数据库TPC提升42%：NVDIMM-N为何普及慢？

由于之前养成的习惯，出差在外晚上总想写点什么。前两天有朋友希望我讲讲NVIDMM-N对性能有多大实际改善，正好手头也有一份相关的测试资料。

其实在2个月前的《 SNIA持久化内存峰会：虚拟机、数据库、SDS进展曝光 》一文中，我就介绍过NVDIMM-N用于SQL Server数据库Log Buffers加速的性能数字，基于In-Memory数据库对比所以提升了一倍，因为内存库本身落盘的I/O就只有日志，所以效果不错。

显然OLTP交易型用户的比例更大，本文就希望能提供这方面的一些参考。

NVDIMM-N架构及DAX访问模型

虽然以前我没专门写过这一块，估计许多朋友对上图中的内容已经不陌生了。简单来说，NVDIMM具备和DRAM完全相同的性能，在异常掉电时利用备份电源（锂电池或电容）中的电量将数据备份到NAND闪存以避免丢失。

这个对比的·是SCM（存储级内存）的访问模式。左边为传统SSD/HDD的块设备；中间为SCM上的块设备卷；右边则是 SCM 上的DAX卷 。后者经过Volmgr/Partmgr，以 Memory Mapped /Cached IO的方式直接建立文件系统。

也许有朋友会问：NVDIMM-N与3DXPoint等新一代存储级内存不同，为什么还要模拟块设备/卷呢？这与当前的应用有关，SQL Server数据库使用这个DAX卷时是 以字节寻址 的。

SQL Server日志缓冲在SCM中的合并提交

之前我谈过这个，传统的日志处理，Log记录在内存Buffer中一旦遇到Commit就要执行写盘到文件的操作。Oracle等数据库也是如此。

而在SQL Server 2016 SP1中对SCM非易失介质的优化，就是 不用每次Commit都写盘，可以凑成更大的块再刷到比如SSD上 。这样能够缩短日志写入延时。

根据此处的“SCM”，我联想到该特性在IntelApache Pass（即DIMM形态3D XPoint）推出时估计直接就可以支持。

注：之前我写过相关的评测，《 SPDK 实战、QoS 延时验证：Intel Optane P4800X 评测(5) 》是系列中的最后一篇，里面附有更多测试的链接。

NVDIMM-N软硬件测试配置

具体测试NVDIMM的服务器设置，是把 4 个数据库的日志分别映射到4条不同的NVDIMM-N （DAX）模组上。

每个数据库大小创建为350GB，使用HammerDB工具测试 TPC-C 工作负载。每个数据库16用户，每项Benchmark测试10分钟。

这里可以提一下Dell EMC PowerEdge 740服务器配置NVDIMM时的注意事项。双路Xeon Scalable服务器最多支持24条内存， 每个通道的第二插槽（上图标绿色）才是用于NVDIMM的 ，我理解在NVDIMM对应通道的蓝色插槽中都要安装有RDIMM常规内存。

关于硬件部分就不详细展开了，有兴趣的朋友可以查看我写的《 Dell PowerEdge R740xd解析：服务器只看参数那就错了 》。

测试结果 | HA影响NVDIMM普及？

在 TPS 性能对比中，没有NVDIMM时每秒交易数为16800，使用NVDIMM之后达到24000，提升了42%；而 Batch （批处理） 则由每秒32000请求提高43%达到46000。

最后给大家列出测试硬件配置，这里使用了4条16GB NVDIMM-N，4块1.6TBSSD存放数据和日志文件。

同时还提到了一点——使用 单台服务器 测试。针对SQL Server生产环境，推荐至少2台服务器以确保HA高可用。 如果在HA双机连接共享存储的环境，本文这种日志加速方法就不容易用了；要是基于网络同步复制节点，估计延时也会比本地NVDIMM增加不少。

我想这可能就是NVDIMM-N至今还不太普及的一个原因吧？

参考资料：《Accelerating Microsoft SQL Server Performance With NVDIMM-N on Dell EMC PowerEdge R740》

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