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持久內(nèi)存架構(gòu)與工程實(shí)踐 版權(quán)信息
- ISBN：9787121401268
- 條形碼：9787121401268 ; 978-7-121-40126-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
持久內(nèi)存架構(gòu)與工程實(shí)踐 本書特色
適讀人群 ：具有一定基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)和軟件行業(yè)從業(yè)者、研究人員或高校師生，尤其適合在行業(yè)內(nèi)進(jìn)行云計(jì)算的開發(fā)工程師、相關(guān)領(lǐng)域的開發(fā)人員和科研人員**本全面介紹持久內(nèi)存原理、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)性著作 不可錯(cuò)過的下一代 AI 系統(tǒng)底層技術(shù) 英特爾公司多位一線專家的理論知識結(jié)晶與經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 剖析持久內(nèi)存的開發(fā)、驗(yàn)證和應(yīng)用等前沿工作 囊括持久內(nèi)存產(chǎn)生背景、技術(shù)分類、硬件和固件架構(gòu)、編程模型和開發(fā)庫、性能優(yōu)化方法，以及在數(shù)據(jù)庫及大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的應(yīng)用 英特爾內(nèi)部數(shù)十年材料科學(xué)研究、半導(dǎo)體創(chuàng)新和制造專業(yè)知識的結(jié)晶
持久內(nèi)存架構(gòu)與工程實(shí)踐 內(nèi)容簡介
本書以工程實(shí)踐為導(dǎo)向，詳細(xì)闡述了持久內(nèi)存的整體技術(shù)細(xì)節(jié)。本書對持久內(nèi)存的硬件和固件架構(gòu)、編程模型、優(yōu)化方法等方面都進(jìn)行了深入剖析。從架構(gòu)選擇、方案實(shí)施、性能調(diào)優(yōu)幾個(gè)方面，對數(shù)據(jù)庫、大數(shù)據(jù)等場景進(jìn)行了細(xì)致介紹，以幫助讀者建立掌握持久內(nèi)存應(yīng)用的系統(tǒng)方法。本書還對持久內(nèi)存和內(nèi)存計(jì)算的未來發(fā)展趨勢也進(jìn)行了探討，通過拋磚引玉，希望對業(yè)界人員在該領(lǐng)域的進(jìn)一步創(chuàng)新有所幫助。
持久內(nèi)存架構(gòu)與工程實(shí)踐 目錄
目錄
第1章 持久內(nèi)存的需求 / 1
1．1 持久內(nèi)存的產(chǎn)生 / 2
1．1．1 大數(shù)據(jù)發(fā)展對內(nèi)存的需求 / 2
1．1．2 內(nèi)存和存儲間的性能鴻溝 / 5
1．1．3 持久內(nèi)存的使用場景 / 7
1．2 非易失性存儲介質(zhì) / 10
1．2．1 傳統(tǒng)非易失性存儲介質(zhì) / 10
1．2．2 新型非易失性存儲介質(zhì) / 11
1．2．3 非易失性存儲介質(zhì)主要特性比較 / 14
1．3 持久內(nèi)存模塊 / 15
1．3．1 持久內(nèi)存的JEDEC標(biāo)準(zhǔn)分類 / 15
1．3．2 Intel傲騰持久內(nèi)存 / 16
參考文獻(xiàn) / 18
第2章 持久內(nèi)存的架構(gòu) / 19
2．1 內(nèi)存數(shù)據(jù)持久化 / 20
2．1．1 數(shù)據(jù)持久化 / 20
2．1．2 持久化域 / 21
2．1．3 異步內(nèi)存刷新技術(shù) / 23
2．2 持久內(nèi)存硬件架構(gòu) / 25
2．2．1 持久內(nèi)存的硬件模塊 / 25
2．2．2 持久內(nèi)存的外部接口 / 27
2．3 持久內(nèi)存及主機(jī)端的固件架構(gòu) / 30
2．3．1 接口規(guī)范 / 30
2．3．2 持久內(nèi)存固件 / 34
2．3．3 主機(jī)端固件 / 34
2．4 持久內(nèi)存的安全考慮 / 37
2．4．1 威脅模型 / 37
2．4．2 安全目標(biāo) / 38
2．4．3 基于硬件的內(nèi)存加密 / 40
2．5 持久內(nèi)存的可靠性、可用性和可維護(hù)性 / 40
2．5．1 可靠性、可用性和可維護(hù)性定義 / 40
2．5．2 硬件基礎(chǔ) / 41
2．5．3 錯(cuò)誤檢測和恢復(fù) / 42
