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英特尔谢伟中:为数据时代而变革

2021年11月23日,2021中国数据与存储峰会首次在线上召开,英特尔傲腾产品事业部产品总监John Withers(谢伟中)用一口流利的中文,介绍了英特尔在内存和存储领域的创新,介绍了英特尔是如何引领变革,提供更佳的解决方案,帮助数据中心所应对挑战。

英特尔傲腾产品事业部产品总监John Withers(谢伟中)

技术趋势与内存的局限性

如果大家对于周遭环境有细致观察,会发现许多变化正在悄然间进行,而作为全球著名科技公司的英特尔也总结了四个趋势变化,这些变化正在深刻影响着计算机技术的发展,影响着未来的互联网世界,John Withers(谢伟中)介绍了四大趋势。

第一个,网络的转型以及5G技术的普及将为计算和通信带来彻底变革。第二个,随着人工智能的兴起,人工智能将在越来越多的工作负载中被广泛应用。第三个,随着智能边缘的兴起,越来越多的计算会转移到更靠近数据产生的地方。最后一个,在万物上云的趋势下,基础设施将更多地由软件来定义,灵活性也越来越高。

John Withers(谢伟中)认为,四大变革的关键是充分释放数据潜能的能力,而数据也将从根本上重新定义人类的未来,英特尔正在各个平台层面引领这一变革,致力于存储并处理世界上所有的数据,同时在软件和系统层面上进行优化。

英特尔将从包括高速硅光子芯片和以太网的网络产品,到包括英特尔傲腾技术的存储产品,以及包括至强处理器的全系列处理器,视觉处理单元、VPU、AI加速器等技术方面入手,对所有硬件与软件进行整合优化,最终改变企业和消费者管理数据的方式。

随着数字化转型的逐步深入,对于计算的需求也在飞速增长,(如上图左图所示)英特尔架构中的平均内核数量呈指数级的规模增长,大致上与数据的增长趋势相匹配。

但是,DRAM密度的增长速度在明显放缓,(如上图中图所示)在数据呈指数级增长的背景下,内存容量变化与需求之间的差距越来越大。

另外,存储的瓶颈也逐步显现。从存储的趋势来看(上图右图),随着存储密度的持续提升,存储容量的持续增长,每TB存储的IOPS会随着时间的推移而下降。

以上趋势变化带来的诸多挑战,都需要新的内存与存储层级来应对,需要提供价格更合理的大内存和更高性能的存储,而英特尔傲腾技术可以提供支持,以避免在计算、内存、存储和网络之间的失衡。

英特尔傲腾如何突破瓶颈

傲腾是一种颇具颠覆性的技术方案,它使用由Intel开发的存储介质,这是一种革命性的电阻存储器技术,这是一种完全不同的材料,它支持“就地写入”,写入前无需先擦除,它的速度比NAND快得多,一旦材料被设置好,它就会一直保持在原来的位置,直到被覆盖。

与NAND不同的是,英特尔傲腾的技术架构是一个纵横交错的内存元素阵列, 相当于每个内存单元都可以单独寻址,这意味着它支持字节寻址。同时,傲腾不需要“收集垃圾(GC)”来降低速度。另外,它也没有写放大的问题。

除了介质带来的高性能,内存总线也带来了巨大的性能加成。处理器可以就地处理数据,而无需通过PCIe总线传输到设备,无需利用文件系统,从而避免了这种延迟损失。这些差异极具突破性,与传统的NVMe存储相比,性能提升10倍到100倍,目前市场上还没有这样的产品,所以,它的性能确实是独一无二的。

这就是英特尔傲腾技术发挥作用的地方。英特尔开发了两种革命性的产品,重新构建内存和存储层级,填补DRAM和传统存储之间的空白。

为了解决内存容量差距,英特尔引入了英特尔傲腾持久内存,也叫作Intel Optane PMem,它采用DIMM的形式,在DRAM内存总线上运行,可作为易失性内存或持久性内存使用。

