Intel Optane Dimms的强大性能、复杂性和难题

加州大学圣地亚哥分校的计算机科学家完成了对英特尔新推出的英特尔Optane DC持久内存模块（Optane NVDIMS）的第一次全面评估。

他们发现，Optane DIMM可以使关键存储应用程序的速度快17倍，特别是当系统设计者调整其硬件和软件以充分利用新技术时。他们还发现，DIMM可以在不牺牲大量性能的情况下显著扩展主内存容量，并且表现出复杂的性能。设计人员必须适应的特性，以充分利用它们。

Optane Dimms的目标是扩展服务器的内存容量，同时在电源故障时保留数据，与传统硬盘驱动器和固态硬盘驱动器（SSD）相比，它的性能提高了一个数量级。新的内存（以及类似的技术）已经开发了十多年。研究人员和谷歌、Facebook、亚马逊以及其他需要巨大内存容量和存储性能的公司等潜在客户都热切期待着官方发布内存。

加州大学圣地亚哥分校（UC San Diego）的非易失性系统实验室（NVL）由加州大学圣地亚哥分校（UC San Diego）Jacobs工程学院（Jacobs School of Engineering）的计算机科学家史蒂芬•斯旺森（Steven Swanson）和赵季深（Jishen Zhao）领导，他们与Intel合作，以便尽早访问两台配备了多个Optane DIMM的高性能服务器。在过去的几个月里，他们与博士后F一起Ellow Joe Izralevitz已经让Optane DIMM进入了他们的步伐，并测量了它们的基本性能特征和对重要软件系统的总体影响，这些软件系统为我们每天使用的许多基于云的服务提供了动力。

斯旺森说：“最终能够直接接触到这种记忆真的很令人兴奋。很长一段时间以来，研究人员（包括我的小组）都对这种技术的性能做出了预测。我们已经根据这些预测提出了系统，现在我们来看看它们的实际性能。”

研究人员使用Intel提供的两台机器来评估optane dimms的性能。他们测量了基本的性能数字，包括在一系列条件下读写的延迟和带宽。他们发现了一系列令人兴奋的结果。“这种记忆是一种新的动物，”Swanson说，他是加州大学圣地亚哥分校计算机科学与工程系。“研究人员、应用程序开发人员和系统设计人员需要一段时间来了解其复杂性，并对其行为发展直觉。”

为了了解底层技术特性如何转化为应用程序级性能，研究人员在云计算应用程序（包括mysql、lmdb、rocksdb、mongodb、memcached和redis）中使用的各种应用程序上测试了内存。一个特别令人兴奋的结果是，optane dimms可以加快某些应用程序的速度。与当前数据中心存储的主要工具基于闪存的SSD相比，IOS的影响高达128倍。总的来说，新内存的影响在应用程序之间有所不同，了解差异的根本原因需要更多的研究。

“通过大量的数据密集型应用程序——跨大数据分析、媒体处理和计算机视觉领域——我们还研究了具有optane-dimms、传统dram和dram-cached optane-dimms的计算机系统的底层软件和硬件行为，”赵说，他是该公司的助理教授。加州大学圣地亚哥分校计算机科学系。

斯旺森和他的研究小组已经研究了十多年来新兴的记忆技术，如视黄醇调光剂。非易失性系统实验室在2011年开发了一些用于管理和使用此类存储器的最早软件，并在同一年基于Optane存储芯片的前身构建了一个原型SSD。最近，NVL发布了一个名为Nova的高性能文件系统，专门为Optane Dimm类存储器构建。赵在加州大学圣克鲁斯分校和惠普实验室从事非易失性内存系统的计算机体系结构支持工作，并于今年早些时候加入了该组织。