Testbericht zur Intel Optane Persistent Memory 200-Serie (MemVerge)

Intel hat das auf den Markt gebracht Permanentes Optane DC-Speichermodul im Frühjahr 2019 eingeführt, um die Lücke zwischen flüchtigem DRAM und Hochleistungs-SSDs zu schließen. Etwas mehr als ein Jahr später hat Intel die Plattform mit Intel Optane Persistent Memory 200 Series oder kurz Optane PMem 200 aufgebaut. Die neuen Module sind für das Neue optimiert Skalierbare Intel Xeon-Prozessoren der 3. Generation, was die Kombination mit Intel SSDs zu einem echten Plattformspiel macht. PMem 200 soll 32 % mehr Speicherbandbreite als Gen1 liefern, was eine schöne Steigerung ist und etwas, das wir in diesem Test auf die Probe stellen werden.

Intel hat das auf den Markt gebracht Permanentes Optane DC-Speichermodul im Frühjahr 2019 eingeführt, um die Lücke zwischen flüchtigem DRAM und Hochleistungs-SSDs zu schließen. Etwas mehr als ein Jahr später hat Intel die Plattform mit Intel Optane Persistent Memory 200 Series oder kurz Optane PMem 200 aufgebaut. Die neuen Module sind für das Neue optimiert Skalierbare Intel Xeon-Prozessoren der 3. Generation, was die Kombination mit Intel SSDs zu einem echten Plattformspiel macht. PMem 200 soll 32 % mehr Speicherbandbreite als Gen1 liefern, was eine schöne Steigerung ist und etwas, das wir in diesem Test auf die Probe stellen werden.

Als Hintergrund: Wir haben ausführlich über PMem berichtet. Diese Iteration unterscheidet sich nicht wesentlich von der ersten, daher sind die meisten früheren Arbeiten im Hinblick auf Architektur, Vorteile usw. auch heute noch recht relevant. Hier sind ein paar Dinge, die Sie beachten sollten, wenn Sie sich mit PMem vertraut machen möchten:

• Podcast Nr. 60: Kristie Mann, Intel Persistent Memory
• Persistenter Intel Optane DC-Speicher NoSQL-Leistungsüberprüfung
• Supermicro SuperServer mit Erster Überblick über den persistenten Intel Optane DC-Speicher
• Intel erklärt Vorteile von PMem 200 mit DAOS

In diesem Testbericht haben wir eine großartige Technologiekombination zusammengestellt. Auf der Hardwareseite verfügen wir über eine Intel OEM-Box, gut ausgestattet mit PMem 200-Modulen und den neuesten skalierbaren Xeon-CPUs. Darüber haben wir MemVerge Memory Machine v1.2 geschichtet, eine speziell entwickelte Software zur optimalen Nutzung der persistenten Speichermodule.

Was ist neu bei der Intel Optane Persistent Memory 200-Serie?

Die meisten Vorteile der 200er-Serie hängen mit der Weiterentwicklung der skalierbaren Intel Xeon-Prozessoren der 3. Generation zusammen. Der größte Unterschied besteht eindeutig im Speicherbandbreitendurchsatz, wobei PMem 200 eine Unterstützung von 3,200 MT/s erhält. Aber es gibt noch einige andere Vorteile, die auf absolute Leistung ausgerichtet sind.

Die Anzahl der Kerne lag in der Vorgängerversion zwischen 8 und 28 Kernen, in der 200er-Serie beginnt sie bei 16 Kernen und steigt auf 40. Mit dem ersten PMem konnten Benutzer jetzt 3 TB PMem hinzufügen, was einem Gesamtspeicher pro Sockel von 4.5 TB entspricht Die Gesamtmenge beträgt 6 TB pro Sockel, wobei 4 TB PMem 200 hinzugefügt werden. Die maximale thermische Designleistung sank von 18 W auf 15 W. Und der neueste persistente Speicher verfügt über eADR, erweiterte asynchrone DRAM-Aktualisierung.

