分段內存鏡像功能: 提高系統可用性的同時減少內存資源浪費

內存故障是引起系統停機的主要原因之，內存鏡像功能（Memory Mirroring）是解決這一問題的重要手段。內存鏡像功能是服務器上重要的RAS特性之一，指將服務器上的內存分為兩個頻道，一個頻道是另一個頻道的鏡像，用來創建內存的冗余副本，在主內存數據發生錯誤時自動從鏡像內存中讀取，從而確保整個系統的穩定可靠。但此技術原則上需要犧牲整個系統一半的內存容量為代價，這對于最高可配備48TB內存容量的天梭M13來說無疑是難以接受的。

目前較新的Intel處理器已支持分段內存鏡像技術（即部分內存鏡像特征），利用此特性，天梭M13可在其搭載的關鍵應用系統K-UX（3.2或更高版本）中人為指定某塊區域作為鏡像，將關鍵核心數據放入鏡像內存區，以享受內存鏡像功能帶來的高可用性，非關鍵數據所占內存區域不做鏡像處理。這樣既保證了核心業務穩定運行，又極大程度避免了內存資源的浪費。

分段內存鏡像功能如何實現？

分段內存鏡像功能需要硬件支持，原理示意圖如下：

分段內存鏡像功能硬件層面原理示意圖

如圖所示ch0的Region1和ch2的Region1被設置為內存鏡像區域，其他Region沒有配置鏡像，（總內存容量-內存鏡像區域配置容量）即為OS實際可用內存容量。

另外這一特性也需要OS層面支持，原理如下：

在NUMA架構的服務器上，每個物理CPU為一個node，可以通過BIOS為每個node上配置分段j內存鏡像區域，OS解析BIOS上傳的EFI內存區域屬性配置表，調整內存管理區域，保證內核關鍵數據使用的內存分配在內存鏡像區域，應用程序使用的內存分配在非鏡像區域。如下圖所示：

分段內存鏡像功能OS層面原理示意圖

對于一個由兩個node 組成的系統，在每個node上都配有mirror 區域，OS將鏡像區域設置為normal，用于分配內核數據；非鏡像區域設置為movable，用于分配應用層數據。

K-UX 3.2及以上版本提供對分段內存鏡像的支持。系統啟動時通過BIOS設置分段內存鏡像區域，建議預留不低于內存總容量的1/64作為內存鏡像區域。操作系統默認關閉內存鏡像特性，用戶可根據實際情況選擇配置操作系統內存鏡像相關屬性。

浪潮關鍵應用主機天梭M13強大的高可用技術，可以有效避免硬件故障、單點設備故障以及數據中心災害等各種情況對系統業務的影響，幫助客戶應對移動互聯時代對IT基礎設施帶來的挑戰。