Многоуровневая память (Memory Tiering) снижает затраты и повышает эффективность использования ресурсов. Эта функция была впервые представлена в виде технологического превью в vSphere 8.0 Update 3 и получила очень положительные отзывы от клиентов. Обратная связь от пользователей касалась в основном устойчивости данных, безопасности и гибкости в конфигурациях хостов и виртуальных машин. С выходом платформы VCF 9.0 все эти вопросы были решены.

Теперь многоуровневая память — это готовое к использованию в производственной среде решение, включающее поддержку DRS и vMotion, повышенную производительность, улучшенное соотношение DRAM:NVMe по умолчанию (1:1), а также множество других улучшений, направленных на повышение надёжности этой функции.

В компании Broadcom было проведено масштабное внутреннее тестирование, которое показало, что использование многоуровневой памяти позволяет сократить совокупную стоимость владения (TCO) до 40% для большинства рабочих нагрузок, а также обеспечивает рост загрузки CPU, позволяя использовать на 25–30% больше ядер под задачи. Меньше затрат — больше ресурсов. Кроме того, лучшая консолидация ВМ может означать меньше серверов или больше ВМ на каждом сервере.

Многоуровневая память обеспечивает все эти и многие другие преимущества, используя NVMe-устройства в качестве второго уровня памяти. Это позволяет увеличить объём доступной памяти до 4 раз, задействуя при этом существующие слоты сервера для недорогих устройств, таких как NVMe. Между предварительной технической версией и готовым к промышленному использованию выпуском с VCF 9.0 существует множество важных отличий. Давайте рассмотрим эти улучшения.

Новые возможности Advanced Memory Tiering

Смешанный кластер

Многоуровневая память (Memory Tiering) может быть настроена на всех хостах в кластере, либо вы можете включить эту функцию только для части хостов. Причины для этого могут быть разными: например, вы хотите протестировать технологию на одном хосте и нескольких ВМ, возможно, только несколько хостов имеют свободные слоты для NVMe-устройств, или вам разрешили приобрести лишь ограниченное количество накопителей. Хорошая новость в том, что поддерживаются все эти и многие другие сценарии — чтобы соответствовать текущим возможностям заказчиков. Вы можете выбрать только часть хостов или активировать эту функцию на всех.

Резервирование

Резервирование всегда является приоритетом при проектировании архитектуры. Как вы знаете, не бывает серьезной производственной среды с одной единственной сетевой картой на сервер. Что касается накопителей, то обеспечить отказоустойчивость можно с помощью конфигурации RAID — именно это и было реализовано. Многоуровневая память может использовать два и более NVMe-устройств в аппаратной RAID-конфигурации для защиты от отказов устройств.

Поддержка DRS

Технология DRS (Distributed Resource Scheduler) существует уже довольно давно, это одна из функций, без которой большинство клиентов уже не могут обходиться. VMware вложила много усилий в то, чтобы сделать алгоритм Memory Tiering «умным» — чтобы он не только анализировал состояние страниц памяти, но и эффективно управлял ими в пределах кластера.

DRAM:NVMe — новое соотношение

В vSphere 8.0 U3 функция Memory Tiering была представлена как технологическое превью. Тогда использовалось соотношение 4:1, то есть на 4 части DRAM приходилась 1 часть NVMe. Это дало увеличение объёма памяти на 25%. Хотя это может показаться незначительным, при сравнении стоимости увеличения объёма памяти на 25% с использованием DRAM и NVMe становится очевидно, насколько это выгодно.

В VCF 9.0, после всех улучшений производительности, изменили соотношение по умолчанию: теперь оно 1:1 — то есть увеличение объема памяти в 2 раза по умолчанию. И это значение можно настраивать в зависимости от нагрузки и потребностей. То есть, если у вас есть хост ESX с 1 ТБ DRAM и вы включаете Memory Tiering, вы можете получить 2 ТБ доступной памяти. Для некоторых сценариев, таких как VDI, возможно соотношение до 1:4 — это позволяет вчетверо увеличить объём памяти при минимальных затратах.

Другие улучшения

В VCF 9.0 было реализовано множество других улучшений функции Memory Tiering. Общие улучшения производительности сделали решение более надёжным, гибким, отказоустойчивым и безопасным. С точки зрения безопасности добавлено шифрование: как на уровне виртуальных машин, так и на уровне хоста. Страницы памяти ВМ теперь могут быть зашифрованы индивидуально для каждой ВМ или сразу для всех машин на хосте — с помощью простой и удобной настройки.

Как начать использовать Advanced Memory Tiering

С чего начать? Как понять, подходят ли ваши рабочие нагрузки для Memory Tiering? Клиентам стоит учитывать следующие факторы при принятии решения о внедрении Memory Tiering:

Активная память

Memory Tiering особенно подходит для клиентов с высоким потреблением (выделено под ВМ более 50%) и низким уровнем активного использования памяти (фактически используемая нагрузками — менее 50% от общего объема DRAM).

Скриншот ниже показывает, как можно отслеживать активную память и объём DRAM с помощью vCenter:

NVMe-устройства

Существуют рекомендации по производительности и ресурсу для поддерживаемых накопителей — в руководстве по совместимости Broadcom (VMware) указано более 1500 одобренных моделей. NVMe-накопители, такие как E3.S, являются модульными и зачастую могут быть установлены в свободные слоты серверов, например, как в Dell PowerEdge, показанном ниже. VMware настоятельно рекомендует клиентам обращаться к руководству по совместимости Broadcom, чтобы обеспечить нужный уровень производительности своих рабочих нагрузок за счёт выбора рекомендованных устройств.

Многоуровневая память Advanced Memory Tiering снижает затраты и одновременно повышает эффективность использования ресурсов, и её будущее выглядит многообещающим. Уже ведётся работа над рядом улучшений, которые обеспечат ещё больший комфорт и дополнительные преимущества. В ближайшие месяцы будет доступно больше информации о технологии Memory Tiering.