2．5．4 單芯片數(shù)據(jù)糾正和雙芯片數(shù)據(jù)糾正 / 43
2．5．5 巡檢 / 43
2．5．6 地址區(qū)間檢查 / 44
2．5．7 病毒模式 / 45
2．5．8 錯(cuò)誤報(bào)告和記錄 / 45
2．5．9 持久內(nèi)存故障隔離 / 45
2．5．10 錯(cuò)誤注入 / 46
2．6 持久內(nèi)存的管理 / 47
2．6．1 帶內(nèi)管理和帶外管理 / 47
2．6．2 溫度管理 / 51
2．7 持久內(nèi)存的性能 / 53
2．7．1 空閑讀取延時(shí) / 53
2．7．2 帶寬 / 53
2．7．3 訪問粒度 / 53
2．7．4 加載讀取延時(shí) / 54
2．7．5 應(yīng)用性能 / 56
第3章 操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) / 59
3．1 Linux持久內(nèi)存內(nèi)核驅(qū)動實(shí)現(xiàn) / 60
3．1．1 操作系統(tǒng)驅(qū)動及實(shí)現(xiàn) / 60
3．1．2 固件接口表 / 61
3．1．3 驅(qū)動框架 / 61
3．1．4 塊設(shè)備接口實(shí)現(xiàn) / 63
3．1．5 字符設(shè)備接口實(shí)現(xiàn) / 66
3．1．6 NUMA節(jié)點(diǎn)接口實(shí)現(xiàn) / 67
3．1．7 持久內(nèi)存的RAS適配 / 70
3．2 Linux持久內(nèi)存虛擬化實(shí)現(xiàn) / 71
3．2．1 持久內(nèi)存虛擬化實(shí)現(xiàn) / 71
3．2．2 使用配置方法 / 77
3．2．3 性能優(yōu)化指導(dǎo) / 80
3．3 Windows持久內(nèi)存驅(qū)動實(shí)現(xiàn) / 82
3．3．1 持久內(nèi)存支持概述 / 82
3．3．2 持久內(nèi)存驅(qū)動框架解析 / 82
3．4 持久內(nèi)存管理工具 / 83
3．4．1 持久內(nèi)存的配置目標(biāo)和命名空間 / 83
3．4．2 IPMCTL / 90
3．4．3 NDCTL / 94
3．4．4 Windows管理工具 / 97
第4章 持久內(nèi)存的編程和開發(fā)庫 / 98
4．1 持久內(nèi)存SNIA編程模型 / 99
4．1．1 通用持久內(nèi)存設(shè)備驅(qū)動 / 100
4．1．2 傳統(tǒng)文件系統(tǒng) / 100
4．1．3 持久內(nèi)存感知文件系統(tǒng) / 100
4．1．4 管理工具和管理界面 / 101
4．2 持久內(nèi)存訪問方式 / 101
4．2．1 持久內(nèi)存訪問方式 / 102
4．2．2 傳統(tǒng)塊訪問方式 / 104
4．2．3 底層數(shù)據(jù)存取方式 / 105
4．3 持久內(nèi)存編程的挑戰(zhàn) / 106
4．3．1 數(shù)據(jù)持久化 / 107
4．3．2 斷電一致性 / 107
4．3．3 數(shù)據(jù)原子性 / 108
4．3．4 持久內(nèi)存分配 / 109
4．3．5 位置獨(dú)立性 / 109
4．4 PMDK編程庫 / 110
4．4．1 libmemkind庫 / 110
4．4．2 libpmem庫 / 113
4．4．3 libpmemobj庫 / 120
4．4．4 libpmeblk 和libpmemlog / 143
4．4．5 libpmemobj-cpp庫介紹 / 143
4．5 持久內(nèi)存和PMDK的應(yīng)用 / 152
4．5．1 PMDK庫的應(yīng)用場景 / 152
4．5．2 pmemkv鍵值存儲框架的介紹 / 153
4．5．3 PMDK在Redis持久化的應(yīng)用 / 156
參考文獻(xiàn) / 162
第5章 持久內(nèi)存性能優(yōu)化 / 163
5．1 與持久內(nèi)存相關(guān)的配置選項(xiàng)和性能特點(diǎn) / 164
5．1．1 持久內(nèi)存的常見配置選項(xiàng)與使用模式介紹 / 164
5．1．2 內(nèi)存模式下的性能特點(diǎn)與適用業(yè)務(wù)的特征 / 164
5．1．3 AD模式下的性能特點(diǎn)與適用業(yè)務(wù)的特征 / 167
5．2 持久內(nèi)存的相關(guān)性能評測與基礎(chǔ)性能表現(xiàn) / 170
5．2．1 不同持久內(nèi)存配置與模式下的基礎(chǔ)性能表現(xiàn) / 170
5．2．2 內(nèi)存模式下的典型業(yè)務(wù)場景 / 171
