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Benoit_M

« Persistent Memory » : performance de la mémoire et persistance du stockage

‎10-26-2017 01:05 PM

L’explosion des données à ouvert la voie à une économie de l’application qui transforme cette manne en services et révolutionne les usages. Pour remplir leur mission ces applications doivent pouvoir accéder le plus rapidement possible à ce volume croissant de données. Cela conduit à repousser sans cesse les limites de performance du stockage. La mémoire persistante s’inscrit dans ce souhait d’accélérer les traitements applicatifs. Ce billet présente deux méthodes utilisées pour rendre la mémoire persistante.

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Mémoire Persistante : La convergence de la mémoire et du stockage .

La nouvelle génération de serveurs HPE ProLiant Gen10 met contient un certain nombre de technologies qui concourrent à accélérer les traitements applicatifs de manière impressionnante. La mémoire persistante (Persistent Memory ou PMEM) est l’une de ces technologies. Elle permet d’aligner les performances du stockage sur celles de la mémoire vive. Cette Mémoire Persistante est utilisable avec deux méthodes :

  • HPE NVDIMM basée sur des barrettes mémoire non volatiles
  • HPE Persistent Scalable Memory basée sur l’utilisation d’accélérateurs NVMe pour rendre persistante une zone de la mémoire vive du serveur.

Dans les deux cas la performance du stockage est fortement augmentée (débit en forte croissance et latence en réduction), et la sécurité et l’intégrité des données sont garanties par quelques innovations brevetées HPE.  

 

HPE NVDIMM

  • des performances 10 à 100 fois supérieures aux disques classiques ou SSD/Flash. Depuis avril 2016 HPE propose des options mémoires NVDIMM sur serveur ProLiant DL380 Gen9. Blog BM1.pngCette mémoire hybride combine une zone de mémoire dynamique DRAM volatile classique avec une zone de mémoire Flash. Celle-ci est utilisée pour sauvegarder le contenu de la partie DRAM en cas de besoin. Une alimentation autonome (HPE Smart Storage Battery) permet d’assurer la copie des données depuis la DRAM vers la zone Flash même si le courant est coupé. Les données deviennent ainsi persistantes, toujours disponibles après arrêt du serveur ou redémarrage. On peut donc les retrouver intactes comme si elles avaient été copiées sur un disque. Durant l’usage normal cette NVDIMM est utilisée comme une mémoire DRAM classique avec des performances d’accès (débit, latence) de premier plan. L’aspect NV (Non Volatile) lié à la zone Flash de la barrette vient lui apporter la persistence et la sauvegarde des données. On peut donc constituer sur cette mémoire des espaces de stockage pérennes utilisables comme des disques, accessibles avec des performances 10 ou 100 fois supérieures aux disques classiques ou SSD/Flash.
  • Un nouveau coup d’accélérateur sur les disques SSD ou NVMe. Il y a 4 ou 5 ans, l’apparition de mémoires Flash en format PCI, disques SSD ou NVMe avait déjà permis d’accélérer certaines applications en stockant les données chaudes sur ces périphériques plutôt que sur des disques magnétiques rotatifs classiques. Les nouvelles mémoires NVDIMM redonnent un nouveau coup d’accélérateur sur les disques SSD ou NVMe. Les versions récentes des environnements d’exploitations x86 et applications connaissent ces mémoires et permettent d’y configurer des espaces de stockages utilisables comme des disques ultra-rapides : Storage Class Memory/DAX pour Windows 2016, 2012R2, SQLServer, Linux & VMware.
  • Principaux cas d’usage : L’accélération des bases de données en accueillant les journaux sur ces zones de stockage ultra performantes (certains traitements deviennent de 4 à 20 fois plus rapides qu’avec des disques SSD ou NVMe déjà très performants), ce qui permet notamment de réduire les configurations et diminuer les licences logicielles tout en conservant les performances.

 

HPE propose des barrettes NVDIMM de 8GB sur serveurs ProLiant DL360 & 380 Gen9, et de 16GB sur la nouvelle génération de serveurs ProLiant Gen10 : DL360, DL380, DL560, DL580, BL460c, Synergy 480, Synergy 660. Taille maxi : 192GB sur biprocesseur (12 barrettes), 384GB sur quadriprocesseur (24 barrettes).

 

HPE Scalable Persistent Memory.

  • Accroitre l’espace mémoire utilisé pour le stockage. Pour dépasser les limites de la technologie NVDIMM, HPE a breveté un mécanisme permettant d’accroitre largement l’espace mémoire utilisé pour le stockage persistant. Blog BM2.pngPour cela on réserve une zone dans la mémoire standard d’un serveur afin d’y configurer des disques logiques d’un nouveau genre. On peut aller jusqu’à 1To réservés sur un biprocesseur actuel (livrable avec 1.5To de mémoire). Cette zone est utilisable comme un disque classique par l’OS et les applications mais avec les performances de la mémoire DRAM. Pour assurer la persistance des données de cette zone, celle-ci est recopiée sur des disques flash rapides (NVMe) en cas de besoin applicatif (point de synchronisation, vidange ou cache flush) ou d’accident d’alimentation. Cette opération est assurée via une alimentation particulière comportant une batterie qui assure quelques minutes de prolongation de fourniture électrique pour tout le serveur en cas de coupure de courant. Lors du redémarrage du serveur, les données sont extraites des disques de sauvegarde NVMe et réinstallées en mémoire avant de démarrer l’OS et les applications. On a donc bien un mécanisme de persistance transparent comme un disque, et des performance d’accès de niveau mémoire vive (DRAM).
  • Principaux cas d’usage : Traitement in Memory avec de la mémoire persistante, Checkpoint-restart plus rapide, HTAP (Hybrid Transactional and Analytical Processing), niveau de cache pour software Defined Storage et toute application qui doit écrire à la vitesse de la mémoire.

 

Cette solution est proposée dès l’automne 2017 sur serveur ProLiant DL380 Gen10, sous la forme de système préconfiguré avec 256 Go, 512 Go ou 1To de mémoire non volatile. 

 

 

HPE a documenté dans plusieurs rapports la technologie et des cas d’usage pour cette nouvelle forme de mémoire persistante :

 

 

 

 

 

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Benoit_M

Les opinions présentées ci-dessus sont des opinions personnelles des auteurs et non pas de Hewlett Packard Enterprise. En utilisant ce site, vous acceptez les Conditions d’Utilisation et les Règles de Participation.