Revisión de la serie Intel Optane Persistent Memory 200 (MemVerge)

Intel lanzó el Módulo de memoria persistente Optane DC en la primavera de 2019 como una forma de cerrar la brecha entre la DRAM volátil y las SSD de alto rendimiento. Un poco más de un año después, Intel se basó en la plataforma con Intel Optane Persistent Memory 200 Series u Optane PMem 200 para abreviar. Los nuevos módulos están optimizados para los nuevos Procesadores escalables Intel Xeon de tercera generación, haciendo que la combinación, con Intel SSD, sea en gran medida un juego de plataformas. Se dice que PMem 200 ofrece un 32 % más de ancho de banda de memoria que Gen1, lo que es un buen impulso y algo que pondremos a prueba en esta revisión.

Intel lanzó el Módulo de memoria persistente Optane DC en la primavera de 2019 como una forma de cerrar la brecha entre la DRAM volátil y las SSD de alto rendimiento. Un poco más de un año después, Intel se basó en la plataforma con Intel Optane Persistent Memory 200 Series u Optane PMem 200 para abreviar. Los nuevos módulos están optimizados para los nuevos Procesadores escalables Intel Xeon de tercera generación, haciendo que la combinación, con Intel SSD, sea en gran medida un juego de plataformas. Se dice que PMem 200 ofrece un 32 % más de ancho de banda de memoria que Gen1, lo que es un buen impulso y algo que pondremos a prueba en esta revisión.

A modo de antecedentes, tenemos una amplia cobertura previa sobre PMem. Esta iteración no es muy diferente a la primera, por lo que la mayor parte del trabajo anterior sigue siendo bastante relevante hoy en día en términos de arquitectura, beneficios, etc. Aquí hay algunas piezas para golpear si necesita ponerse al día en PMem:

• Pódcast #60: Kristie Mann, memoria persistente de Intel
• Memoria persistente Intel Optane DC Revisión de rendimiento de NoSQL
• Supermicro SuperServidor con Revisión preliminar de la memoria persistente Intel Optane DC
• Intel explica Beneficios de PMem 200 con DAOS

En esta revisión, hemos reunido una gran combinación de tecnología. En cuanto al hardware, tenemos una caja Intel OEM, bien equipada con módulos PMem 200 y las últimas CPU escalables Xeon. Hemos superpuesto MemVerge memory Machine v1.2, que es un software especialmente diseñado para aprovechar al máximo los módulos de memoria persistente.

Novedades de la serie 200 de memoria persistente Intel Optane

La mayoría de los beneficios de la serie 200 están relacionados con la actualización de los procesadores escalables Intel Xeon de tercera generación. Claramente, la mayor diferencia en el rendimiento del ancho de banda de la memoria, con PMem 3 con soporte de 200 MT/s. Pero hay varios otros beneficios relacionados con el rendimiento absoluto.

El recuento de núcleos en la versión anterior oscilaba entre 8 y 28 núcleos, en la serie 200 comienza en 16 núcleos y sube a 40. Con el primer PMem, los usuarios podían agregar 3 TB de PMem para una memoria total por socket de 4.5 TB, ahora el total es de 6 TB por socket, con la adición de 4 TB de PMem 200. La potencia máxima de diseño térmico se redujo de 18W a 15W. Y la memoria persistente más nueva viene con eADR, Actualización de DRAM asíncrona extendida.

Diferencias de rendimiento de PMem 100 vs 200 (512 GB)

Especificaciones de la serie 200 de memoria persistente Intel Optane

Gestión de MemVerge

MemVerge Memory Machine v1.2 aún aprovecha la misma GUI que vimos en nuestra revisión original. El panel global se distingue por centrarse en DRAM y PMem, donde la mayoría de las GUI analizan cosas como la CPU, la memoria, el almacenamiento y las redes. Para las aplicaciones con uso intensivo de E/S, los tableros que muestran el uso del almacenamiento en múltiples sistemas pueden ser valiosos. Para las aplicaciones centradas en la memoria, el tablero global de Memory Machine brinda la capacidad única de visualizar el uso de la memoria, el estado de los nodos, los eventos y las alertas en múltiples servidores.

Como es el enfoque, podemos monitorear el ancho de banda de DRAM y PMem mientras realizamos pruebas y la mayoría de los usuarios aprovechan la tecnología. Los datos de uso de DRAM y PMEM son una guía para las decisiones de dimensionamiento de los administradores del sistema, ayudándolos a comprender el comportamiento de su carga de trabajo que se necesita para ajustar y depurar el rendimiento. Por ejemplo, un administrador puede ver el uso constante de la memoria cuando una carga de trabajo alcanza el pico de uso de la memoria o si está asignando y desasignando memoria periódicamente. Esto es especialmente importante cuando una aplicación falla debido a OOM. Los administradores pueden ver los datos de uso de la memoria para identificar rápidamente exactamente cuándo sucedió.