英特尔傲腾持久内存具有多种优势,包括高达512GB的经济高效的内存容量,更高密集,提供更整合的虚拟化服务器环境,可以提高很多应用程序的重启速度,特别是那些在内存中运行的应用,英特尔傲腾持久内存进化到了第二代,其平均内存带宽比第一代提高了32%。

为了缩小存储性能差距,英特尔还创建了Intel Optane SSD(固态硬盘)。与传统的NAND SSD相比,Intel Optane SSD在70/30读/写混合工作负载下提供了超过27x IOPS/GB的性能改进,总体性能的显著提高。

Intel Optane SSD还提供了更高每日写入数据量(DWPD)、更低的平均延迟和更好的服务质量(QoS)。英特尔傲腾技术带来了许多新的功能特性,这些技术正在对计算领域产生影响,也看到许多企业正在积极利用这些新技术。

英特尔Optane PMem最早是在2019年推出的,目前市场上有两代产品,需要与第二代及第三代Intel 至强可扩展处理器配合使用,英特尔Optane SSD最早于2017年推出,包括第1代和第2代SSD,以及小容量启动盘。

英特尔一直在加大对Optane 产品的投入,包括英特尔傲腾持久内存及英特尔傲腾SSD存储。接下来的两代傲腾持久内存将会与接下来两代英特尔至强可扩展处理器相配合,英特尔也会继续投入新的Optane SSD。

不断发展壮大的傲腾生态

众所周知,一个强大的生态系统对于新技术的普及至关重要,作为新硬件技术的核心,OEM硬件合作伙伴对于如何将新技术推向更广阔的市场是很关键的。英特尔Optane技术现在可通过全球所有OEM获得,已经形成了完整的渠道生态系统。

随着越来越多的工作负载向云和边缘的转移,云服务商和电信运营商对于公共服务和企业内部专有基础设施都越来越重要,一些CSP和COSP都提供了基于英特尔Optane技术的产品和服务。

英特尔傲腾的软件生态系统也正在迅速扩展,为了充分利用英特尔Optane PMem和英特尔傲腾SSD的优势,ISV合作伙伴正在着力优化其应用程序,以便更便捷地用到傲腾。目前,英特尔傲腾的生态合作伙伴列表还在持续增长,随着时间的推移,英特尔傲腾的DNA已经深入到了软件生态系统中。

英特尔傲腾支撑腾讯云技术创新

创新的英特尔傲腾技术为用户带来许多肉眼可见的价值,由于英特尔傲腾善于应对有大量数据的环境,在数据库、数据分析、云服务、高性能计算和高性能存储场景得到了许多应用。

在英特尔与腾讯云合作之下,腾讯云推出了云端块存储服务CBS(Cloud Block Storage),该服务使用Intel Optane持久内存进行优化后性能得以提升。

腾讯云的CBS提供高效可靠的持久性块存储,用于支持腾讯云客户的高性能工作负载,如高负载的OLTP金融交易系统、高吞吐量的电子商务系统、AI数据分析系统以及高并发的内容交付网络(CDN)。

如上图所示,CBS存储体系架构利用了传统的分布式存储和NVMe SSD,为了向用户提供高性能的企业级云存储服务,英特尔与腾讯云密切合作,重新设计构建CBS存储引擎,以利用英特尔傲腾持久内存的优势。

如图所示,来自计算集群的数据首先散列到相应的块节点并缓存在Page中,随后,数据会立即永久存储到Intel Optane持久内存中。同时,Page和块的元数据在本地也会更新到相应的数据区域。

通过这些优化,腾讯云能够实现比当前的分布式存储架构或传统直连存储架构(DAS)更低的延迟。

结束语

凭借英特尔傲腾持久内存的优势,CBS在性能表现上有亮眼表现,越来越多的用户在使用傲腾持久内存来寻求技术产品上的突破为用户带来更多价值。

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