【傲腾观察室】基于英特尔® 傲腾™ 持久内存的大内存技术如何打破IO墙
IDC曾发出预测，预计到2025年，全球数据量将达到175ZB，当数据量加速增长，当企业对数据价值挖掘的需求越来越高，人们对于存储和计算效率也提出了更高要求，当有越来越多的数据无法被利用，越来越多的技术专家开始将问题归咎于经典冯诺依曼架构的局限性。
如何突破冯诺依曼架构的局限性，业内有许多思考和尝试，其中以英特尔® 傲腾™ 持久内存的做法最具代表性。
傲腾观察室：请回答2021
在11月18日，百易传媒（DOIT）举办的一场名为“傲腾观察室”的在线直播活动中，作为数据存储产业的资深观察者，DOIT总编宋家雨在与业内多位技术专家沟通中得到一个结论。
宋家雨表示，目前，应对冯诺依曼架构局限性问题，业内出现了两类解决方案：一类是存算一体化架构，它让存储具备计算的能力，从而解决数据反复搬迁导致的效率低下问题。一类是改良性的方案，把内存做得更大，把更多数据放到靠近核心的地方，从而解决数据搬迁的问题。
从目前来看，存算一体化方案在成熟度上还需要更多验证，而依赖于新型存储介质打造的英特尔® 傲腾™ 持久内存方案，可以以更低的成本提供更大的内存空间，缓解内存不足的问题。而且，由于对架构的变化相对较小，所以，这是目前市场上接受度更高，成熟度更高的实践方案。
站在2021年来看英特尔® 傲腾™ 技术，与几年前英特尔® 傲腾™ 技术刚推向市场时已有很大不同，彼时，都在谈论“傲腾”是什么。而现在，人们对于英特尔® 傲腾™ 技术的讨论已变为实际应用场景的实践分析，谈论英特尔® 傲腾™ 技术如何提高效率、降低成本，帮助企业塑造竞争力。
英特尔® 傲腾™ 持久内存有两种使用模式，一种是内存模式，它将DRAM作为其高速缓存使用，两者结合构成大的内存资源池，从而以较低的成本提供较大内存容量，在许多场景中有不逊色于原来纯DRAM内存方案的表现。
英特尔® 傲腾™ 持久内存技术的另外一种模式叫做App Direct，它对于操作系统和应用程序都提出了一定要求，用户想使用这种模式需要应用层面上做出一些调整，这大大提升了用户的使用门槛和使用难度。
为了破解这一难题，业内一些创新企业进行了许多探索和实践。
基于英特尔® 傲腾™ 持久内存的大内存技术：
将内存和外存合二为一
MemVerge是一家大内存技术方案的代表性企业，它基于英特尔® 傲腾™ 持久内存技术开发了一套软件技术架构，MemVerge可以帮助用户屏蔽傲腾持久内存技术本身的复杂度，让用户能更轻松地用上英特尔® 傲腾™ 持久内存，获得更大的内存空间。
MemVerge的创始人兼CEO范承工是数据存储领域的传奇人物，他曾是EMC中国卓越研发集团创始人、VMware中国研发中心创始人，他还是著名分布式存储VMware vSAN的带头人，他对于数据存储架构本身有深入的实践经验，而他所开创的大内存技术正在成为新的技术潮流。
范承工在直播中介绍称，在以前，计算架构的瓶颈往往在于计算和网络，而当数据越来越多，如何快速高效处理，其瓶颈转变为存储部分，在于存储和内存，大内存技术的出现就是为了解决计算架构中的存储瓶颈。
理想的计算架构中，需要参与计算的数据都存放在内存中，这里所说的内存既包括L1、L2、L3缓存，也包括DRAM，系统访问内存数据时几乎可以不用等待。然而，能存在内存里的数据是非常有限的，DRAM相对于L3、L2、L3缓存要大的多，但仍有许多数据不能放在内存里。
于是，剩下的数据就只能放在外部存储里，外部存储包括常见的磁盘、SSD等外部存储设备和外部存储系统等，当系统需要访问外存上的数据时，需要把数据搬迁到内存里，这需要明显的等候时间，当数据量越来越大时，等候时间也越来越长，这种现象就叫做IO墙。
大内存技术的做法是将内存和外存合二为一，将两者组合成大内存，既利用了内存的高性能优势，又利用了外存的非易失性（掉电不丢数据），从而省去了数据在外存和内存之间的搬迁时间，从而消除IO墙，消除存储瓶颈。
