optane DC PMM当作内存模式使用时,Optane DC内存对内存占用量较小的应用程序影响很小; 相对于DRAM,具有较大内存占用空间的应用程序可能会出现速度变慢的情况。特点是容易采纳,无需对应用程序进行修改。
App direct mode:应用程序直接对optane进行读写访问;这种方式的持久内存更新操作直接绕过了内核和文件系统,可以使应用程序编程人员获得更大的性能提升。
以下slides来自清华大学舒继武教授,舒老师的slides写的比较简明扼要,容易读懂。
读Intel Optane DC持久内存模块的基本性能测量有感_第1张图片

optane读延迟

图标相关符号说明:
PM-LDRAM:是采用本地DRAM进行PM模拟;
PM-RDRAM:是采用远端DRAM进行PM模拟;
PM-Optane 或PM-3DXP:采用真实的optane DC持久内存;
参数具体说明英文版解释可以参考舒老师的slides,如下所示
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如下图所示,对于随机读来说,optane DC PMM比DRAM慢3倍;对于顺序读延迟来说,optane DC PMM比DRAM慢2倍。
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optane DC PMM内存指令延迟

对于存储指令和随后的刷新操作,PM-LDRAM和PM-Optane之间几乎没有性能差异,而DRAM在加载顺序方面优于Optane DC存储器,如下图所示,其中(L: Load, S: Store, N: non-temporal, F: clflush, O: clflushopt, W: clwb)。
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Optane DC PMM内存带宽

顺序内存带宽随着线程数的不同而有所变化。如下图所示,显示了执行读取(左)或非临时存储(右)的线程数量不同时的内存性能。 请注意,Optane DC读取与线程数的扩展很好,而写入大概4个线程时就饱和了。远程DRAM具有有趣的访问模式,由于总线带宽的存在,峰值访问速度约为35 GB /秒。
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写在末尾

相信随着optane DC PMM的产品发布,可以说是NVM或PM产品的元年;对于我们NVM或PM的研究者来说,者仅仅是个开始,而不是结束,还有太多的东西需要去探究。目前该产品还是比较贵的,随着工艺的改进和大批量的生产,相信未来价格肯定会有所下调。目前对于真实的NVM产品研究来说,还是比较烧钱的,没有项目的支撑,用DRAM模拟也不乏是条康庄大道。我们以往都把NVM的读延迟认为与DRAM相当,而写延迟较差,然而optane DC PMM的读延迟却比DRAM差了2-3倍,这是需要注意的方面。本人也有一个问题提出来和大家一起交流下,Optane DC PMM的读延迟没有那么好,能代表其他NVM介质的读延迟也没有DRAM那么好吗?
时间仓促,先写这么多,后面有时间再补充。该文还有23个比较有趣的发现,读者感兴趣的话可以品读原文。
另外推荐阅读CSDN的另一篇关于optane DC PMM的博文 Intel Optane DC Persistent Memory Module (PMM)详解。
安装文档见Quick Start Guide: Provision Intel® Optane™ DC Persistent Memory

详细请参考

Basic Performance Measurements of the Intel Optane DC Persistent Memory Module,Joseph Izraelevitz, Jian Yang, Lu Zhang, Juno Kim, Xiao Liu, Amirsaman Memaripour, Yun Joon Soh, Zixuan Wang, Yi Xu, Subramanya R. Dulloor, Jishen Zhao, Steven Swanson

你可能感兴趣的:(体系结构,新型非易失内存NVM,optane,DC,PM,NVM,3D,Xpoint)