5．2．3 AD模式下的典型業(yè)務(wù)場景 / 172
5．3 常用性能優(yōu)化方式與方法 / 173
5．3．1 平臺配置優(yōu)化 / 173
5．3．2 微架構(gòu)選項(xiàng)優(yōu)化 / 176
5．3．3 軟件編程與數(shù)據(jù)管理策略的優(yōu)化 / 181
5．4 性能監(jiān)控與調(diào)優(yōu)工具 / 183
5．4．1 Memory Latency Checker / 183
5．4．2 Performance Counter Monitor / 186
5．4．3 VTune Amplifier / 188
第6章 持久內(nèi)存在數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用 / 192
6．1 Redis概況 / 193
6．2 使用持久內(nèi)存擴(kuò)展Redis內(nèi)存容量 / 194
6．2．1 使用持久內(nèi)存擴(kuò)展內(nèi)存容量 / 195
6．2．2 使用NUMA節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展內(nèi)存容量 / 196
6．2．3 使用AD模式擴(kuò)展內(nèi)存容量 / 198
6．3 使用持久內(nèi)存的持久化特性提升Redis性能 / 200
6．3．1 使用AD模式實(shí)現(xiàn)RDB / 202
6．3．2 使用AD模式實(shí)現(xiàn)AOF / 204
6．4 RocksDB概述及性能特性 / 206
6．5 RocksDB的LSM索引樹 / 208
6．6 利用持久內(nèi)存優(yōu)化RocksDB性能 / 211
6．6．1 RocksDB的性能瓶頸 / 217
6．6．2 持久內(nèi)存優(yōu)化RocksDB的方式和性能結(jié)果 / 219
第7章 持久內(nèi)存在大數(shù)據(jù)的應(yīng)用 / 234
7．1 持久內(nèi)存在大數(shù)據(jù)分析和人工智能中的應(yīng)用概述 / 235
7．2 持久內(nèi)存在大數(shù)據(jù)計(jì)算方面的加速方案 / 235
7．2．1 持久內(nèi)存在Spark SQL數(shù)據(jù)分析場景的應(yīng)用 / 235
7．2．2 持久內(nèi)存在MLlib機(jī)器學(xué)習(xí)場景的應(yīng)用 / 241
7．2．3 Spark PMoF：基于持久內(nèi)存和RDMA網(wǎng)絡(luò)的高性能Spark Shuffle方案 / 247
7．3 持久內(nèi)存在大數(shù)據(jù)存儲中的應(yīng)用 / 255
7．3．1 持久內(nèi)存在HDFS緩存中的應(yīng)用 / 255
7．3．2 持久內(nèi)存在Alluxio緩存中的應(yīng)用 / 260
7．4 持久內(nèi)存在Analytics Zoo中的應(yīng)用 / 264
7．4．1 Analytics Zoo簡介 / 264
7．4．2 持久內(nèi)存在Analytics Zoo中的具體應(yīng)用 / 264
第8章 持久內(nèi)存在其他領(lǐng)域的應(yīng)用 / 267
8．1 持久內(nèi)存的應(yīng)用方式及可解決的問題 / 268
8．1．1 持久內(nèi)存的應(yīng)用方式 / 268
8．1．2 持久內(nèi)存能夠解決的問題 / 269
8．2 持久內(nèi)存在推薦系統(tǒng)中的應(yīng)用 / 270
8．2．1 推薦系統(tǒng)的主要組成 / 271
8．2．2 推薦系統(tǒng)的持久內(nèi)存應(yīng)用方法 / 272
8．2．3 推薦系統(tǒng)應(yīng)用案例 / 272
8．3 持久內(nèi)存在緩存系統(tǒng)的應(yīng)用 / 277
8．3．1 緩存系統(tǒng)的分類和特點(diǎn) / 277
8．3．2 緩存系統(tǒng)應(yīng)用案例 / 280
8．4 持久內(nèi)存在高性能計(jì)算中的應(yīng)用 / 284
8．5 持久內(nèi)存在虛擬云主機(jī)中的應(yīng)用 / 285
8．6 持久內(nèi)存的應(yīng)用展望 / 286
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持久內(nèi)存架構(gòu)與工程實(shí)踐 作者簡介
