Warum ist der Intel® Optane™ nicht persistenter Speicher im Speichermodus nicht persistent?

1. Warum ist der Speicher nicht persistent? Ist es aufgrund seiner Eigenschaften persistent?
2. Wie funktioniert das DRAM-Caching? Erfolgt das alles in der Hardware ohne Unterstützung des Betriebssystems?

Persistenter Intel® Optane Speicher ist eine neue Technologie, bei der nichtflüchtige Medien auf einem Dual-In-Line-Speichermodul (DIMM) platziert und auf dem Speicherbus installiert werden. Es gibt nichtflüchtige Speicher-DIMMs sowie traditionelle DRAM-DIMMs für flüchtigen Speicher.

Der Entscheidende, der persistente Speicher-DIMMs von DRAM-DIMMs unterscheidet, ist, dass die darauf gespeicherten Daten erhalten bleiben können, wenn das System heruntergefahren wird oder Strom verloren geht.

Auf diese Weise können sie als eine Form von permanentem Speicher wie Festplattenlaufwerken (HDDs) oder Solid-State-Laufwerken (SSDs) verwendet werden, aber mit speicherspezifischen Latenzen.

Intel® Optane™ Persistenter Speicher (PMem) basiert auf der Intel® Optane™-Speichertechnik und bietet die Möglichkeit, mehr Daten näher an der CPU zu halten, um die Verarbeitung schneller (d. h. "wärmer") zu beschleunigen. PMem ist für die Verwendung mit Intel® Xeon® skalierbaren Plattformprozessoren (Codename Cascade Lake).

DCPMMs gibt es neben DDR4-DRAM-DIMMs, die eine Zwei-Level-Speicherarchitektur unterstützen. Die schnellste Stufe ist der DRAM-basierte "Near Memory", und die langsamere Ebene ist DCPMM "far memory". PMem kann zur Verwendung in verschiedenen Modi konfiguriert werden: Memory Mode, App Direct Mode oder eine Kombination von Memory Mode und App Direct Mode, die als "Gemischter Modus" bezeichnet wird.

Im Memory-Modusfungieren PMems als flüchtiger Systemspeicher unter der Kontrolle des Betriebssystems. Jeder DRAM auf der Plattform funktioniert als Cache, der mit dem PMems zusammenarbeiten.

Im App Direct Modefungieren PMem und DRAM DIMMs als unabhängige Speicherressourcen unter der Steuerung für das direkte Laden/Speichern der Anwendung. Auf diese Weise kann die PMem-Kapazität als persistenter Byte-adressierbarer Speicher verwendet werden, der dem physischen Adressbereich (SPA) des Systems zugeordnet ist und von Anwendungen direkt darauf zugegriffen werden kann.

Im gemischten Moduswird ein Prozent der PMem-Kapazität im Memory-Modus und der Rest im App Direct Mode verwendet.

Die App Direct Mode-Kapazität kann als Block über App Direct verwendet werden. In diesem Fall oberflächent der Treiber die herkömmliche Blockspeicherschnittstelle, die für Anwendungen transparent ist, sodass sie nicht geändert werden müssen. Block over App Direct wird mit Copy-on-Write-Optimierung über eine Blockübersetzungstabelle implementiert, um Schreib-Schreibzugriffe bei Stromausfall zu ermöglichen.

Andernfalls können Anwendungen geändert werden, um auf die App Direct Kapazität mit Mechanismen für das direkte Laden/Speichern mithilfe eines Dateisystems mit Persistent Memory Aware zu zugreifen. Dadurch wird der Kernel vollständig umgangen und der schnellste Codepfad zum persistenten Speicher ermöglicht. Weitere Informationen über die Verwendung und Programmierung von persistenten Speicher finden Sie unter Programmierung für persistenten Speicher.