基于英特尔® 傲腾™ 持久内存100系列的MyRocks方案实践

　　英特尔® 傲腾™ 持久内存是Intel在2019年发布的一款革命性的产品，英特尔® 傲腾™ 持久内存是一种全新的内存类型，其架构设计旨在从数据中心中汲取更多价值，重构数据中心内存/存储层次结构。不同于传统的DRAM，英特尔® 傲腾™ 持久内存集大容量、经济性和持久性于一身，能够支持数据中心多个应用场景。浪潮基于英特尔® 傲腾™ 持久内存做了大量的应用场景解决方案，覆盖大数据分析、数据库、云与虚拟化、分布式存储等应用场景。为了帮助用户通过更加灵活的架构来实现创新型的应用，助力企业实现性能突破，浪潮发布了基于英特尔® 傲腾™ 持久内存技术的MyRocks应用方案。

　　MyRocks是Facebook开发的一款基于Rocksdb的开源MySQL存储引擎，相比InnoDB，MyRocks占用更少的存储空间，能够降低存储成本，提高热点缓存效率；具备更小的写放大比，能够更高效利用存储IO带宽；将随机写变为顺序写，提高了写入性能，延长了SSD使用寿命。因此，MyRocks已大量应用于多个行业的大数据量、写密集型的业务场景中，但是在某些关键业务中，传统的企业级SSD已不能满足业务对延迟和吞吐量的极高要求，因此浪潮引入了英特尔® 傲腾™ 持久内存来代替企业级SSD，大幅提升了MyRocks的数据吞吐和延迟性能，满足关键业务对性能的需求。

　　在大数据时代，业务存储和访问的数据量是超大规模的，而随之而来的还有业务对IOPS、延迟等存储性能更苛刻的需求，此时传统的关系数据库已经很难存储和管理这些数据，Rocksdb也就应运而生。Rocksdb 是一种嵌入式、持久化存储、KV型且非常适用于fast storage的存储引擎，并且由于其出色的压缩性能，在充分利用闪存性能的同时节省大量闪存空间。目前，Facebook开发工程师对Rocksdb进行了大量的开发，使其符合MySQL的插件式存储引擎框架的要求，移植到了MySQL上，并称之为MyRocks，因此MyRocks可以在大量使用MySQL的行业中无缝切换，广泛应用在大数据量、写密集型的业务场景中。

　　但在某些关键业务中，对于延迟和吞吐量需要极高的要求，在这种情况下，受限于存储架构和存储材料限制，企业级SSD已无法满足业务的需求， 因此，如何打破现有存储架构的限制，显著提升MyRocks性能，也就显得至关重要。

　　利用英特尔® 傲腾™ 持久内存技术优化MyRocks

　　为了解决此问题， 浪潮发现，英特尔® 傲腾™ 持久内存有着接近DRAM内存的性能和非易失性的特点，可以作为MyRocks的存储盘。因此，为满足MyRocks的高性能需求，浪潮对基于英特尔® 傲腾™ 持久内存的MyRocks进行性能方面的验证。

　　英特尔® 傲腾™ 持久内存是一种全新的内存类型，不同于传统的DRAM，其集大容量、经济性和持久性于一身，读写带宽比NVME设备高数倍，并大幅降低延时问题。由于写入方式不同，英特尔® 傲腾™ 持久内存也比Flash NAND更耐用，并且单模块容量可高达512GB，实现了远超传统 DRAM 的系统内存容量。其从根本上改变了数据中心的弹性，将内存数据库重启时间从以前的几天、几小时缩短到现在的几分钟甚至几秒钟，并提供经济实惠的内存空间，将系统内存容量扩展到前所未有的水平。

　　

　　图1

　　在实际的方案部署中，浪潮使用了英特尔® 至强® 第二代可扩展处理器与英特尔® 傲腾™ 持久内存组成强强组合，大幅提升了MyRocks性能，满足了高负载业务的需求。

　　方案验证：英特尔® 傲腾™ 内存性能优势显著

　　本次方案验证，浪潮对使用Rocksdb引擎的Percona Server for MySQL 5.7.28进行了性能测试。

　　在测试中，浪潮将英特尔® 傲腾™ 持久内存设置为Storage over App Direct运行模式，并依据以下硬件配置来搭建了测试方案（如表1）。

　　

　　表1

　　测试使用表2参数分别对NVME和PMem进行随机读、随机写、混合读写压力测试，测试结果包括TPS吞吐量（图2）和P99延迟（图3）。

　　

　　图2

　　

　　图3

　　从测试结果可以看出，在P99延迟方面，随机读和混合读写场景下PMem比P4510提升差不多2倍，随机写提升3倍以上；在TPS吞吐量方面，随机读和混合读写场景下PMem比P4510提升2倍以上，随机写提升21%。

　　效果：大幅改善 Rocksdb 性能

　　对于高性能需求下的业务场景，特别是对延迟敏感的业务，在采用英特尔® 傲腾™ 持久内存后，P99延迟将有2到3倍的性能提升，读吞吐量将有2倍以上提升，写吞量有20%以上的提升。当前企业数据爆发式增长、在大数据方面的投入逐渐增大的背景下，Myrocks和英特尔® 傲腾™ 持久内存的组合方案即节约了关键业务所需存储空间，又带来了传统Myrocks存储方案无法获得的性能提升，为高性能业务提供了更好的选择。