李志明 英特爾數(shù)據(jù)中心集團(tuán)平臺架構(gòu)師、首席工程師。長期從事服務(wù)器系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和設(shè)計(jì)開發(fā)工作，近年來致力于計(jì)算和存儲技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用，解決新興業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)。畢業(yè)于上海交通大學(xué)電子工程系，擁有碩士學(xué)位。 吳國安 英特爾持久內(nèi)存產(chǎn)品工程部經(jīng)理，在IA架構(gòu)、性能優(yōu)化、軟件協(xié)同硬件開發(fā)方面有多年工作經(jīng)驗(yàn)。目前主要支持客戶應(yīng)用英特爾數(shù)據(jù)中心級持久內(nèi)存，進(jìn)行軟件開發(fā)和應(yīng)用適配，提供IA架構(gòu)上的客戶方案技術(shù)咨詢和支持。在2012年加入英特爾之前，任職意法半導(dǎo)體負(fù)責(zé)數(shù)字電視軟件開發(fā)和集成的工作。2005年碩士畢業(yè)于上海交通大學(xué)。 李翔 就職于英特爾數(shù)據(jù)中心部門，主要從事持久內(nèi)存的研發(fā)與調(diào)試，深入?yún)⑴c持久內(nèi)存初代產(chǎn)品的調(diào)試與驗(yàn)證及未來產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與規(guī)劃，對持久內(nèi)存的架構(gòu)與應(yīng)用有深入的理解。碩士畢業(yè)于上海大學(xué)信號與信息處理專業(yè)，先后就職于華為、思科等科技公司從事產(chǎn)品研發(fā)與調(diào)試工作。 斯佩峰 英特爾數(shù)據(jù)中心集團(tuán)資深軟件工程師。長期從事x86服務(wù)器的固件開發(fā)和軟件性能調(diào)優(yōu)，目前專注于持久內(nèi)存對數(shù)據(jù)庫及存儲類應(yīng)用的優(yōu)化。 杜凡 資深Linux內(nèi)核工程師，有十余年的Linux內(nèi)核開發(fā)、性能調(diào)優(yōu)經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)就職于英特爾，在持久內(nèi)存方向深耕數(shù)年。熟知英特爾持久內(nèi)存產(chǎn)品，對Linux內(nèi)核NVDIMM和內(nèi)存管理子系統(tǒng)有深入理解。深度參與持久內(nèi)存在不同應(yīng)用場景的調(diào)研與開發(fā)，積累了豐富的持久內(nèi)存在互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)中應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。曾就職于WindRiver，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議加密產(chǎn)品的開發(fā), 以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧XFRM模塊的社區(qū)維護(hù)工作。 束文輝 英特爾數(shù)據(jù)中心集團(tuán)解決方案架構(gòu)師，專注于大型云計(jì)算客戶的業(yè)務(wù)性能特征化與至強(qiáng)平臺與非易失性存儲的功耗性能調(diào)優(yōu)。具有云計(jì)算系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，熟悉大型IT及數(shù)據(jù)中心的管理與運(yùn)維體系，如Web/DB、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)和存儲等。畢業(yè)于南京大學(xué)軟件工程系，擁有碩士學(xué)位。 徐鋮 現(xiàn)就職于英特爾亞太研發(fā)有限公司開源技術(shù)部門，從事多年大數(shù)據(jù)技術(shù)研究和開發(fā)工作，目前主要專注于基于英特爾平臺的大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)化。積極的開源項(xiàng)目貢獻(xiàn)者，是Apache Hive、Apache ORC和Apache Commons項(xiàng)目的Committer。 胡寅瑋 長期從事軟件開發(fā)和信息技術(shù)管理工作。現(xiàn)任英特爾數(shù)據(jù)中心事業(yè)部，云計(jì)算軟件研發(fā)部門經(jīng)理，致力于服務(wù)器產(chǎn)品的軟件和固件研發(fā)、系統(tǒng)集成及性能優(yōu)化。
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