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这个周末看到一份测试报告，下面我将围绕其中有参考价值的部分写一些东西，希望对大家有所帮助。
记得我在今年
3
月写过一篇《
Intel Optane DC
持久化内存性能测试、数据库应用优化
》，其中提到了
Redis
、
Memcached
、
RocksDB
和
MongoDB
这些开源数据库。
更多推荐
《
OptaneDIMM
写速度比
SSD
慢？内存接口可能并非完美
》
《
性能修正：
Intel Optane DC
持久化内存更多测试
》
SCM
应用：
从开源数据库到商业数据库
图片点击后可放大（以下同）
谈到
Optane DC Persistent Memory
（傲腾数据中心持久内存，代号
AEP
）的推广，
Redis
应用方案算是目前业内相对成熟一些的
，其中又以互联网公司为主。
如上图，
Intel
已经把当前
3
种使用模式的利弊总结出来：
-
内存模式
（系统内存容量
=Optane DIMM
，
DRAM
作为
Cache
），最大好处是简单易用；
-
App Direct
模式
，需要
Linux
内核
>4.15
；
-
NUMA Node
模式
，需要
Linux
内核
>5.1
。
关于
NUMA Node
，我之前转载的一篇专家文章《
Linux
内核中
Optane
持久化内存的现状和发展
》里有详细一些的论述，推荐给大家。
使用开源数据库本身就意味着折腾，
Optane DIMM
又是个新事物，应该说不是每家公司都能轻松驾驭。在《
一份难得的数据库市场分析报告
》中我曾介绍过，根据
DB-Engines.com
的调查分析，从整体上看开源数据库的流行度已经快要追上商业数据库，而商业产品在关系型数据库的占比仍然高达
60.5%
。那么商业数据库对
SCM
大容量持久内存的支持，又发展到什么程度了呢？
我们先来简单看下
Oracle
的情况：
上面资料引用自《
Oracle
Exadata
Database Machine
X8M-8
Data Sheet
》，最新的这款数据库一体机已经配置了
Intel Optane DC Persistent Memory modules
。我们看到单个
Cell
节点（
Storage Server
）的
最大
SQL PMEM
读
IOPS
达到了
150
万
。相比之下，只有
NVMe SSD
的同一代产品
X8-2
的最大
SQL
读
IOPS
只有
597,500
。
Exadata X8M-8
半个机架规模的
SQL PMEM
读
IOPS
性能为
450
万、全机架
600
万，我怀疑当前网络或者数据库节点还存在瓶颈。当然我不是
Oracle
专家，这部分班门弄斧的介绍先告一段落，仅供大家参考：）
扩展阅读
《
Optane P4800X
评测
(2)
：
Oracle 170
万
TPM
意味着什么？
》
《
MySQL
的启示：
Intel Optane P4800X
评测
(4)
》
《
当
Windows
超融合遇上
Oracle RAC
：
S2D
测试之四
》
上图我在《
数据库
TPC
提升
42%
：
NVDIMM-N
为何普及慢？
》一文中曾经列出，当时的
SQL Server 2016 SP1
对带电池备份的
NVDIMM
内存
（
8/16GB
）的支持，还只是
作为
Log Buffer
（日志缓冲）
。如今
Optane DCPMM
的单条容量达到了
128/256/512GB
，
SQL Server 2019
的支持应该更进一步了吧？
上周我在展会上拍摄的
AEP
SQL Server 2019 on Linux
：
将数据库文件放在
PMEM
上
上图引用自
Principled Technologies
的测试报告《
Watch your transactionaldatabase performance climb with Intel Optane DC persistent memory
》，本文结尾处有链接地址。这个描述的实际上是
VMware vSphere ESXi
6.7
在
App Direct Mode
利用
Optane DIMM
的两种模式
，显然通过
vSCSI
模拟成
vPMEMDisk
的性能会差些。
扩展阅读：
《
SNIA
持久化内存峰会：虚拟机、数据库、
SDS
进展曝光
》
本次测试使用的是上方那种
vPMEM
模式，因为微软
SQL Server 2019 on Linux preview
（预览版）具备
PMEM
感知，引入了
SQLenlightenment
，
允许把数据库文件放在
NVDIMM
设备上
。
注意了，这里并不是
Windows
下的
SQL Server
，因此
Dell EMC PowerEdge R740xd
服务器上运行的数据库虚拟机操作系统为
Red Hat Enterprise Linux 8.0
。
注：
类似
TPC-C
的工作负载模拟零件供应商使用的数据库应用程序。
数据模型和应用程序模仿一个拥有仓库、零件、订单、客户和销售区的公司，基准报告每分钟交易的结果。这不是经过官方审核的
TPC-C
测试，因此无法与已发布的
TPC-C
结果进行比较。
测试的配置仅用于性能评估；由于只是单一服务器节点，这里将
NVMe
驱动器作为单个设备进行了测试，而没有真实世界（生产环境）需要的冗余。
以上就是
TPM
成绩的对比，
12
个
SATA SSD
通过
RAID
卡做阵列，每分钟交易数只有
20
万；
2
个
NVMe SSD
的
TPM
达到
105
万；
4
个
NVMe SSD
达到
135
万；而
12
条
Optane DC
持久内存跑到了
230
万
TPM
。
需要说明的是，数据库性能测试与具体的交易模型复杂程度关系密切，而且有些情况下
CPU
会成为瓶颈，因此不是所有情况下结果数值都会随存储性能线性增长。
AEP
在这里有可能不是赢在数量上，而是因为
低延时
。
扩展阅读
:
《
服务器
SSD RAID
性能速查手册
》
根据
TPM
不难估算出
TPS
每秒交易数，下表中列出了更详细的，同时还有使用的
SSD
型号。
扩展阅读：
《
Dell PowerEdge R740xd
解析：
服务器只看参数那就错了
》
当
SQL Server
数据库放在
Optane DIMM
上时，
TPS
超过
38,000
。本次使用的
SATA
和
NVMe SSD
分别为
Intel D3-S4510
和
P4610
，后者做为
P4600
的升级型号性能还是不错的。（扩展阅读：《
Intel
发布
P4500
、
P4600 NVMe SSD
：规格释疑
》）
上图只截了一部分测试配置：这台
R740xd
服务器安装了
2
颗
28
核的
Xeon Platinum 8280M CPU
。如想了解更多信息可查看报告全文。
测试平台：
DAX
挂载的
XFS
文件系统
上图是测试环境搭建过程中的一个要点：
AEP
被配置为
fsdax
模式，然后在上面建立
XFS
文件系统
，并使用了
dax
参数进行了挂载。
DAX
即效率较高的
MMAP
（
Memory Mapped
）
访问模式。具体到
NVM.PM.FILE
的实现可以参考下图及链接：
上图来自《
PMDK
和
SNIA NVM
编程模型
》一文，顺便再给大家推荐下面几篇，都是
Zhang Wenliang
兄的大作：
《
SAP HANA
和非易失性存储（
Optane DIMM
）
》
《
PMDK
持久内存开发指南（图书）预览下载
》
《
PMDK
（
Persistent Memory Development Kit
）及其应用场景
》
简单做个总结：
SQL Server 2019
数据库已经支持了
Optane DIMM
的
App Direct
模式，并且性能还不错。那么
Memory Mode
缓存模式又适合那些应用呢？
下一篇我接着写，敬请关注！
参考资料
https://principledtechnologies.com/Dell/PowerEdge-R740xd-Intel-Optane-1019.pdf
https://principledtechnologies.com/Dell/PowerEdge-R740xd-Intel-Optane-science-1019.pdf
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