Leistungsunterschiede zwischen PMem 100 und 200 (512 GB)

Technische Daten der Intel Optane Persistent Memory 200-Serie

MemVerge-Management

MemVerge Memory Machine v1.2 nutzt weiterhin die gleiche Benutzeroberfläche, die wir in unserem ursprünglichen Testbericht gesehen haben. Das Global Dashboard zeichnet sich dadurch aus, dass es sich auf DRAM und PMem konzentriert, wobei die meisten GUIs Dinge wie CPU, Speicher, Speicher und Netzwerk berücksichtigen. Für E/A-intensive Anwendungen können Dashboards wertvoll sein, die die Speichernutzung über mehrere Systeme hinweg anzeigen. Für speicherzentrierte Anwendungen bietet das Memory Machine Global Dashboard die einzigartige Möglichkeit, Speichernutzung, Knotenstatus, Ereignisse und Warnungen über mehrere Server hinweg zu visualisieren.

Da dies der Schwerpunkt ist, können wir die DRAM- und PMem-Bandbreite überwachen, während wir testen und die meisten Benutzer die Technologie nutzen. Die DRAM- und PMEM-Nutzungsdaten dienen Systemadministratoren als Leitfaden für Größenentscheidungen, indem sie ihnen helfen, das Verhalten ihrer Arbeitslast zu verstehen, das für die Leistungsoptimierung und das Debuggen erforderlich ist. Beispielsweise kann ein Administrator eine konstante Speichernutzung erkennen, wenn eine Arbeitslast die maximale Speichernutzung erreicht oder wenn sie regelmäßig Speicher zuweist und wieder freigibt. Dies ist besonders wichtig, wenn eine Anwendung aufgrund von OOM abstürzt. Administratoren können Speichernutzungsdaten einsehen, um schnell genau zu erkennen, wann es passiert ist.

Auf der Registerkarte „Instanzen“ können wir die Redis-Instanzen und ihre Zusammenfassungen sehen.

Die MemVerge Memory Machine-Verwaltungsschnittstelle kann Administratoren bei einer Reihe von Anwendungsfällen unterstützen:

Absturzwiederherstellung – Die Snapshot-GUI wird verwendet, um die Datenbank schnell wiederherzustellen und/oder die Ursache zu beheben. Das Datenbankprotokoll und die Memory Machine Dashboard-Daten bestimmen den Zeitpunkt des Absturzes, sodass der Administrator einen Snapshot auswählen und wiederherstellen kann, der dem Absturzzeitpunkt am nächsten kommt. Entwickler können diese wiederhergestellte Instanz dann zum Debuggen verwenden.

Beschleunigung von Animation und VFX mit Memory DVR – Künstler möchten verschiedene Optionen für eine Basis-Maya-Szene erkunden. Sie laden die Basisszene, übernehmen die Änderungen und speichern sie als anderes Projekt. Sie können viele einzelne Szenen speichern, aber um diese Optionen anzuzeigen, müssen sie immer wieder neu geladen werden, was viel Zeit in Anspruch nimmt. Mit der Memory-DVR-Funktion können Sie eine Basisszene einmal laden, einen Schnappschuss als Basis-Schnappschuss machen, dann Ihre Änderungen übernehmen und einen weiteren Schnappschuss machen. Um einen anderen Effekt anzuwenden, stellen Sie einfach den Schnappschuss wieder her, bearbeiten Sie ihn und machen Sie einen weiteren Schnappschuss. Die Wiederherstellungsgeschwindigkeit von In-Memory-Snapshots beträgt einige Sekunden im Vergleich zu Minuten beim Neuladen von Szenen aus dem Speicher.

Beschleunigung der Genomanalyse mit Memory DVR – Wissenschaftler möchten mit einem Algorithmus für maschinelles Lernen experimentieren, der verschiedene Parametereinstellungen verwendet. Sie laden die Daten, legen die Parameter fest, führen den Algorithmus aus und prüfen die Ergebnisse. Wenn die Ergebnisse nicht gut sind, werden die Daten neu geladen, ein anderer Parametersatz angewendet und der Algorithmus erneut ausgeführt. Mit der Memory DVR-Funktion können Sie die Daten einmal laden und einen Schnappschuss machen. Wenn die Ergebnisse ab diesem Zeitpunkt nicht gut sind, stellen Sie die Basisdaten wieder her und ein weiterer Lauf mit neuen Parametern ist in Sekundenschnelle durchgeführt.