En la pestaña de instancias, podemos ver las instancias de Redis y sus resúmenes.

La interfaz de administración de MemVerge Memory Machine puede ayudar a los administradores a través de una serie de casos de uso:

Recuperación de fallas: la GUI de instantánea se usa para recuperar rápidamente la base de datos y/o solucionar la causa. El registro de la base de datos y los datos del tablero de la máquina de memoria determinan la hora del bloqueo, lo que permite al administrador seleccionar y restaurar una instantánea más cercana a la hora del bloqueo. Luego, los desarrolladores pueden usar esa instancia restaurada para la depuración.

Aceleración de la animación y los efectos visuales con Memory DVR: los artistas desean explorar diferentes opciones en una escena base de Maya. Cargan la escena base, aplican los cambios y la guardan como un proyecto diferente. Pueden guardar muchas escenas separadas, pero para mostrar estas opciones deben recargarse repetidamente, lo que lleva mucho tiempo. Con la funcionalidad de Memory DVR, puede cargar una escena base una vez, tomar una instantánea como la instantánea básica, luego aplicar sus cambios y tomar otra instantánea. Para aplicar un efecto diferente, simplemente restaure la instantánea, edítela y tome otra instantánea. La velocidad de restauración de las instantáneas en memoria es de unos pocos segundos en comparación con los minutos de recarga de escenas desde el almacenamiento.

Aceleración del análisis genómico con DVR de memoria: los científicos quieren experimentar con un algoritmo de aprendizaje automático utilizando diferentes configuraciones de parámetros. Cargan los datos, establecen el parámetro, ejecutan el algoritmo y verifican los resultados. si los resultados no son buenos, se vuelven a cargar los datos, se aplica un conjunto diferente de parámetros y se vuelve a ejecutar el algoritmo. Con la función Memory DVR, puede cargar los datos una vez y tomar una instantánea. A partir de ese momento, si los resultados no son buenos, se restauran los datos base y se realiza otra ejecución con nuevos parámetros en segundos.

Memoria persistente Intel Optane serie 200 Desempeno

Si bien PMem se puede probar como almacenamiento en bloque, lo que hemos hecho en el pasado, los beneficios reales de PMem se muestran cuando puede aprovecharlo a nivel de byte con el software adecuado. En muchos casos, los desarrolladores de aplicaciones como SAP ajustan su aplicación para poder aprovechar PMem. Si bien eso funciona para algunas aplicaciones, hay otra opción. Aproveche una solución definida por software creada desde cero para ayudar a las empresas a aprovechar todos los beneficios de rendimiento y persistencia que ofrece PMem 200. Para probar esta última generación de PMem, eso es exactamente lo que hicimos.

MemVerge ofrece una de las ofertas más completas cuando se trata de aprovechar la memoria persistente. Echamos un vistazo a la Máquina de memoria MemVerge a principios de este año. MemVerge ha lanzado una actualización de su software para aprovechar las nuevas CPU Xeon, PMem 200 y todo el nuevo almacenamiento que Intel ha lanzado. MemVerge Memory Machine ahora está en v1.2 con varios beneficios nuevos, los dos primeros son soporte para procesadores Intel Xeon Scalable de tercera generación y soporte para Intel Optane Persistent Memory 200 Series.

Memory Machine v1.2 ofrece soporte para Microsoft SQL Server en Linux donde dijeron que pueden duplicar el rendimiento de OLTP con el mismo costo de memoria. También admite hipervisores KVM ahora con el ajuste dinámico de la relación DRAM:PMEM por VM. Los clústeres de bases de datos en memoria como Redis y Hazlecast ahora tienen HA con instantáneas en memoria coordinadas. Y finalmente, v1.2 tiene una gestión de memoria centralizada para DRAM y PMem en todo el centro de datos.

Plataforma Ice Lake: servidor Intel OEM

• 2 x Intel Xeon Platino 8380 a 2.3 GHz de 40 núcleos
• 16 memorias DDR32 de 4 GB a 3200 MHz
• 16 memorias persistentes Intel serie 128 de 200 GB
• SSD de arranque: Intel 1TB SATA
• SSD de base de datos: Intel P5510 7.68 TB
• Sistema operativo: CentOS 8.3.2011

Plataforma Cascade Lake – Supermicro SYS-2029U-TN24R4T

• 2 x Intel Xeon Platino 8270 a 2.70 GHz de 26 núcleos
• 12x16GB DDR4 192GB
• 12 memorias persistentes Intel serie 128 de 100 GB
• SSD de arranque: SSD SATA de 1 TB
• Sistema operativo CentOS 8.2.2004

Tanto Optane como MemVerge Memory Machine se aprovechan mejor para las aplicaciones en memoria. Nuestros puntos de referencia generalmente se consideran cargas de trabajo normales a las de alto estrés que se verían en la vida real durante las operaciones de TI. En cambio, aquí veremos algunas pruebas diferentes y veremos específicamente cosas como DRAM versus PMem versus DRAM + PMem y cómo se sacude cada uno. Para esta revisión, utilizaremos KDB Performance tanto para la inserción masiva como para la prueba de lectura, así como Redis Quick Recovery con ZeroIO Snapshot y Redis Clone con ZeroIO Snapshot.

