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

• Warum ist der Speicher nicht persistent? Ist es aufgrund seiner Eigenschaften persistent?
• Wie funktioniert das DRAM-Caching? Wird das alles in Hardware ohne die Unterstützung des Betriebssystems gemacht?

® Persistenter Intel Optane Speicher ist eine neue Technologie, bei der nichtflüchtige Medien auf einem Dual In-Line Memory Module (DIMM) platziert und auf dem Speicherbus installiert werden. Persistente Speicher-DIMMs existieren neben herkömmlichen DRAM-DIMMs mit flüchtigem Speicher.

Das Wesentliche, was persistente Speicher-DIMMs von DRAM-DIMMs unterscheidet, ist, dass die auf ihnen gespeicherten Daten beibehalten werden können, wenn das System heruntergefahren wird oder die Stromversorgung ausfällt.

Dadurch können sie als eine Art permanenter Speicher wie Festplattenlaufwerke (HDDs) oder Solid-State-Laufwerke (SSDs) verwendet werden, jedoch mit speicherähnlichen Latenzen.

Intel® Optane™ Persistent Memory (PMem) basiert auf der Intel® Optane™-Memory-Technologie und bietet die Möglichkeit, mehr Daten näher an der CPU zu speichern, um die Verarbeitung zu beschleunigen (d. h. "wärmer"). PMem ist für die Verwendung mit Prozessoren der skalierbaren Intel® Xeon®Plattform (Codename Cascade Lake) konzipiert.

DCPMMs existieren neben DDR4-DRAM-DIMMs zur Unterstützung einer zweistufigen Speicherarchitektur. Die schnellste Stufe ist der DRAM-basierte "Nahspeicher" und die langsamere Stufe ist DCPMM "Fernspeicher". PMem kann für die Verwendung in verschiedenen Modi konfiguriert werden: Speichermodus, App-Direktmodus oder eine Kombination aus Speichermodus und App-Direktmodus, die als "gemischter Modus" bezeichnet wird.

Im Speichermodus fungieren PMems als flüchtiger Systemspeicher unter der Kontrolle des Betriebssystems. Jeder DRAM in der Plattform fungiert als Cache und arbeitet mit den PMems zusammen.

Im App Direct Mode fungieren PMem- und DRAM-DIMMs als unabhängige Speicherressourcen unter direkter Lade-/Speicherkontrolle der Anwendung. Dadurch kann die PMem-Kapazität als byte-adressierbarer persistenter Speicher verwendet werden, der dem physischen Adressraum (SPA) des Systems zugeordnet ist und von Anwendungen direkt abgerufen werden kann.

Im gemischten Modus wird ein Prozentsatz der PMem-Kapazität im Speichermodus und der Rest im App-Direktmodus verwendet.

Die Kapazität im App Direct-Modus kann als Block over App Direct verwendet werden. In diesem Fall zeigt der Treiber eine herkömmliche Blockspeicherschnittstelle für Anwendungen transparent an, sodass diese nicht geändert werden müssen. Block over App Direct wird mit Copy-on-Write-Optimierung über eine Blockübersetzungstabelle implementiert, um die Atomarität von Power-Fail-Schreibvorgängen zu gewährleisten.

Andernfalls können Anwendungen so geändert werden, dass sie auf App Direct-Kapazität mit direkten Lade-/Speichermechanismen unter Verwendung eines persistenten speicherfähigen Dateisystems zugreifen. Dadurch wird der Kernel vollständig umgangen und der kürzeste Codepfad zum persistenten Speicher bereitgestellt. Weitere Informationen zur Verwendung und Programmierung von persistentem Speicher finden Sie unter Programmierung von persistentem Speicher.