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基于英特尔® 傲腾? 长期内存100系列的Altibase计划实践
英特尔® 傲腾? 长期内存是Intel在2019年宣布的一款革命性的产品，英特尔® 傲腾? 长期内存是一种全新的内存类型，其架构设计旨在从数据中心中罗致更多价值，重构数据中心内存/存储条理结构 。差别于古板的DRAM，英特尔® 傲腾? 长期内存集大容量、经济性和长期性于一身，能够支持数据中心多个应用场景 。pg电子官网基于英特尔® 傲腾? 长期内存做了大宗的应用场景解决计划，笼罩大数据剖析、数据库、云与虚拟化、漫衍式存储等应用场景 。为了资助用户通过越发灵活的架构来实现立异型的应用，助力企业实现性能突破，pg电子官网宣布了基于英特尔® 傲腾? 长期内存技术的Altibase应用计划 。
Altibase数据库是一款Hybrid DBMS，完美结合了DRDBMS和MMDBMS的特性，为满足高速处理大宗数据的用户提供了有效的解决计划 。Hybrid DBMS是一种平衡的数据库治理系统，可在主内存中提供高性能的数据处理，并具有物理磁盘的强大存储功效，两种数据库类型的集成组合提供了无与伦比的灵活性和强大的功效 。Altibase数据库提供了三种数据库表空间类型，划分是Disk Tablespace、Memory Tablespace、Volatile Tablespace 。Disk Tablespace保存于Disk上，通常由用户磁盘表和磁盘索引组成；Memory Tablespace位于内存中，要害性工具通常与字典表、系统工具和用户创立的内存表一起位于内存表空间中；Volatile Tablespace是将工具生保存内存中，不纪录日志，制止磁盘输入输出，以提升性能，但关闭数据库后，Volatile Tablespace的所有数据工具会丧失 。
在Altibase数据库中，使用Disk Tablespace时数据库的性能会低于使用Memory Tablespace的性能，为包管性能，Altibase使用Memory Tablespace，即包管性能又能包管数据的一致性和完整性 。可是在使用Memory Tablespace，当数据量较大时，需要更大的内存空间 。而DRAM内存本钱价格较为腾贵，相关于DRAM，同容量情况Intel® Optane DC Persistent Memory价格较为自制，使用Intel® Optane DC Persistent Memory能够降低本钱，同时又能抵达提升Altibase数据库系统内存容量，即节约本钱，又能提升Altibase的性能 。
本篇文章将介绍基于英特尔傲腾数据中心级长期内存技术（Intel® Optane DC Persistent Memory）Altibase数据库的优化实践 。
Intel® Optane DC Persistent Memory技术简介
Intel® Optane DC Persistent Memory是一种全新的内存类型，其架构设计旨在从数据中心中罗致更多价值，重构数据中心内存/存储条理结构 。差别于古板的DRAM，英特尔傲腾数据中心级长期内存集大容量、经济性和长期性于一身，能够支持数据中心多个应用场景，包括数据剖析、数据库和内存数据库、人工智能、高容量虚拟机、容器，以及内容分发网络等，使之在性能、可用性上有大幅度提升 。Intel® Optane DC Persistent Memory技术从基础上改变了数据中心的弹性，将内存数据库重启时间从以前的几天、几小时缩短到现在的几分钟甚至几秒钟，并提供经济实惠的内存空间，将系统内存容量扩展到前所未有的水平 。
图1
在现有存储架构中，内存和存储介质之间保存容量、性能和时延的差别，英特尔® 傲腾? 长期内存位于内存和存储介质之间，能填补两者间的性能和时延差别，对存储条理模型进行重新划分和界说 。英特尔® 傲腾? 长期内存读写带宽比NVME设备高数倍，并大幅降低延时问题 。另外，由于写入方法差别，英特尔® 傲腾? 长期内存也比Flash NAND更耐用，并能支持比古板DRAM更大容量的系统内存配置 。与古板DRAM差别，英特尔® 傲腾? 长期内存将提供前所未有的高容量，经济性和长期性组合 。通过扩展经济实惠的系统内存容量（每个CPU Socket大于3 TB），最终客户可以使用支持这种新型内存的系统，通过在处理器四周移动和维护更大宗的数据来更好地优化其事情负载，并最大限度地降低延迟从系统存储中获取数据 。英特尔® 傲腾? 长期内存将以每个�？楦叽�512GB的容量提供 。同时，英特尔® 傲腾? 长期内存具有的非易失性这一大优势能够包管数据在掉电后或系统维护中不会丧失 。
图2
Intel® Optane DC Persistent Memory通过两种特殊的运行模式——App Direct模式和内存模式，展现其奇特的能力 。具体来看，接纳App Direct模式，经过专门调试的应用程序可以从产品固有的长期性中充分获取价值，同时获得更大的容量；在内存模式下，在受支持的操作系统或虚拟情况中运行的应用程序可将该产品用于易失性存储，在无需重写软件的情况下，有效利用高达512GB的内存�？榇吹母郊酉低橙萘�，在大型内存池中获得新的洞察 。
在数据时代，新一代数据中心关于加速数据的流动，提高数据的存储和处理能力提出了更高的要求 。在这种情况下，英特尔至强可扩展CascadeLake处理器与Intel Optane DC Persistent Memory成了新的强强组合 。这一组合将改变云、数据库、高性能盘算、内存剖析和内容分发网络等要害数据事情负载，成为新的动力之源 。
计划验证
Altibase数据库在使用Memory Tablespace类型表空间时，用户数据存放于Memory Tablespace时能够有效提升Altibase数据库性能，而使用Memory Tablespace需要更多的内存空间，使用Intel® Optane DC Persistent Memory 能够使单颗CPU支持的内存容量大于3TB, 在此场景下，验证Altibase结合DCPMM使用Memory Tablespace和Disk Tablespace时数据库性能差别 。
硬件配置
8* 960GB Intel® SSD DC S4610 （RAID5）存放Altibase数据库数据 。配置1表空间类型为Memory Tablespace，配置2表空间类型为Disk Tablespace表空间类型 。
性能指标评测要领
Altibase数据库性能评测使用通用测试工具BenchmarkSQL进行测试，评估TPC-C测试模型下性能值 。
DRAM 192GB +DCPMM 1TB配置Alitibase使用Memory Tablespace与DRAM 768G配置使用Disk Tablespace相比性能提升约5倍 。
DRAM+DCPMM和全DRAM配置在相似的本钱情况下，DRAM+DCPMM配置内存容量提升约34%，在Altibase数据库结合DCPMM有足够内存容量使用Memory Tablespace时，Altibase数据库约有5倍性能的提升 。