Pruebas de rendimiento de KDB

kdb+ de Kx es una base de datos en memoria de series temporales. Es conocido por su velocidad y eficiencia y por eso es muy popular en la industria de servicios financieros. Una gran restricción para kdb es la limitación de la capacidad DRAM. MemVerge Memory Machine encaja perfectamente aquí, por lo que kdb puede aprovechar al máximo PMem para ampliar el espacio de memoria con un rendimiento similar al de DRAM. Para la prueba de inserción masiva, observamos una sola inserción, 10, 100 y 1000 inserciones y medimos en millones de inserciones masivas por segundo. Nos fijamos solo en DRAM y Memory Machine con niveles de DRAM.

Con el volumen KX kdb+ estamos mirando tanto a Cascade Lake como a Ice Lake. Los resultados se registran en millones de registros/segundo (MR/s). Comenzando con Cascade Lake, en un lote los tres eran casi iguales. Una vez que comenzamos a subir, DRAM siguió adelante hasta que alcanzó un pico de aproximadamente 142 MR/s. MM con niveles de DRAM alcanzados en la marca de lote 1000.

La misma prueba en Ice Lake comienza más o menos igual: un lote ve que ambos son casi iguales, en 10 lotes DRAM y MM con DRAM en niveles son iguales, pero en 100 MM con DRAM en niveles avanza esta vez con 333 MR/ s. Los dos se recuperan a 500 MR/s en 1000 lotes, esto es más de 3.5 veces más alto que el pico superior de Cascade Lake.

A continuación, analizamos kdb+ con una prueba de lectura. Aquí la configuración de la prueba es un poco diferente. La prueba de lectura es la misma en todo momento, pero esta vez analizamos solo DRAM y luego Memory Machine con niveles de DRAM de 40 GB. En Xeon Gen 2, la DRAM solo pudo alcanzar los 4.22 GB/s, mientras que MM con niveles de DRAM de 40 G alcanzó los 4.83 GB/s.

La misma prueba en los nuevos procesadores nos dio 5.13 GB/s con DRAM y la friolera de 9.77 GB/s con MM con niveles de DRAM de 40G.

Conclusión

Con los nuevos procesadores viene el nuevo PMem, Intel Optane Persistent Memory 200 Series, la compañía tomó un producto existente e hizo mejoras donde serían más efectivas. La compañía afirma una mejora del 32 % en el rendimiento con respecto al original con hasta 40 núcleos ahora y soporte para 3200 MT/s. Si bien vienen en la misma capacidad de módulos que la última versión, 128 GB, 256 GB y 512 GB, Intel lo ha hecho para que los usuarios puedan agregar más módulos por zócalo para llevar el espacio total de RAM a 6 TB. Para probar el nuevo PMem, trabajamos con MemVerge y su recién lanzado Memory Machine v1.2.

En las pruebas de aplicaciones de la nueva plataforma Intel Xeon Gen3 que aprovecha MemVerge Memory Machine v1.2, vimos grandes ganancias con respecto a la plataforma Intel Xeon de la generación anterior. En la prueba de escritura Kdb+ que mide la velocidad de inserciones masivas de lotes individuales, 10, 100 o 1000, medimos enormes ganancias de la plataforma Gen3 Xeon en su conjunto sobre una plataforma Gen2 de especificaciones casi superiores. En su punto máximo de 1000 inserciones por lotes, vimos una diferencia de alrededor de 142 millones de registros/segundo (MR/s) en Xeon Gen2 frente a 500 MR/s en Xeon Gen3, una diferencia enorme de 3.5x. En la prueba de lectura de Kdb+, comparando Memory Machine + Pmem + 40 GB de DRAM en niveles, medimos 4.83 GB/s en Xeon Gen2, mientras que Xeon Gen3 escaló hasta unos impresionantes 9.77 GB/s.

En general, hay muchas cosas que me gustan con la nueva versión de Intel Xeon Gen3 junto con Intel Optane Persistent Memory 200 Series, como vimos en nuestras pruebas con MemVerge. Si bien los mayores cambios en la plataforma Intel incluyen procesadores mucho más rápidos, DRAM más rápida y compatibilidad con Gen4 PCIe, el PMem 200 de Intel con las aplicaciones adecuadas realmente puede cambiar la ecuación para una serie de casos de uso de misión crítica. Las aplicaciones como SAP HANA que interactúan de forma nativa con PMem estarán encantadas de tener acceso a todas estas tecnologías de Intel. Para todos los demás que quieran aprovechar PMem 200, MemVerge ofrece un camino fácil de adopción.

Máquina de memoria MemVerge

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