浪潮服务器天梭M13分段内存镜像功能浅析

浪潮关键应用主机天梭M13是我国自主研制的在线交易处理性能最强的单机服务器系统，面向对稳定性和可用性极高的银行、政府、大企业的超大型数据库应用而设计。关键业务计算处理的是高价值、高质量的数据，例如银行卡系统、个人信贷审批、会计审批、中央社保管理系统等等，这类数据是一个企业的核心业务数据，被誉为“数据金矿”，重要性不言而喻。在银行、保险等行业的关键业务中，这些数据容不得半点错误。

关键业务呈现出复杂性、强时效性和高并发等特点，对IT系统不光提出了性能的要求，更提出了高稳定性、高可用性的要求。而高可用性正是天梭M13最大的特点，多层级RAS特性设计是一个自顶向下的系统工程，浪潮在硬件、系统和应用等三个层面采用了整体性的高可用技术，使得天梭M13系统能够提供7*24的业务连续性。本文介绍天梭M13关键应用主机的众多高可用技术之一—分段内存镜像功能。

浪潮天梭M13关键应用主机

分段内存镜像功能: 提高系统可用性的同时减少内存资源浪费

内存故障是引起系统停机的主要原因之，内存镜像功能（Memory Mirroring）是解决这一问题的重要手段。内存镜像功能是服务器上重要的RAS特性之一，指将服务器上的内存分为两个频道，一个频道是另一个频道的镜像，用来创建内存的冗余副本，在主内存数据发生错误时自动从镜像内存中读取，从而确保整个系统的稳定可靠。但此技术原则上需要牺牲整个系统一半的内存容量为代价，这对于最高可配备48TB内存容量的天梭M13来说无疑是难以接受的。

目前较新的Intel处理器已支持分段内存镜像技术（即部分内存镜像特征），利用此特性，天梭M13可在其搭载的关键应用系统K-UX（3.2或更高版本）中人为指定某块区域作为镜像，将关键核心数据放入镜像内存区，以享受内存镜像功能带来的高可用性，非关键数据所占内存区域不做镜像处理。这样既保证了核心业务稳定运行，又极大程度避免了内存资源的浪费。

分段内存镜像功能如何实现？

分段内存镜像功能需要硬件支持，原理示意图如下：

分段内存镜像功能硬件层面原理示意图

如图所示ch0的Region1和ch2的Region1被设置为内存镜像区域，其他Region没有配置镜像，（总内存容量-内存镜像区域配置容量）即为OS实际可用内存容量。

另外这一特性也需要OS层面支持，原理如下：

在NUMA架构的服务器上，每个物理CPU为一个node，可以通过BIOS为每个node上配置分段j内存镜像区域，OS解析BIOS上传的EFI内存区域属性配置表，调整内存管理区域，保证内核关键数据使用的内存分配在内存镜像区域，应用程序使用的内存分配在非镜像区域。如下图所示：

分段内存镜像功能OS层面原理示意图

对于一个由两个node 组成的系统，在每个node上都配有mirror 区域，OS将镜像区域设置为normal，用于分配内核数据；非镜像区域设置为movable，用于分配应用层数据。

K-UX 3.2及以上版本提供对分段内存镜像的支持。系统启动时通过BIOS设置分段内存镜像区域，建议预留不低于内存总容量的1/64作为内存镜像区域。操作系统默认关闭内存镜像特性，用户可根据实际情况选择配置操作系统内存镜像相关属性。

浪潮关键应用主机天梭M13强大的高可用技术，可以有效避免硬件故障、单点设备故障以及数据中心灾害等各种情况对系统业务的影响，帮助客户应对移动互联时代对IT基础设施带来的挑战。