Intel Optane Persistent Memory 200-Reihe Kennzahlen

Während PMem als Blockspeicher getestet werden kann, was wir in der Vergangenheit getan haben, zeigen sich die wahren Vorteile von PMem, wenn Sie es mit der entsprechenden Software auf Byte-Ebene nutzen können. In vielen Fällen optimieren Anwendungsentwickler wie SAP ihre Anwendungen, um PMem nutzen zu können. Während dies für einige Anwendungen funktioniert, gibt es noch eine andere Option. Nutzen Sie eine softwaredefinierte Lösung, die von Grund auf entwickelt wurde, um Unternehmen dabei zu helfen, alle Leistungs- und Persistenzvorteile von PMem 200 zu nutzen. Um diese neueste Generation von PMem zu testen, haben wir genau das getan.

MemVerge bietet eines der umfassendsten Angebote, wenn es um die Nutzung von persistentem Speicher geht. Wir haben uns das angeschaut MemVerge-Speichermaschine früher in diesem Jahr. MemVerge hat ein Update seiner Software veröffentlicht, um die neuen Xeon-CPUs PMem 200 und den gesamten neuen Speicher, den Intel veröffentlicht hat, zu nutzen. MemVerge Memory Machine ist jetzt auf Version 1.2 und bietet mehrere neue Vorteile. Die ersten beiden sind die Unterstützung für skalierbare Intel Xeon Prozessoren der dritten Generation und die Unterstützung für Intel Optane Persistent Memory 200 Series.

Memory Machine v1.2 bietet Unterstützung für Microsoft SQL Server unter Linux, wo sie angeblich die OLTP-Leistung bei gleichen Speicherkosten verdoppeln können. Es unterstützt jetzt auch KVM-Hypervisoren mit der dynamischen Abstimmung des DRAM:PMEM-Verhältnisses pro VM. In-Memory-Datenbankcluster wie Redis und Hazlecast verfügen jetzt über HA mit koordinierten In-Memory-Snapshots. Und schließlich verfügt Version 1.2 über eine zentralisierte Speicherverwaltung für DRAM und PMem im gesamten Rechenzentrum.

Ice Lake-Plattform – Intel OEM-Server

• 2 x Intel Xeon Platinum 8380 mit 2.3 GHz und 40 Kernen
• 16 x 32 GB DDR4 3200 MHz
• 16 x 128 GB Intel Persistent Memory 200-Serie
• Boot-SSD: Intel 1 TB SATA
• Datenbank-SSD: Intel P5510 7.68 TB
• Betriebssystem: CentOS 8.3.2011

Cascade Lake-Plattform – Supermicro SYS-2029U-TN24R4T

• 2 x Intel Xeon Platinum 8270 mit 2.70 GHz und 26 Kernen
• 12 x 16 GB DDR4 192 GB
• 12 x 128 GB Intel Persistent Memory 100-Serie
• Boot-SSD: 1 TB SATA SSD
• Betriebssystem CentOS 8.2.2004

Sowohl Optane als auch MemVerge Memory Machine eignen sich besser für In-Memory-Anwendungen. Unsere Benchmarks werden typischerweise als normale bis hochbelastete Arbeitsbelastungen angesehen, die im realen Leben während des IT-Betriebs auftreten würden. Stattdessen werden wir uns hier ein paar verschiedene Tests ansehen und dabei insbesondere auf Dinge wie DRAM vs. PMem vs. DRAM + PMem und deren Ergebnisse eingehen. Für diese Überprüfung verwenden wir KDB Performance sowohl für Masseneinfügungs- als auch Lesetests sowie Redis Quick Recovery mit ZeroIO Snapshot und Redis Clone mit ZeroIO Snapshot.

KDB-Leistungstests

Kxs kdb+ ist eine Zeitreihen-In-Memory-Datenbank. Es ist für seine Schnelligkeit und Effizienz bekannt und daher in der Finanzdienstleistungsbranche sehr beliebt. Eine große Einschränkung für kdb ist die Begrenzung der DRAM-Kapazität. MemVerge Memory Machine passt hier perfekt, sodass kdb PMem voll ausnutzen kann, um den Speicherraum mit ähnlicher Leistung wie DRAM zu erweitern. Für den Bulk-Insert-Test haben wir uns einen einzelnen Insert, 10, 100 und 1000 Inserts angesehen und Millionen von Bulk-Inserts pro Sekunde gemessen. Wir betrachten nur DRAM und Memory Machine mit DRAM-Tiering.

