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Ein NVIMM-N mit 8 GByte
Ein NVIMM-N mit 8 GByte (Bild: HPE)

Der Nutzen für Anwendungen

Dass ein Server nicht ausfallen darf, ist klar - in der Regel sorgen unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) dafür. Diese oft noch aus Bleiakkus aufgebauten chemischen Kraftwerke sind jedoch wartungsintensiv und daher teuer. Mit NVDIMMs könnten sie auch nicht in allen Fällen komplett wegfallen, weil sie in der Regel für das kontrollierte Herunterfahren der Rechner benötigt werden, um Datenverluste auf den Massenspeichern zu verhindern.

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Die Unterstützung durch Programme dürfte aber schnell umgesetzt werden, denn bisher galt: Daten im Hauptspeicher abzulegen, ist zwar der schnellste Weg, aber immer auch der riskanteste. Eine Datenbank, die viele Minuten aus Festplatten oder SSDs Indices im RAM erstellen muss, darf schlicht nicht ausfallen. NVDIMMs reduzieren das Risiko deutlich, weil der Rechner nicht immer komplett heruntergefahren werden muss - die Daten im RAM sind ja noch vorhanden und können nach einer Unterbrechung dann auf die Massenspeicher geschrieben werden.

Bei Supercomputern können geplante Berechnungsschritte (Checkpoints) nicht nur auf den traditionellen Massenspeichern abgelegt werden, sondern auch im nichtflüchtigen RAM oder einer NVDIMM-SSD, und sie können dort bleiben. Das setzt aber zusätzliche Nodes voraus, die immer online sind. Sie benötigen, wenn sie nicht rechnen müssen, recht wenig Energie. Zudem ist nach der Jedec-Spezifikation auch die Mischbestückung von NVDIMM-N und NVDIMM-F erlaubt, ein einzelner Rechner kann also sowohl extrem schnelle SSDs mit mehreren Gigabyte pro Sekunde als auch das ausfallsichere RAM enthalten. Das ist für Cache-Server ideal. Auch virtuelle Maschinen, VMs, lassen sich zwischen physikalischen Rechnern durch NVDIMMs sorgenfrei umziehen, weil ein Stromausfall kein Problem mehr darstellt.

  • Viele Server-Anwendungen können von NVDIMM profitieren.  (Bild: Nico Ernst)
  • Rückseite eines NVDIMMs von HPE, in der Mitte der Controller, links der Stromanschluss. (Bild: Nico Ernst)
  •  (Bild: Nico Ernst)
  • Die nächsten Skylake-Xeons unterstützen NVDIMM.  (Bild: Nico Ernst)
  • In Kernel- und User-Space muss Linux an NVDIMMs angepasst werden.  (Bild: Nico Ernst)
  • Ablauf der AM-Wiederherstellung mit NVDIMMs  (Bild: Nico Ernst)
  • Ein UEFI, hier noch BIOS genannt, muss NVDIMMs erkennen und prüfen.  (Bild: Nico Ernst)
Viele Server-Anwendungen können von NVDIMM profitieren. (Bild: Nico Ernst)

VMs gelten bisher auch als die Methode, um beispielsweise durch Malware amoklaufende Webserver vom Netz zu nehmen. Bei einer dedizierten Maschine, die immer mehr Kunden ausdrücklich verlangen, ist das jedoch nicht so einfach. Sie vom Datenverkehr zu trennen, ist noch leicht, sie komplett stillzulegen nicht. In Zukunft könnten sie über einen Powerswitch per Netzwerk schlicht abgeschaltet und später anhand des in den NVDIMMs gespeicherten Systemzustands offline näher untersucht werden. Gerade da Webserver-Plugins in letzter Zeit verstärkt von Malware angegriffen werden, ist das eine interessante Option.

Generell können alle Anwendungen, die oft Daten auf einem Massenspeicher ablegen, von NVDIMMs in beiden Formaten profitieren, weil der Bus für RAM-Riegel mindestens eine Größenordnung schneller ist als selbst PCI-Express. PCIe wird bisher auch bei SSDs mit maximal acht Lanes eingesetzt; Controller für die volle Bestückung wie bei Grafikkarten mit 16 Lanes sind für diese Anwendung viel zu aufwendig, weil sie mindestens so viele Speicherkanäle in Form von Flash-Bausteinen erfordern würden. Für dauerhafte Leistung müssten deren Zugriffe auch sinnvoll verschachtelt werden.

 UEFI und Linux als SoftwareunterbauServer-SSDs holen auf, aber nicht schnell genug 

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Érdna Ldierk 13. Jan 2017

Die sind von VW.

picaschaf 20. Okt 2016

Und woher soll die andere CPU wissen wo gerade die Codeausführung steht? Ne...

plutoniumsulfat 20. Okt 2016

Du gibst dich schon mit mickrigen 4GB/s zufrieden?

pumok 19. Okt 2016

@Poison Nuke: Da muss ich Dir in weiten Teilen recht geben. Ich würde nicht unbedingt von...

EWCH 19. Okt 2016

die Biose werden immer langsamer, HP hat bei den aktuellen Servern die Boot-Zeit locker...



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