许多企业在考虑部署超融合架构时,会倾向于采用灵活的硬件搭配而不仅仅局限于一个品牌。SmartX 超融合解决方案提供 Halo 一体机和 SMTX OS 超融合纯软件两种交付模式,能够更好满足不同用户的需求。对于选择 SMTX OS 软件解决方案的用户,SmartX 特别推出了这份硬件配置指导手册 ——《SMTX OS 超融合硬件选配推荐指南》(以下简称《指南》),旨在从专业角度提供参考,帮助用户更有针对性地选择适合自己的硬件产品,让超融合硬件配置更轻松。

SmartX 将《指南》分为单机硬件配置、硬件资源预留方案和扩容选择三个部分,第一期里我们摘选了概述和单机硬件配置中的 CPU 章节,今天继续为大家呈现第二期 —— 单机硬件配置之内存篇。

如果希望提前获取完整《指南》,可点击这里下载。

单机硬件配置之内存篇

用户在做整体超融合应用规划时,一般可以先根据实际应用需求规划出内存总容量需求,然后根据总体内存容量需求来做内存配置选择。SMTX OS 目前对内存的品牌无指定要求,主流品牌即可,但最好确保单台服务器配置的内存为同一品牌、型号。

1. 内存数量推荐

Intel® Xeon® Scalable Processor 每颗 CPU 支持 6 个内存通道 Channel,每通道最大支持 2 条内存 DIMM,双路机架服务器最大可以支持 12 个内存通道、24 条内存,当内存数量为 12 时,内存会占满全部的 Channel,即每通道配置一条内存;当内存数量为 24 时,内存占满全部 Channel 及 DIMM,这两种情况下,内存总体性能最优。内存性能最优的含义是达到更高的内存带宽,所以推荐配置 12 条或 24 条内存。

若不能保证 12 或 24 内存数量,也要保证内存数量可以除以 4,或者说单颗 CPU 配置内存数量可以除以 2,在保证 2 颗 CPU 对称配置内存的同时也要保证单颗 CPU 内存对称配置。

以下是具体说明。

Intel® Xeon® Scalable Processor CPU 内存布局示意图如下:

Scalable-Processor-CPU.png
Intel® Xeon® Scalable Processor CPU 内存布局示意图

其中单颗 CPU 内存配置布局用每通道内存数量 “A:B:C”,“D:E:F” 表示,举例 2:1:1,2:1:1 的配置如下图橙色标识:

example.png
举例 2:1:1,2:1:1 的配置

内存条的配置要尽量符合三个 Balanced 原则:

  • 所有通道(配置了内存的通道)下的内存配置保持一致;
  • 同一颗 CPU 下两个内存控制器下的内存配置保持一致;
  • 同一台服务器下所有 CPU 的内存配置保持一致。

单颗 CPU 内存数量配置达到的相对性能(以 12 DIMM 配置下 Stream 测试的带宽值为 100%)对照表如下:

performance.png
数据来源:https://lenovopress.com/lp0742-intel-xeon-scalable-family-balanced-memory-configurations

对比图示意如下:

memory-comparison.png
不同内存配置下的相对性能

所以我们可以看出,推荐单颗 CPU 内存数量为 12 条或 6 条时,内存性能达到最优,即两颗 CPU 配置内存数量为 24 条或 12 条,但这两种配置之间差异不是很大,从后续单机内存扩容角度考虑,更推荐单台服务器配置 12 条内存,为后续扩容预留内存插槽。

2. 单条内存容量推荐

目前内存主要容量分为 16 G 及 32 G,8 G 内存基本淘汰。128 G 内存昂贵,在不需要超大内存容量时,不建议配置。单条 32 G 内存市价普遍优于 2 条 16 G 内存,优先推荐 32 G 内存。若单台服务器需要配置较大内存容量时也可以考虑 64 G 内存,但要对比下实际与 32 G 内存的价格差异。

3. 总内存容量配置推荐

根据用户需求、性能、价格及扩容情况来选择内存数量与容量的搭配关系。如总体内存容量需求为 384 G,建议配置为 12 条 32 G 内存;总体内存容量需求为 192 G,建议配置 12 条 16 G 内存。

若不能符合 24 条或者 12 条内存,建议配置若干数量的 32 G 内存,如需求容量为 128 G,则配置 4 条 32 G 内存;如需求容量为 512 G,则配置 16 条 32 G 内存。或者根据 1 中表格灵活配置,以保障最大内存性能。

4. 内存类型推荐

目前主流的服务器内存为 RDIMM 及 LRDIMM,UDIMM 内存基本被淘汰。三种内存主要区别如下:

  • UDIMM:也称为 Unbuffered DIMM。当数据从 CPU 传到每个内存颗粒时,UDIMM 要求保证 CPU 到每个内存颗粒之间的数据传输距离相等,这样并行传输才会有效。这需要极高的制造工艺,较难做到高密度、高频率,因此 UDIMM 容量和频率都较低。
  • RDIMM:也称为 Registered DIMM。为了保证并行传输的有效性,RDIMM 在内存条上加了一个寄存器进行转发。它位于 CPU 和内存颗粒之间,这样就减少了并行传输的距离。同时由于寄存器效率很高,因此 RDIMM 的密度和频率就容易提高。
  • LRDIMM:也称为 Load Reduced DIMM。当服务器配置 RDIMM 时,内存总线采用并行模式,所有 DRAM 都由处理器的内存控制器进行控制。随着越来越多的 DRAM 集成到 RDIMM 中,内存模组的电力负荷会不断增加(这称为内存列 – 内存模组具有单列、双列和四列可供选择)。

随着更多的列安装在内存通道中,导致内存速度降低和/或额外内存插槽的使用受限。LRDIMM 通过使用内存缓冲芯片来摆脱这些限制,并相应地进一步提升内存支持容量。当服务器只配有 LRDIMM 时,处理器中的内存控制器将自动切换到串行模式 – 所有数据、命令和控制信号都被打包并传输到 LRDIMM 上的内存缓冲区中,内存缓冲区随后将处理所有对 DRAM 芯片进行的读写操作。

所以 LRDIMM 可以实现比 RDIMM 更大的单条内存容量,但由于使用了缓冲芯片代替寄存器,延时也会增加。

综上所述,从目前角度来看, LRDIMM 更适合超大整体内存容量配置,而对于内存总体容量不太高时,整体内存容量相同情况下 RDIMM 可以提供更好的性能。

5. 内存频率推荐

目前内存主流频率为 2666 MHz 及 2400 MHz,且不同系列 CPU 支持的最大内存频率也有此区别,但因两种频率内存价格差距不大,另从客户数据中心整体部件一致性考虑,内存配置还是推荐 2666 MHz 内存,对于不能支持到 2666 MHz 的 CPU,内存可以降频到 CPU 支持的频率来使用。

综上,内存总体推荐情况如下:

  • 内存数量:推荐配置 12 条,可以提供更佳的内存带宽,也为后续扩容预留空间。(若无法匹配 12 条内存,可根据总体内存容量需求择优选择内存数量)
  • 单条容量:推荐单条容量 32 G 内存,成本优于单条容量 16 G 内存。
  • 内存类型:推荐选择 RDIMM 内存。
  • 内存频率:推荐采用 2666 MHz 内存。

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