NVDIMM

計算機系統(tǒng)的計算結果和服務信息皆臨時保存在內存中，這些數(shù)據(jù)在系統(tǒng)掉電后將丟失，甚至能引起整個系統(tǒng)的崩潰。NVDIMM可以解決系統(tǒng)異常掉電情況下，內存數(shù)據(jù)的保存工作，并且能夠在系統(tǒng)恢復正常運行后，繼續(xù)之前的工作。

全系統(tǒng)保護是NVDIMM的一個典型應用場景。在系統(tǒng)異常掉電后，該系統(tǒng)能在短時間內將整個計算機系統(tǒng)當前的工作狀態(tài)(包括CPU,橋接芯片，網(wǎng)卡等硬件設備以及系統(tǒng)中所有的進程)保存至NVDIMM。在系統(tǒng)重新上電運行后，立即恢復至之前的運行狀態(tài)，仿佛系統(tǒng)只是"打了個盹"。

在云技術發(fā)展日新月異的今天，虛擬化技術作為云的核心技術，得到了廣泛的關注與創(chuàng)新。與此同時，作為云服務運行的底層載體，虛擬機的數(shù)據(jù)安全與完整是目前急需解決的重要課題。虛擬機實質為軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運行在一個完全隔離環(huán)境中的完整計算機系統(tǒng)，也就意味著虛擬機的所有運行狀態(tài)都在內存中。NVDIMM可以利用虛擬機本身的快照功能，在系統(tǒng)異常情況下，迅速保護存儲在內存中的臨時快照，達到保護整個虛擬機的目的。

磁盤緩存是為了減少CPU透過I/O讀寫磁盤的次數(shù)，提升磁盤I/O的效率，用一部分內存來儲存訪問較頻繁的磁盤內容。磁盤緩存的存在對于數(shù)據(jù)訪問的一致性帶來了問題，尤其是采用write-back策略的寫緩存導致異常掉電情況下內存中更新的數(shù)據(jù)未能及時寫入磁盤而丟失。NVDIMM是寫緩存的最佳存儲介質。它的隨機訪問性質能讓CPU和操作系統(tǒng)直接訪問管理，并且非易失性保證數(shù)據(jù)在異常掉電情況下得以保護。

目前，針對RAID控制器的寫緩存NVDIMM已逐漸被接受。對于帶有板級RAID控制芯片或者采用軟件RAID方案的計算機，缺乏寫緩存，NVDIMM可以直接用做系統(tǒng)主存，配合操作系統(tǒng)，完成寫緩存任務。還有一類PCIE接口的RAID控制卡，它們采用普通的帶電池后備的內存條作為緩存使用，NVDIMM可以直接替代這些內存條。

存儲鏈是將整個存儲系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)按照安全度，性能要求以及使用頻率分層存儲在不同的非易失存儲介質中。

如圖所示為一典型的存儲鏈實例。IO性能要求較高的數(shù)據(jù)被存儲在SSD上，而要求較低的數(shù)據(jù)放入各種類型的磁盤陣列以及NAS。NVDIMM可作為存儲鏈的最前端，它的速度比SSD更快，并且能夠提供直接隨機訪問的特性。CPU的內存柵障與刷新cache指令能夠保證NVDIMM數(shù)據(jù)的原子寫與一致性。所以，NVDIMM非常適合用作文件系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)庫元數(shù)據(jù)與日志的存儲介質。