Mit dem KX kdb+ Bulk betrachten wir sowohl Cascade Lake als auch Ice Lake. Die Ergebnisse werden in Millionen Datensätzen pro Sekunde (MR/s) aufgezeichnet. Beginnend mit Cascade Lake waren bei einer Charge alle drei ungefähr gleich. Als wir mit dem Anstieg begannen, machte DRAM weiter, bis es einen Spitzenwert von etwa 142 MR/s erreichte. MM mit DRAM-Tiering hat die 1000-Batch-Marke erreicht.

Der gleiche Test auf dem Ice Lake beginnt ungefähr gleich: Bei einer Charge sind beide ungefähr gleich, bei 10 Chargen sind DRAM und MM mit DRAM-Tiering gleich, aber bei 100 MM mit DRAM-Tiering liegt dieses Mal mit 333 MR/ S. Die beiden erreichen bei 500 Chargen wieder eine Geschwindigkeit von 1000 MR/s, das ist mehr als 3.5-mal höher als der Gipfel des Cascade Lake.

Als nächstes haben wir uns kdb+ mit einem Lesetest angesehen. Hier ist der Testaufbau etwas anders. Der Lesetest ist durchgehend derselbe, aber dieses Mal haben wir uns nur DRAM und dann Memory Machine mit entweder 40-GB-DRAM-Tiering angesehen. Auf Xeon Gen 2 konnte DRAM nur 4.22 GB/s erreichen, während MM mit 40G DRAM-Tiering 4.83 GB/s erreichte.

Der gleiche Test mit den neuen Prozessoren ergab 5.13 GB/s mit DRAM und satte 9.77 GB/s mit MM mit 40G DRAM-Tiering.

Fazit

Mit den neuen Prozessoren kommt das neue PMem, die Intel Optane Persistent Memory 200-Serie. Das Unternehmen hat ein bestehendes Produkt übernommen und Verbesserungen dort vorgenommen, wo sie am effektivsten waren. Das Unternehmen behauptet eine Leistungssteigerung von 32 % gegenüber dem Original mit jetzt bis zu 40 Kernen und Unterstützung für 3200 MT/s. Sie verfügen zwar über die gleiche Modulkapazität wie die letzte Version, 128 GB, 256 GB und 512 GB, Intel hat jedoch dafür gesorgt, dass Benutzer mehr Module pro Sockel hinzufügen können, um den gesamten RAM-Fußabdruck auf 6 TB zu erhöhen. Um das neue PMem zu testen, haben wir mit MemVerge und der neu veröffentlichten Memory Machine v1.2 gearbeitet.

Bei Anwendungstests der neuen Intel Xeon Gen3-Plattform mit MemVerge Memory Machine v1.2 konnten wir enorme Fortschritte gegenüber der Intel Xeon-Plattform der vorherigen Generation feststellen. Beim Kdb+-Schreibtest, bei dem die Geschwindigkeit von Masseneinfügungen von einzelnen, 10, 100 oder 1000 Stapeln gemessen wurde, haben wir enorme Zuwächse der Gen3-Xeon-Plattform als Ganzes gegenüber einer nahezu erstklassigen Gen2-Plattform festgestellt. Auf dem Höhepunkt von 1000 Batch-Einfügungen sahen wir einen Unterschied von etwa 142 Millionen Datensätzen/Sekunde (MR/s) auf Xeon Gen2 im Vergleich zu 500 MR/s auf Xeon Gen3, was einem massiven 3.5-fachen Unterschied entspricht. Im Kdb+-Lesetest, bei dem Memory Machine + Pmem + 40 GB DRAM-Tiering verglichen wurden, haben wir 4.83 GB/s auf Xeon Gen2 gemessen, während Xeon Gen3 auf beeindruckende 9.77 GB/s skaliert wurde.

Insgesamt gibt es viel Gefallen an der neuen Intel Xeon Gen3-Version neben der Intel Optane Persistent Memory 200-Serie, wie wir bei unseren Tests mit MemVerge gesehen haben. Während die größten Änderungen an der Intel-Plattform viel schnellere Prozessoren, schnelleres DRAM und Gen4-PCIe-Unterstützung umfassen, kann Intels PMem 200 mit den richtigen Anwendungen die Gleichung für eine Reihe geschäftskritischer Anwendungsfälle wirklich verändern. Anwendungen wie SAP HANA, die nativ mit PMem interagieren, werden froh sein, Zugriff auf alle diese Intel-Technologien zu haben. Für alle anderen, die PMem 200 nutzen möchten, bietet MemVerge einen einfachen Einführungsweg.

MemVerge-Speichermaschine

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