Persistent memory یکی از ویژگی های جدیدی است که در نسخه vsphere 6.7 معرفی شد و هدف آن انعطاف پذیری بیشتر است. این اصطلاح فقط برای محصولات VMware صدق نمی کند، چرا که از نوع جدیدی از حافظه، NVM استفاده می کند. به نوعی با یک SSD درایو فوق سریع قابل مقایسه است. این لایه دیگری از فضای ذخیره سازی است که بین یک هارد دیسک یا SSD ها و مموری قرار می گیرد تا performance را بهبود بخشد.


لایه های مختلف اصلی ذخیره سازی یک سرور شامل CPU cache، DRAM و دیسک ها(که شامل SSD درایو و یا HDD است) می باشد که سرعت هر کدام نسبت به بعدی کندتر است. جدای از گپ و فاصله performance بزرگ(bandwidth و Latency) تفاوت بزرگ بین DRAM و دیسک در این واقعیت نهفته است که DRAM یک حافظه فرار است، یعنی با قطع شدن جریان برق هر چه در آن باشد، پاک می شود(بر عکس هارد دیسک و SSD ها)

NVDIMM چیست؟

Non-volatile Memory که NVM و یا NVDIMM، یک فناوری انقلابی است که Performance های سرورهای ما را به جد بیشتر می کند. Non-volatile Memory به عنوان نوعی از RAM که محتوایات خود را برخلاف DRAM سنتی حفظ می کند، توسعه داده شد. این نوع ماژول ها می توانند محتوای DRAM را در کامپوننت NAND flash بریزند. NVDIMM در اسلات های رم معمولی قرار می گیرد که تا حد امکان به CPU نزدیک باشد.


NVDIMM یک راه حل حافظه پایدار غیر فرار(nonvolatile persistent memory) است که ترکیبی NAND flash و DRAM و باتری را دارد. این راه حل تأخیرهایی شبیه به DRAM را دارد و می تواند از داده هایی که مدیریت می کند بک آپ تهیه کرده و در صورت قطع برق، امکان بازیابی سریع را فراهم می کند.
NVDIMM ها به شکل یک ماژول رم ساخته شده از DRAM سنتی با کامپوننت های Flash NAND واقع در خود رم هستند که به عنوان یک لایه ذخیره سازی عمل می کنند. بنابراین به‌جای ارسال مستقیم به دیسک(با در نظر گرفتن access time های دیسک) و کابل SAS، محتوای RAM را می‌توان در ماژول ثابت آن ذخیره کرد تا در صورت نیاز، CPU با سرعت بیشتری دسترسی بدان ها داشته باشد. تأخیر مانند DRAM در واحد نانوثانیه محاسبه می شود! بسیاری از این ماژول‌ها دارای یک خازن تعبیه شده هستند تا به رم اجازه ‌دهد در صورت خرابی الکتریکی در persistent memory لود شود.


وجود این لایه ذخیره‌سازی اضافی با کاهش زمان latency برای دسترسی به داده‌ها، performance را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد.


مزایای بسیاری برای persistent memory وجود دارد.
Performance بهتر با دسترسی مستقیم به حافظه و بهبود utilization از CPU و RAM
ظرفیت بیشتر برای workload های درون-حافظه ای مانند database caching
کاهش IOPS های ذخیره سازی روی دیسک ها
ماشین‌های مجازی مانند دیتابیس که به bandwidth بالا و latency کم نیاز دارند، اولین workload ای خواهند بود که از این نوع ذخیره‌سازی جدید بهره‌مند می‌شوند.

در vSphere 6.7، چه اپلیکیشنی برای پشتیبانی از آن نوشته شده باشد یا نه،persistent memory می تواند توسط هاست ها و VM ها مورد استفاده قرار گیرد. هنگامی که یک ماژول مموری به یک هاست اضافه می شود، توسط vSphere انتخاب خواهد شد و به عنوان Persistent Memory در کنار DRAM یا همان مموری ظاهر می شود.
ظرفیت NVDIMM ماژول ها به صورت یک datastore لوکال در هاست نشان داده می شود هر VM (حتی سیستم عامل قدیمی) می تواند از آن استفاده کند و هیچ سازگاری یا تغییر سیستم عامل مهمان مورد نیاز نیست. vSphere در حال حاضر از 2 مود دسترسی به persistent memory پشتیبانی می کند:

vPMEMDisk

با vPMEMDisk، vsphere بخشی از PMEM datastore به عنوان یک دیسک مجازی به VMارائه می‌کند که می‌تواند روی یک SCSI controller مانند هر دیسک دیگری نصب شود. نیازی به تغییر در guest نیست و نیازی نیست که با NVDIMM و VM با 6.7 سازگار باشد.
به منظور اختصاص یک دیسک به یک PMEM datastore، یک تنظیم به نام hostlocal PMem default storage policy برای آن اعمال می شود. توجه داشته باشید که پس از اعمال این پالیسی، نمی توانید آن را تغییر دهید، برای تغییر باید آن vm را migrate یا حذف کنید.

vPMEM

این مود کمی ساده تر است چرا که ظرفیت NVDIMM را به عنوان یک virtual NVDIMMمجازی به VM معرفی می شود. در این پیکربندی، سیستم عامل مهمان باید سازگار با فناوری NVM (Windows Server 2016 و Linux Kernel 4.2+) و VM در vmware vsphere 6.7 یا 7 و حداقل دارای hardware version 14 باشد. vsphere به جای ذخیره کردن virtual disk مربوط به vm در PMEM datastore اوکال، vsphere در واقع خودِ virtual NVDIMM device را ذخیره می کند.
در این مدل، اپلیکیشن‌ها می‌توانند بالاترین performance را با دسترسی مستقیم و بدون وقفه به سخت‌افزار NVDIMM تجربه کنند، برخلاف حالت قبلی که VM فقط از یک دیسک مجازی بسیار سریع بهره می‌برد.

ملاحظاتی در مورد persistent memory

در هر صورت، توجه داشته باشید که PMem datastore فقط برای ذخیره دستگاه‌های NVDIMM مجازی و دیسک‌های مجازی قدیمی و سنتی یک ماشین مجازی استفاده می‌شود. شما نمی توانید فایل هایی از قبیل vmx, log, iso را در آن ذخیره کنید. در هر هاست فقط یک PMEM datastore لوکال وجود دارد.

پیش از قرار دادن vm ها در حالت maintenance mode، باید تمامی vm های روی این هاست را خالی کنید و به هاست دیگری منتقل کنید.

پس از روشن شدن یک ماشین مجازی، PMEM بدون توجه به وضعیت power آینده آن(روشن یا خاموش بودن vm)، روی هاست رزرو می شود. هنگامی که VM منتقل یا حذف شود، رزرو لغو می شود.

برخلاف ماشین‌هایی که از vPMEM استفاده می‌کنند، یک ماشین مجازی با vPMEMDisk می‌تواند به هاست بدون PMEM منتقل شود.