vSphere6.7feature:PersistentMemory

持久性内存是vSphere最新版本带来的新功能之一，可进一步提高平台的灵活性。该术语不仅适用于VMware产品，因为它使用了新型内存NVM。在某种程度上，它与超高速SSD存储器相当。它是位于硬盘或闪存Nand和内存之间的另一层存储，以提高性能。

服务器的主要不同存储层包括CPU缓存，DRAM和磁盘（SSD或HDD），每个都比前一个慢。除了巨大的性能差距（带宽和延迟）之外，DRAM和磁盘之间的最大区别在于前者是易失性存储器，这意味着它不会保留在电源循环后存储的任何数据。

什么是NVDIMM？

非易失性存储器（NVM或NVDIMM）是一项革命性技术，将进一步扩展我们服务器的性能。它被开发为一种RAM，与传统DRAM相比，它保留了其内容。这些类型的模块可以将DRAM的内容转储到NAND闪存组件中。NVDIMM在常规内存插槽中运行，尽可能靠近处理器，并以DRAM的速度和延迟处理关键数据！

“NVDIMM是一种非易失性持久存储解决方案，它将NAND闪存，DRAM和可选电源组合到一个存储器子系统中。该解决方案提供类似DRAM的延迟，可以备份它处理的数据，提供在电源中断时快速恢复的能力。

NVDIMM采用传统DRAM制成的内存模块形式，闪存NAND组件位于dimm本身作为存储层。因此，不是直接发送到磁盘并依赖磁盘和SAS电缆的访问时间，而是RAM的内容可以存储在其持久模块中，以便在需要时更快地访问CPU。NVDIMM的密度应该是DRAM的10倍以上，是SSD性能的100倍。DRAM的延迟是以纳秒为单位测量的！这些模块中的大多数还嵌入了一个电容器，以便在电气故障时RAM可以卸载到持久存储器。

拥有额外的存储层将通过减少访问数据的延迟时间和从模块处理的IO来减轻后端存储，从而大大提高性能。

存储技术

数据访问时间

15K SAS磁盘

~6,000,000 ns

SATA SSD

~120,000 ns

NVMe SSD

~60,000 ns

DDR4 NVDIMM-N

~150 ns

持久性内存有多种好处：

• 通过直接内存访问提高性能，提高CPU和内存利用率
• 更高容量的内存工作负载，如数据库缓存和分析数据集
• 使后端存储（SSD / HDD）免受大量IOPS的影响，从而延长其使用寿命

像数据库这样需要高带宽和低延迟的虚拟机将是第一个受益于这种新型存储的工作负载。

vSphere 6.7implementation

在vSphere 6.7中，无论是否已编写应用程序以支持应用程序，主机和虚拟机都可以利用持久性内存。将内存模块添加到主机后，它将被vSphere选中，并在“内存”（DRAM）旁边显示为“永久内存”。

模块的NVDIMM容量在主机上显示为本地数据存储。这涉及任何VM（甚至是传统操作系统）都可以利用它，并且不需要兼容性或客户操作系统更改。vSphere目前支持两种访问持久内存的模式：

vPMEMDisk (Righton the diagram)

使用vPMEMDisk，vSphere会分配一块PMEM数据存储，并将其作为虚拟磁盘提供给虚拟机，该虚拟磁盘可以像任何其他磁盘一样安装在SCSI控制器上。guest虚拟机不需要进行任何更改，它不需要与NVDIMM兼容，并且VM不必与6.7兼容。

为了将磁盘分配给PMEM数据存储区，将对其应用“hostlocal PMem默认存储策略”。请注意，一旦应用该策略，您无法更改它，您必须迁移或克隆它才能执行此操作。

vPMEM (Left onthe diagram)

这种模式不那么容易，因为它将NVDIMM容量作为“虚拟NVDIMM设备”呈现给VM。在此配置中，客户机操作系统必须与NVM技术（Windows Server2016和Linux Kernel 4.2+）兼容，并且VM必须与6.7（版本14）兼容。vSphere将存储虚拟NVDIMM设备，而不是将VM的虚拟磁盘存储在本地PMEM数据存储上。

在此模型中，通过直接和不间断地访问NVDIMM硬件，应用程序可以体验到最高的性能提升，而之前的模式只有VM才能从非常快的虚拟磁盘中受益。

关于持久性内存的考虑

在任何一种情况下，请注意PMem数据存储仅用于存储虚拟NVDIMM设备和VM的传统虚拟磁盘。不是你想要的，但你不能存储其他文件，如vmx，log，iso ......数据存储上唯一可用的操作是监视可用的统计信息。每个vSphere主机只能存在一个本地PMEM数据存储。

此外，请注意，在将主机置于维护模式之前，必须从主机中撤出所有VM。

在VM启动后，PMEM资源将保留在主机上，而不管其未来的电源状态如何。迁移或删除VM时，将取消预留。

将启用PMEM的VM迁移到另一台主机涉及使用storage vMotion，因为它使用本地数据存储，当然，目标主机必须具有足够的PMEM资源来满足VM的预配置容量。但是，与使用vPMEM的虚拟机相比，具有vPMEMDisk的虚拟机可以迁移到没有PMEM资源的主机。

支持的设备

截至目前，只有戴尔和惠普提供支持和可用设备才能使用持久性内存。

与戴尔相反，惠普在其DL380 Gen10中提出了他们所谓的HPE 可扩展永久内存。这些模块不是一种存储器，而是一种“以内存速度运行并具有太字节容量的集成存储解决方案”，可以扩展到1TB。

结论

这种持久性内存技术在VMware生态系统中仍然是一个非常新的技术，我们将在VMworld 2018上学到更多关于它的信息。但是，我们已经可以推测它的发展方向。随着NVDIMM设备的容量达到1TB（HPE），DRAM组件变得更像NVDIMM模块的缓存层，就像几年前Flash NAND用于HDD一样。你 可能没有支持 NVDIMM 的主机但你已经可以通过手动保留主机内存的百分比来伪造持久内存来测试该功能， 此处有 更多信息。

随着时间的推移和价格的下降，这种新型存储肯定会成为我们处理服务器IOPS和延迟的改变者。