2019年，英特尔推出了英特尔® 傲腾™ 持久内存，它可以作为大内存的核心硬件，作为业内第一款商用的SCM（Storage Class Memory，存储级内存）解决方案，它比传统DRAM内存的容量更大，同时兼具非易失性，性能接近于传统内存，这使得大内存方案的落地成为可能。
基于英特尔® 傲腾™ 持久内存的大内存技术：
落地与应用
MemVerge的大内存软件可以将不同的内存硬件虚拟为一个大的内存池，在应用看来，大内存软件构建的内存池与原来的DRAM没有任何区别，应用无需做出任何改变即可使用大内存池。另外，大内存软件还提供了各种常见的数据服务，比如快照、复制以及安全功能。
宋家雨认为，MemVerge大内存软件的设计非常巧妙，它构建了一个英特尔® 傲腾™ 持久内存与应用软件之间的中间层，屏蔽了背后复杂的技术实现，让实际环境中许多旧有的成熟的应用软件无需做任何修改，即可利用以英特尔® 傲腾™ 持久内存构建的大内存方案，这为大内存技术的普及打下了良好基础。
在将MemVerge大内存软件推向市场的一年多时间以来，已经在包括金融行业，高性能计算，以及云服务等领域得到了许多应用，而且，许多场景的具体用法都有所不同。
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金融行业中，一些银行和交易市场将大内存技术用于内存数据库，不仅提供了更大容量的内存，同时还利用了快照技术，从而能在宕机时快速重启并恢复业务服务，比起传统方式的速度快了约1500倍，极大提升了系统的容错性和服务的连续性。
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在高性能计算领域，特别是在涉及生物基因计算场景中，大内存技术可以帮助生物信息科学家更高效地进行基因分析，能将获取结果的速度提高30%-60%，这无论是对于新冠病毒的研究，还是对于癌症治疗的研究，诸多生物基因相关研究工作都大有裨益。
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云服务商利用大内存技术提高单台设备的内存容量，从而提高单台设备的虚拟机密度，用一样的硬件提供更多虚拟机服务，这意味着单个虚拟机成本的降低，也意味着竞争力的提升。
新技术新趋势
傲腾持久内存将扮演更重要角色
以英特尔® 傲腾™ 持久内存打造的大内存技术要打破IO墙，突破存储瓶颈，解决真实的用户痛点，拥有令人向往应用前景。但以“傲腾”为代表的SCM要做的事情还远不止于此，我们也看到，一场技术架构变革正在数据中心里有序进行。
2019年，英特尔牵头成立了名为CXL（Compute Express Link）标准组织，以实现CPU与GPU、FPGA等各种专用加速件的高速互联，对于突破存储瓶颈也意义重大。
对于存储来说，CXL是一种新的内存接口，与原来的DDR相比，CXL具有更高的可扩展性，更高的带宽。CXL支持包括英特尔® 傲腾™ 持久内存及SSD等各种存储方案，它的架构设计不局限于单个系统，而且可以在多机之间进行连接，可以实现多机之间的共享。
范承工表示，CXL是一个改变游戏规则的新技术，它可以实现内存和计算的相对独立，可以实现多机之间的内存池化共享，可以实现真正的可组合基础设施，可以动态地为系统添加计算、内存、存储资源。
这意味着，CXL将有助于实现计算、存储和网络资源的机架级解耦，将改变未来的数据中心计算架构形态，一个大的内存池将出现，而傲腾持久内存在未来数据中心架构中也将扮演更重要的角色。
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敬请期待傲腾观察室下期精彩
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