這個週末看到一份測試報告，下面我將圍繞其中有參考價值的部分寫一些東西，希望對大家有所幫助。
記得我在今年3月寫過一篇《Intel Optane DC持久化記憶體效能測試、資料庫應用優化》，其中提到了Redis、Memcached、RocksDB和MongoDB這些開源資料庫。
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SCM應用：從開源資料庫到商業資料庫
談到Optane DC Persistent Memory（傲騰資料中心持久記憶體，代號AEP）的推廣，Redis應用方案算是目前業內相對成熟一些的，其中又以網際網路公司為主。
如上圖，Intel已經把當前3種使用模式的利弊總結出來：
- 記憶體模式（系統記憶體容量=Optane DIMM，DRAM作為Cache），最大好處是簡單易用；
- App Direct模式，需要Linux核心>4.15；
- NUMA Node模式，需要Linux核心>5.1。
使用開源資料庫本身就意味著折騰，Optane DIMM又是個新事物，應該說不是每家公司都能輕鬆駕馭。在《一份難得的資料庫市場分析報告》中我曾介紹過，根據DB-Engines.com的調查分析，從整體上看開源資料庫的流行度已經快要追上商業資料庫，而商業產品在關係型資料庫的佔比仍然高達60.5%。那麼商業資料庫對SCM大容量持久記憶體的支援，又發展到什麼程度了呢？
我們先來簡單看下Oracle的情況：
上面資料引用自《Oracle ExadataDatabase Machine X8M-8Data Sheet》，最新的這款資料庫一體機已經配置了Intel Optane DC Persistent Memory modules。我們看到單個Cell節點（Storage Server）的最大SQL PMEM讀IOPS達到了150萬。相比之下，只有NVMe SSD的同一代產品X8-2的最大SQL讀IOPS只有597,500。
Exadata X8M-8半個機架規模的SQL PMEM讀IOPS效能為450萬、全機架600萬，我懷疑當前網路或者資料庫節點還存在瓶頸。當然我不是Oracle專家，這部分班門弄斧的介紹先告一段落，僅供大家參考：）
擴充套件閱讀
《Optane P4800X評測(2)：Oracle 170萬TPM意味著什麼？》
《MySQL的啟示：Intel Optane P4800X評測(4)》
《當Windows超融合遇上Oracle RAC：S2D測試之四》
上圖我在《資料庫TPC提升42%：NVDIMM-N為何普及慢？》一文中曾經列出，當時的SQL Server 2016 SP1對帶電池備份的NVDIMM記憶體（8/16GB）的支援，還只是作為Log Buffer（日誌緩衝）。現在Optane DCPMM的單條容量達到了128/256/512GB，SQL Server 2019的支援應該更進一步了吧？
上週我在展會上拍攝的AEP
SQL Server 2019 on Linux：將資料庫檔案放在PMEM上
上圖引用自Principled Technologies的測試報告《Watch your transactionaldatabase performance climb with Intel Optane DC persistent memory》，本文結尾處有連結地址。這個描述的實際上是VMware vSphere ESXi 6.7在App Direct Mode利用Optane DIMM的兩種模式，顯然通過vSCSI模擬成vPMEMDisk的效能會差些。
擴充套件閱讀：《SNIA持久化記憶體峰會：虛擬機器、資料庫、SDS進展曝光》
本次測試使用的是上方那種vPMEM模式，因為微軟SQL Server 2019 on Linux preview（預覽版）具備PMEM感知，引入了SQLenlightenment，允許把資料庫檔案放在NVDIMM裝置上。
注意了，這裡並不是Windows下的SQL Server，因此Dell EMC PowerEdge R740xd伺服器上執行的資料庫虛擬機器作業系統為Red Hat Enterprise Linux 8.0。
注：類似TPC-C的工作負載模擬零件供應商使用的資料庫應用程式。資料模型和應用程式模仿一個擁有倉庫、零件、訂單、客戶和銷售區的公司，基準報告每分鐘交易的結果。這不是經過官方稽核的TPC-C測試，因此無法與已釋出的TPC-C結果進行比較。測試的配置僅用於效能評估；由於只是單一伺服器節點，這裡將NVMe驅動器作為單個裝置進行了測試，而沒有真實世界（生產環境）需要的冗餘。
以上就是TPM成績的對比，12個SATA SSD通過RAID卡做陣列，每分鐘交易數只有20萬；2個NVMe SSD的TPM達到105萬；4個NVMe SSD達到135萬；而12條Optane DC持久記憶體跑到了230萬TPM。
需要說明的是，資料庫效能測試與具體的交易模型複雜程度關係密切，而且有些情況下CPU會成為瓶頸，因此不是所有情況下結果數值都會隨儲存效能線性增長。AEP在這裡有可能不是贏在數量上，而是因為低延時。
擴充套件閱讀:《伺服器SSD RAID效能速查手冊》
根據TPM不難估算出TPS每秒交易數，下表中列出了更詳細的，同時還有使用的SSD型號。
擴充套件閱讀：《Dell PowerEdge R740xd解析：伺服器只看引數那就錯了》
當SQL Server資料庫放在Optane DIMM上時，TPS超過38,000。本次使用的SATA和NVMe SSD分別為Intel D3-S4510和P4610，後者做為P4600的升級型號效能還是不錯的。（擴充套件閱讀：《Intel釋出P4500、P4600 NVMe SSD：規格釋疑》）
上圖只截了一部分測試配置：這臺R740xd伺服器安裝了2顆28核的Xeon Platinum 8280M CPU。如想了解更多資訊可檢視報告全文。
測試平臺：DAX掛載的XFS檔案系統
上圖是測試環境搭建過程中的一個要點：AEP被配置為fsdax模式，然後在上面建立XFS檔案系統，並使用了dax引數進行了掛載。DAX即效率較高的MMAP（Memory Mapped）訪問模式。具體到NVM.PM.FILE 的實現可以參考下圖及連結：
上圖來自《PMDK和 SNIA NVM程式設計模型》一文，順便再給大家推薦下面幾篇，都是Zhang Wenliang兄的大作：
《SAP HANA 和非易失性儲存（Optane DIMM）》
《PMDK持久記憶體開發指南（圖書）預覽下載》
《PMDK（Persistent Memory Development Kit）及其應用場景》
簡單做個總結：SQL Server 2019資料庫已經支援了Optane DIMM的App Direct模式，並且效能還不錯。那麼Memory Mode快取模式又適合那些應用呢？下一篇我接著寫，敬請關注！
參考資料
https://principledtechnologies.com/Dell/PowerEdge-R740xd-Intel-Optane-1019.pdf
https://principledtechnologies.com/Dell/PowerEdge-R740xd-Intel-Optane-science-1019.pdf
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